Выпускная система двигателя внутреннего сгорания

 

х () F 02 B 37/02 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

9 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4650838/06 (22) 15.02.89 (46) 23.04.91:. Бюл. 9 15 (7i) Алтайский политехнический институт им. И.И. Ползунова (72) Г.В. Пыжанкин, А.А. Балашов, В.П. Пятков и В.Т. Толстов (53) 621„43.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р". 1060800, кл. F 02 В 37/02, 1980.

-(54) ВЬПТУСКНАЯ СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет уменьшить гидравлические потери в выпускной системе. Выпускная система содержит цилиндрический коллектор 1 с открытым торцом для подключения к турбине и индивидуальные каналы, каждый из которых связывает выпускные органы одного из цилиндров с коллектором 1 и образован каналом 3 в головке 4 цилиндров и внутренней поверхностью выпускного патрубка 5. Патрубки 5

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению, в частности к выпускным системам двигателей, Цель изобретения — уменьшение гидравлических потерь.

На фиг. 1 представлена схема выпускной системы; на фиг. 2 — турбина турбокомпрессора; на фиг. 3 †.сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 — индивидуальный канал с углом 90 ; на

О. фиг. 5 — сечение Б-Б вставки на фиг. 4; на фиг. 6 — сечение R.—  на

2 выполнены криволинейными с выпускными 6 и вогнутыми 7 участками. Ось симметрии 8 каждого патрубка 5 совмещена с пространственной винтовой линией и продолжающая ее прямая размещена в плоскости, расположенной под углом к оси коллектора 1, Выпускныепатрубки 5 и каналы 3 в головке 4 выполнены с уменьшающимися сечениями.

Пространственная винтовая линия оси . 8 каждого патрубка выполнена овивающей коническую поверхность. Выпуклый участок 6 каждого патрубка. 5 сопряжен с коллектором 1 по каса-. тельной, а в стыке вогнутого участка 7 выпускного патрубка 5 с каналом 3 в головке 4 установлена вставка 9 для образования их плавного сопряжения. Использование изобретения позволит уменьшить потери напора газа в проточной части, снизить насосные потери и улучшить очистку цилиндров от отработавших газов. фиг. 4; на фиг. 7 — сечение Г-Г вставки на фиг, 4; на фиг. 8 — сечение Д-Д вставки на фиг. 4; на фиг.9 вставка в изометрии.

Выпускная система содержит цилиндрический коллектор 1 с открытым тор.цом для подключения к турбине 2 и ин- 4 " дивидуальные каналы, каждый из кото- Ъ рых связывает выпускные органы одного из цилиндров с коллектором 1 и образован каналом 3 в головке 4 цилиндров и внутренней поверхностью выпускного патрубка 5, Патрубки 5 вы1643753 полнены криволинейными с выпуклыми

6 и,вогнутыми 7 участками. Ось симметрии 8 каждого патрубка 5 совмещена с пространственной винтовой линией и продолжающая ее прямая раз мещена в плоскости, расположенной д углом к оси коллектора 1. Выпускные патрубки 5 и каналы 3 в головке 4 выполнены с уменьшающимися сечениями„ Пространственная винтовая линия оси 8 каждого патрубка выполнена овивающей коническую поверхность. ВыпУклый участок 6 каждого патрубка 5 сопряжен с коллектором 1 по касательной, а в стыке вогнутого участка 7 выпускного патрубка 5 с каналом

3 в головке 4 установлена вставка 9 для образования их плавного сопряжения. Турбина 2 снабжена улиткой 10, сообщенной с рабочим колесом 11 с лопатками, и в зависимости от конструкции турбины 2 часть выпускных патрубков 5 от одной группы цилиндров может быть направлена вниз, а другая часть выпускных патрубков от другой группы цилиндров может быть направлена вверх.

Конфузорность индивидуального канала определяется соотношением площадей выходного сечения патрубка

5 и клапанной щели при максимальном подъеме клапана 1?, которое лежит в пределах 0,6-0,75. При этом коэффициент расхода М при максимальном подъеме клапана 12 составляет 0,60 75. Введение выпуклой вставки 9 устраняет зону обратных течений и уменьшает гидравлические потери.

Система работает следующим обра-40 зом.

Отработавшие газы из цилиндра двигателя поступают при открытии клапана 12 через клапанную щель в канал 3 в головке 4, затем в выпуск- . ной патрубок 5, из которого газы по.падают в цилиндрический коллектор

1 и через улитку 10 — на колесо 11 .турбины 2. Вытекающий из цилиндра поТоК газов вследствие конфузорности

50 индивидуальных каналов ускоряется, что способствует улучшению очистки цилиндров в последней фазе выпуска за счет использования эжекционного эффекта. Сопряжение выпуклого участка 6 каждого патрубка 5 с коллектором

1 по касательной способствует истечению газа без. срыва потока, снижению потери напора, закрутке потока газа в цилиндрическом коллекторе 1 и уменьшению потерь напора при течении газа до колеса 11 турбины 2.

Создание закрученного потока газа перед турбиной 2 способствует благоприятному истечению газа из улитки

10 турбины к лопаткам рабочего колеса

11 турбины вследствие того, что вектор окружной скорости потока направлен к лопаткам колеса 11 по касательной.

Использование изобретения позволит уменьшить потери напора газа в проточной части, более эффективно использовать энергию выпускных газов, снизить насосные потери и улучшить очистку цилиндров от отработавших газов.

Ф ормула изобретения

Выпускная система. двигателя внутреннего сгорания, содержащая цилиндрический коллектор с закрытым торцом и открытым торцом для подключения к турбине и индивидуальные каналы, каждый из которых связывает выпускные органы одного из цилиндров с коллектором и образован каналом в головке цилиндров и внутренней поверхностью выпускного патрубка, причем патрубки выполнены криволинейными с выпуклыми и вогнутыми участками, ось симметрии каждого патрубка совмещена с пространственной винтовой линией и продолжающая ее прямая размещена в плоскости, расположенной под углом к оси коллектора, о т л и ч а ю щ а я — . с я тем, что, с целью уменьшения гидравлических потерь, выпускные патрубки и каналы в головках выполI иены с уменьшающимися сечениями и пространственная винтовая линия оси каждого патрубка выполнена овивающей коническую поверхность, причем выпуклый участок сопряжен .с коллектором по касательной, а в стыке вогнутого участка выпускного патрубка с каналом в головке установлена вставка для образования их плавного сопряжения.

1643753:

1643753 " 1 1

Фиг. 7

4Ьв 8

Составитель Н. Лапушкин

Техред Л.Сердюкова

Корректор JI.Ïèëèïåíêî

РедактОр Т.Иванова

Заказ 1458

Тираж 359

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР l)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 103