Транспортное средство

 

Изобретение относится к транспортным средствам, преимущественно к легковым автомобилям, в частности к устройствам воздухоснабжэния двигателя. Цель изобретения - снижение шума. Транспортное средство содержит установленный в моторном отсеке 1 двигатель 2 внутреннего сгорания , снабженный воздухоочистителем 3, полость которого подключена к термостатирующей системе воздухе под водящих патрубков - подогретого 4, смешанного 5 и забортного 6 воздуха, при этом входной срез 7 последнего смонтирован на передней панели 8 (решетка радиатора) моторного отсека 1.- Новым является то, что суммарная длина меньшего и большего патрубков определенным образом оптимизирована из соображений акустики. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{я)з В 60 К 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4761361/11 (22) 12.10.89 (46) 15. f2.91. Бюл. М 46 (71) Волжское объединение по производству легковых автомобилей (72) М,И.Фесина, P,Н.Старобинский, Ю.П;Лазарев, Е.В,Лысенко и А,В.Соколов (53) 629.118(088.8) (56) Патент С ША

Q 4516650, кл. В 60 К 13/02, 1985; (54) ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО (57) Изобретение относится к транспортным средствам, преимущественно к легковым автомобилям, в частности к устройствам

„, SU „„1á98097 А1 воздухоснабжения двигателя, Цель изобретения — снижение шума. Транспортное средство содержит установленный в моторном отсеке 1 двигатель 2 внутреннего сгорания, снабженный ваздухоочистителем 3, полость которого подключена к термостатирующей системе воздухоподводящих патрубков — подогретого 4, смешанного 5 и забортного 6 воздуха, при этом входной срез 7 последнего смонтирован на передней панели 8 (решетка радиатора) моторного отсека 1, Новым является то, что суммарная длина меньшего и большего патрубков определенным образом оптимизирована из соображений акустики. 8 ил.

1698097

10

Изобретение относится к транспортным средствам, преимущественно к легковым автомобилям, в частности, к устройствам воздухоснабжения двигателя.

Цель изобретения — снижение шума, На фиг,1 изображена принципиальная схема транспортного средства, вид на моторный отсек (капот снят); на фиг.2 — схема подключения системы воздуховпуска к решетке радиатора; на фиг.3 — система воэдухоподводящих патрубков, подключенная к воздухоочистителю; на фиг.4 — упрощенный вид схемы системы воэдуховпуска, где Ig— длина патрубка подогретого воздуха. I >— длина патрубка смешанного воздуха; (з— длина патрубка забортного воздуха; на фиг.5 — частотная характеристика системы, где — усиление шума, f — частота; на фиг.6 — полученные расчетным путем формы колебаний трех систем впуска при постоянных длинах короткого и длинного патрубков и переменной длине среднего патрубка; на

- фиг,7 — зависимость собственной частоты системы от длины среднего патрубка (р при постоянных значениях l1 и (з; на фиг.8— значения величин наибольшей и наименьшей возможных собственных частот при постоянных значениях i< и Iç, полученные из расчетного эксперимента на ЭЦВМ, Транспортное средство (фиг.1) содержит установленный в моторном отсеке 1 двигатель 2 внутреннего сгорания, снабженный воздухоочистителем 3, полость которого подключена к термостатирующей системе воэдухоподводящих патрубков, подогретого 4, смешанного 5 и забортного 6 воздуха. При этом входной срез 7 последнего смонтирован на передней панели 8 (решетка радиатора) моторного отсека .1, Длина патрубка забортного воздуха 6 составляет

16... 21 (1000 (hNIMsKc где t1 — длина патрубка смешанного воздуха

5,м;

l — число цилиндров двигателя; пй1макс — скорость вращения коленвала двигателя в режиме максимальной мощно-1. сти, мин

1000 — размерный коэффициент, м/мин

Дополнительнс на фиг.1 показаны терморегулятор 9, выхлопной коллектор 10, цефлектор 11 забора подогретого воздуха. На фиг.2 позицией 12 показан заборник забортного воздуха. На фиг.3 показана заслонка

13 терморегулятора 9, фильтрующий элемент 14 воздухоочистителя 3 и отверстие 15 под карбюратор {не показан).

Воздух под воздействием разрежения во впускном тракте, а при движении транспортного средства и за счет инерционного наддува через срез 7 поступает s смесеобразующее устройство (не показано) по патрубкам 6 и 4. По патрубку б подается забортный (холодный) воздух. По патрубку 4 подается воздух, подогретый стенкой выхлопного коллектора 10, Потоки воздуха поступают в термостатирующее устройство 9, а далее уже термостатированный поток воздуха через патрубок 5 поступает в воздухоочиститель 3 и, проходя через фильтрующий элемент 14, направляется в двигатель 2.

При движении автомобиля с работающим двигателем 2 в момент открытия — закрытия впускных клапанов (не показаны) и в самом процессе изменения объемов цилиндров возникает переменная составляющая объемного расхода воздуха, что приводит к

"раскачке" воздушных объемов, заключенных в отдельных элементах труб и объемов системы, питающей двигатель 2 воздухом.

Воздушные объемы в отдельных элементах системы обладают определенными частотными характеристиками и, в конечном счете, определяют звуковое излучение, производимое непосредственно наружным срезом забортного патрубка 6.

В области частот, схватывающих первую,и вторую двигательные гармоники {f> и

fz) наиболее интенсивные резонансные явления возникают в системе патрубков 4 — 6, Для исключения этих резонансных явлений на режиме разгона автомобиля необходимо собственную частоту этой системы патрубков разместить между первой и второй двигательными частотами (фиг.5), где ft первая резонансная частОта системы.

Наиболее целесообразно принять(1 + 2)

2 (1)

Резонанс в системе из нескольких патрубков, соединенных в узел, соответствует случаю, когда инерционные проводимости одних патрубков скомпенсированы емкостными проводимостями других

У1+ Yz+ Уз ... = 0; где Y — проводимость патрубка.

Наименьшим инерционным сопротивлением или {что то же самое) наибольшей инерционной проводимостью обладает самый короткий патрубок, В него проходит наибольший колебательный расход при возбуждении колебаний давления в узле. Причем этот расход запаздывает по фазе на 90" относительно колебаний давления. Наибольшей емкостной проводимостью, т.е. способностью за счет сжимаемости "принять в себя" газ при колебаниях давления в

1698097 узле обладает самый длинный патрубок.

Сдвиг фазы колебательного расхода относительно давления — 90О. Поэтому именно самый длинный и самый короткий патрубки определяют собственную (резонансную) частоту системы.

Расчетный эксперимент на ЭЦВМ показывает, что первая резонансная частота системы, состоящая из трех патрубков, длина

11, !г, 1з, соединенных в узел, приближенно описывается выражением — Гц. (2)

На фиг.6 представлены полученные расчетным путем формы колебаний для трех систем впуска с 1з = 0,75 м, 11 = 0,15 м и различными 12 (0,16; 0,37; 0,69 м). Собственные частоты систем — соответственно 229, 217 и 204 Гц. Зависимость f от !2 для этого примера приведена на фиг.8. Видно, что во всем возможном диапазоне длин при lз>

>lz > Ii, f — частота, мало отличающаяся от

1 рассчитанной по формуле (1) = 212 Гц.

Приведенные расчетные эксперименты и анализ показывают, что формула (1) выполняется точно при

1!+!з

2= (фиг.8 Iz = 0,4 м).

Увеличение lz (при!1= const и 1з = const) приводит к понижению f, уменьшение lz — к ! повышению f). Наибольшей возможной длине lz = li соответствует наименьшая собственная частота, наименьшей !г =1з— наибольшая (фиг,8).

Величины наибольшей и наименьшей возможных собственных частот (при !!=const и!з=сопз ) зависят от соотношения

Iз/11. Их значения, полученные из расчетного эксперимента на ЭЦВМ, приведены на фиг.7.

Как видно из приведенных экспериментов, различие действительного значения собственной частоты по формуле (1) даже в самых крайних случаях составляет от рассчитанных не более 11 .

Первая и вторая гармоники основной, частоты рабочего процесса двигателя

-и n.i

6 „, ц, (3)

12=211 = 60 Гц, (4)

11 и lз - соответственно длины патрубков

5 и 6; с — скорость звука, 340 м/с; и — частота вращения коленвала, мин

1 — частота цилиндров, в данном случае их четыре; г — коэффициент тактности для четырехтактного ДВ С-2.

Дальнейшие математические расчеты проводятся для четырехтактного двигателя

5 и коэффициент r в них будет равным двум.

В процессе разгона автомобиля как по нормируемым методикам ЕЭК ООН (правило М 51), ГОСТ 19358-85, стандартом СЭВ. так и в процессе реального разгона на загру10 женных автомагистралях современных городов и с учетом обеспечения максимальной динамики автомобиля, частота вращения коленвала двигателя находится в диапазоне

15 и = (0,7....0,9)п!ч!макс (5) где пи! — скорость вращения коленвала в режиме номинальной мощности.

Из формулы (1-5) следует формула для определения длин патрубков

20, 16...21 (1000 ) ()

i nNIMaxc размерность величин в формуле

11".!з — м, -1, ПМмакс мин

25 i — величина безразмерная. кроме того, в правой части присутствует размерность скорости звука, м/с. Соответственно

16...21 (1000 )

30 и!ч!макс

Формула изобретения

Транспортное средство, преимуществейно легковой автомобиль, содержащее установленный в моторном отсеке двигатель внутреннего сгорания с воэдухоочиститекем, полость последнего подключена к те рмостатической системе воздухоподводя40 щих патрубков подогретого, смешанного и забортного воздуха, при этом входной срез патрубка забортного воздуха установлен на передней панели моторного отсека, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения

45 шума, длина 1а патрубка забортного воздуха равна

16... 21 (1000

1 " макс м .где11 — длина патрубка смешанного воздуха, I — число цилиндров двигателя; пщм,„, — скорость вращения коленвала двигателя в режиме максимальной мощно-1

55 СТН, мин Ф

1000 — размерный коэффициент (м/мин ).

3698097

1б98097

1698097

Jусил.

1698097

02 РФ Об

1698097 Р1 -ц овале(Х) УП1

0,$

«Рцг. 8

Составитель В. Ионова

Редактор И, Касарда Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4358 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5