Коллекторное устройство выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания

 

Союз Советскик

Социапистическии

Республик

ОП ИСАНИВ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 907281 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено О! . 02. 80 (21) 2877830/25-06 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 23.02.82, 61оллетень М 7

Дата опубликования описания 23.02.82 (5t)M. К,п.

F 0I N 7/10

Р1вуаврствеиы11 квинтет

CCCP ао аеяэи имбретеяк11 и вткрытия (53) УДК 621 643 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. С. Носко и С. Н. Талалаев

1

Ворошиловградский машиностроительный цйститут (71) Заявитель (54) КОЛЛЕКТОРНОЕ УСТРОЙСТВО ВЫХЛОПНОЙ СИСТЕМЫ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению и, в частности к устройству выхлопных коллекторов двигателей внутреннего сгорания.

Известны устройства для смешивания потоков газа, содержащие выпускной трубопровод, подключенный выходным участком тангенциально к цилиндрическому патрубку, впускной канал с конфузорным участком, к кото10 рому подсоединено выходное отверстие цилиндрического гатрубка, и цилиндрическую трубу, установленную внутри патрубка соосно с ним и подклю15 ченную к дополнительному выпускному трубопроводу 11 .

Однако в таких устройствах выходное отверстие цилиндрического патрубка жестко подсоединено к конфузорному участку, выходные участки трубопроводов выполнены цилиндрическими и только один из них подсоединен тангенциально к цилиндрическому патрубку, что приводит к увеличеннЫм гидравлическим потерям, затрудняет компоновку этих устройств с другими агрегатами и не позволяет снижать температуру газов за счет добавления воздуха из окружающей среды.

Известны также коллекторные устройства выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания для перераспределения однородных потоков rasa в единый поток, содержащие основной выпускной трубопровод, подключенный выходным участком к цилиндрическому патрубку, глушитель, снабженный впускным каналом с конфузорным входным участком, в котором размещено выходное отверстие цилиндрического патрубка, и цилиндрическую оболочку, установленную внутри патрубка и соосно с ним (21 .

Однако в таких устройствах не предусмотрена возможность для подсоединения к одному глушителю дополнительного выпускного трубогровола от втоО7281

I5 газа во впускном канале глушителя.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным выпускным. трубопроводом, причем выходные участки выпускных трубопроводов выполнены в виде конфузоров и подключены тангенциально: основной трубопровод — к цилиндрическому патрубку, а дополнительный— к цилиндрической оболочке, и установлены в одном направлении по отношению к оси патрубка.

На фиг. 1 изображено предлагаемое коллекторное устройство; на фиг, 2сечение А-A на фиг. 1, Устройство содержит основной выпускной трубопровод 1, цилиндрический патрубок 2, глушитель 3 впускной канал 4 которого снабжен конфузорным входным участком 5, цилиндрическую оболочку 6, установленную соосно с патрубком 2, и дополнитель-. ный выпускной трубопровод 7. Выходной участок 8 основного трубопровода 1 и выходной участок 9 дополнительного трубопровода 7 выполнены в виде конфузоров и подключены тангенциально к цилиндрическому патруб ку 2 и к оболочке 6 соответственно, а также установлены в одном направлении по отношению к оси патрубка 2 °

Патрубок 2 и оболочка 6 снабжейы днищами 10 и выходными отверстиями 11 и 12.

Устройство работает следующим образом.

Поток выпускных газов от вы уcK ных трубопроводов l и 7 поршневого двигателя или газовых турбин направляется в ципиндрический патрубок 2 и оболочку 6, образующими завихривающий переходник и выполняющими совместно с выходными конфузорными участками 8 и 9 функцию активных .(ускоряющих поток) сопел. В переходнике потоки газа приобретают закрутку из-за подключения выходных участков 8 и 9 тангенциально к патрубку

3 9 рой энергетической установки (поршне вого двигателя или газовой турбины) а также не организовано эфективное завихривание и истечение с минимальными гидравлическими потерями двух потоков от энергетических установок в один глушитель.

Цель изобретения — снижение аэродинамического сопротивления коллекторного устройства путем организации одностороннего вращения потоков

2 и оболочке 6. При этом закрутка потоков в выходных oTHt .pcTHRx 11 и

12 установленных в конфузорном входном участке 5, обеспечивается односторонняя, благодаря тому, что выходные участки 8 и 9 установлены в одном направлении по отношению к оси патрубка 2 и векторы скорости потоков направлены в одну сторону. 3а выходными отверстиями II и 12 потоки газа расширяются, повышенная скорость истечения обеспечивает эжектирование окружающего воздуха в зазор между входным участком 5 впускного канала 4 и патрубком 2, выполняющим функцию пассивного сопла.

Одновременная закрутка однородных потоков в канале 4 обеспечивает зависимость раскрытия струи только от величины закрутки самого потока, что способствует сокращению пути перемешивания подсасываемого воздуха из атмосферы с частицами газового потока в закрученной среде и coKpamaет геометрические размеры устройства. Поток, истекающий из патрубка 2, имеющего сужение в выходном отверстии 11, попадает во входной участок

5, где сильно прижимается к стенкам его канала. Это приводит к увеличению давления на периферии и образованию разрежения в центральной части патрубка 2, т.е. большая часть потока движется близко от стенок патрубка 2, как-бы образуя кольцевой поток, в котором часть энергии теряется на внутреннее трение и трение стенки канала. Затем поток направляется к впускному каналу 4 глушителя

3. Поток, истекающий из оболочки 6, попадая во впускной канал 4, движется в разреженной области канала, созданной периферийным потоком, образованным наружной поверхностью оболочки 6 и внутренней поверхностью патрубка 2. При этом энергия газового потока теряется на внутреннее трение сменных потоков, а трение о стенки канала 4 у центрального потока отсутствует,что снижает аэродинамическое сопротивление. Кроме того, у центрального потока скорость будет вышее, чем у периферийного как за выходным отверстием ll, так и за выпускной кромкой впускного канала 2 глушителя 3, расположенной в его полости.

При,,равенстве выходных отверстий II и 12 это обеспечит повышенную эжектирукицую способность и надежность

9072 коллекторного устройства. При— чем центральный поток будет прижиматься к внутренним слоям периферийного .потока и поддерживать постоянно закрутку всего газового потока 5 до состояния единого вращающегося тела.

Следовательно, такое выполнение устройства способствует упрощению конструкции, что позволит снизить расход дефицитных жаропрочных материалов для коллекторного устройства.

Предлагаемое устройство позволит снизить его аэродинамическое сопроти- I5 вление, а следовательно, и удельный расход топлива в двигателе, а также позволит снизить температуру выпускных газов, что приведет к повышению надежиости и долговечности 20 глушителя. формула изобретения

Коллекторное устройство выхлоп- р5 ной системы двигателя внутреннего сгорания для перераспределения однородНых потоков газа в единый поток, содержащее основной выпускной трубо81 6 провод, подключенный выходным участ ком к цилиндрическому патрубку, глушитель, снабженный впускным каналом с конфузорным входным участком, в ко тором размещено выходное отверстие цилиндрического патрубка, и цилиндрическую оболочку, установленную внут ри патрубка и соосно с ним,о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения аэродинамического сопротивления путем организации одностороннего вращения потоков во впускном канале глушителя, устройство снабжено дополнительным выпускным трубопроводом, причем выходные участки выпускных трубопроводов выполнены в виде конфузоров и подключены тангенциально: основной трубопровод — к цилиндрическому патрубку, а дополни тельный — к цилиндрической оболочке, и установлены в одном направлении по отношению к оси патрубка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент CIIIA Р 4019834, кл. 417/84, опублик. 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р бб7760, кл. 1 01 N 7/08, опублик.

1979 (прототип).

907281

Составитель В. Козлов

Техред С, Мигунова. Корректор Г ° 0гар

Редактор В. Иванова

Заказ 546/44 Тираж 537

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4