ВПУСКНОЙ КОЛЛЕКТОР ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Предлагаемое техническое решение относится к двигателестроению, в частности к устройствам газоподвода, преимущественно многоцилиндровых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) впрыскового типа с искровым зажиганием семейства заволжского моторного завода (ЗМЗ).
Наполнение цилиндров ДВС топливовоздушной смесью зависит от длины и проходного сечения впускного тракта, положения дроссельного устройства, что в конечном итоге определяет технико-экономические показатели ДВС в зависимости от рабочих режимов.
Проведенными исследованиями установлено, что при дросселировании воздушного потока наблюдается неравномерное распределение смеси по цилиндрам двигателя, что в конечном итоге снижает эффективность работы ДВС в режиме дросселирования на частичных нагрузках, так как в режиме городского цикла частичные нагрузки используются наиболее часто.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является впускной коллектор по патенту RU №154741 от 04.06.2014 г. опубликованное 09.10.2015 г., МПК F02D 9/02, F02B 29/02, F02M 35/104. Данная система предусматривает наличие ресивера, от которого идут четыре импульсных трубы, соединенные с головкой ДВС с торцовой стороны.
При дросселировании потока наблюдается не равномерное обтекание дросселя, что приводит к появлению двух спутных вихрей, что в конечном итоге приводит к появлению внутри впускного патрубка зоны пониженного давления, что подтверждается монографией "Расчетно-экспериментальное определение параметров впускной системы ДВС на частичных нагрузках", авторов: Л.А. Жолобов и Е.А. Суворов.
Недостатком впускного коллектора ДВС патента на полезную модель №154741, является турболизация потока вследствие появления внутри ресивера зоны пониженного давления, что влияет на равномерное распределение смеси по цилиндрам при дросселировании потоков на частичных и средних нагрузках.
Задачей, предполагаемого технического решения является улучшение технических характеристик ДВС за счет повышения равномерности распределения воздушной смеси по цилиндрам двигателя на частичных и средних нагрузках.
Решение поставленной задачи достигается путем исключения зон пониженного давления за дроссельным устройством за счет обеспечения закручивания поступающего потока в ресивер под определенным углом.
Указанная задача решается тем, что во впускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания, включающем дроссельное устройство с заслонкой, впускной ресивер и патрубки, распределяющие газовый поток по цилиндрам двигателя, дополнительный патрубок, установленный между дроссельным устройством и ресивером, выполнены по всей длине на внутренней поверхности дополнительного патрубка выступы, расположенные равномерно относительно друг друга и выполненные с возможностью закручивания воздушного потока.
Суть технического решения поясняется чертежами, где:
На фиг. 1 изображен впускной коллектор ДВС.
На фиг. 2 изображен дополнительный патрубок.
На фиг. 3 изображено сечение А-А фиг. 2.
Впускной коллектор состоит из дроссельного устройства с заслонкой 1 и ее приводом 2, дополнительного патрубка 3, впускного ресивера 4 и патрубков - 5, 6, 7, 8, распределяющих газовый поток по цилиндрам двигателя. На внутренней поверхности дополнительного патрубка 3 по всей длине, равный 200 мм., выполнены выступы 9, имеющие сферическую форму. Выступы 9 расположены равномерно по внутренней поверхности дополнительного патрубка 3, например, если дополнительный патрубок 3 имеет внутренний диаметр 50 мм, то на его внутренней поверхности выполнены выступы в количестве 6 шт. и имеющие радиус 2 мм.
Устройство работает следующим образом;
Воздушный поток при такте впуска проходит через дроссельное устройство с заслонкой 1, через дополнительный патрубок 3, впускной ресивер 4 и распределяется по патрубкам 5, 6, 7, 8. Поток распределяется по указанным патрубкам равномерно, так как происходит закручивание потока за счет выступов 9 по всей длине патрубков. При этом скорость потока стабилизируется, вследствие чего давление в коллекторе выравнивается. Это обеспечивает одинаковое давление перед каждым впускным патрубком 5, 6, 7, 8, подводящих воздушный поток к цилиндрам.
В приведенном выше примере, когда внутренний диаметр дополнительного патрубка 3 равен 50 мм. выступов выполнено 6 с радиусом 2 мм, закручивание потока происходит по углом 15 град. по всей длине - 200 мм.
Угол и количество закручивающих устройств подобрано таким образом, что турбулентность потока снижается, показатель Re приближается к ламинарному и, следовательно, обеспечивает равномерное распределение воздуха по цилиндрам.
Проведенные исследования существующего впускного коллектора в сравнении с впускным коллектором предлагаемого технического решения, показали, что наполнение всех цилиндров при дросселировании улучшается, что приводит к повышению технико-экономических показателей ДВС в режиме дросселирования.