МНОГОЦИЛИНДРОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания.
Полезная модель относится к двигателестроению, в частности, к многоцилиндровым двигателям внутреннего сгорания с впрыском топлива в цилиндры.
Применение системы электронного впрыска топлива, вызывает необходимость введения в конструкцию двигателя внутреннего сгорания (далее две) устройств, позволяющих в значительной степени ослабить величину резонансных амплитуд пульсаций объёмного расхода воздуха (снизить гидравлические сопротивления) в тракте системы впуска, с целью улучшения наполнения цилиндров, повышения эффективной мощности и экономических показателей двигателя. С другой стороны, подавление резонансных пульсаций газа во впускной системе ДВС благоприятно с точки зрения снижения звукового (шумового) излучения в окружающую среду производимого как выходным срезом воздухозаборного патрубка воздухоочистителя (аэродинамический шум), так и вибрирующими стенками элементов системы впуска (структурный, корпусной шум).
Так, например, японская фирма Ямаха Мотор в заявке М 61-244824, F02B 27/00, публ. 31.10.86, для снижения пульсаций и шума предлагает использовать два ресивера, параллельно и последовательно подключенных к трассе впускного трубопровода.
Японская фирма Хонда Мотор в заявке N 63-219866, F02M 35/10, публ. 13.09.88, предлагает для снижения шума при всасывании использовать два раздельных воздушных трубопровода, соединяющих воздухоочиститель и ресивер с двумя управляемыми дроссельными заслонками, обеспечивающими закрытие вспомогательного канала на низких оборотах и открытое состояние обеих соединительных трубопроводов на высоких оборотах. Эта же фирма в заявке N 61-190159, F02M 35/12, публ. 14.01.87, в целях обеспечения шумоглушения в широком диапазоне частот, предлагает соединять с впускной трубой два устройства шумоглушения -1/4 волновой резонатор тупикового типа и резонансную камеру.
МКИ F02B 29/02
пульсаций газа путем их сложения в противофазе, предлагается использовать взаимосогласованные дополнительные резонансные трубы и дополнительный ресивер.
Австрийская фирма АВЛ в заявке ФРГ N 3820607, F01B 25/00, публ. 29.12.88, для расширения частотного диапазона эффективной работы дополнительногоакустического резонатора, предлагает выполнять его
конструкцию изменяемого объема, настраиваемого в зависимости от скорости вращения коленвала.
Японская фирма Ниппон радзиэта в заявке Японии N 62-48047, F01M 1/02, публ. 12.10.87, предлагает, с целью повышения эффекта глушения шума, взамен использования крупногабаритных сложных конструкций глушителей применять антирезонансную впускную трубу, включающую управляемый источник шума или вибраций, электромагнитный клапан, приемные акустические датчики, управляющий процессор.
Японская фирма Хитачи сэйсакусе в заявке Японии N 2-4840, F16L 55/04, публ. 30.01.90, для снижения пульсаций в системе трубопроводов предлагает трубопровод разветвлять по меньшей мере на два канала, на различных расстояниях от точки разветвления размещать расширительные камеры, отражающие прямые падающие звуковые волны назад к источнику пульсаций (цилиндру двигателя), причем расстояние между стенками камер выбирается определенным образом.
Английское отделение фирмы Форд Мотор в заявке Великобритании N 2203488, F02B 29/00, публ. 19.10.88, для подавления пульсаций газа и шума во впускном коллекторе, предусматривает установку устройства антизвука в виде специального громкоговорителя или специального резервуара с электроклапаном.
Японская фирма Ниссан Дзидося в японской заявке N 51-23656, F02B 37/00, публ. 08.05.89, для снижения шума впуска ДВС и повышения его мощности, вследствие снижения обратного тока наддувочного воздуха, предлагает использовать специальную конструкцию глушителя шума в виде расширительной камеры с внутренними трубками определенного соотношения диаметров и определенного расстояния срезов труб между собой.
на гидравлическое сопротивление впускного тракта, предусматривает применение двух диффузорных секций на раздвоенном участке газопровода, обеспечивающих фазовый сдвиг и компенсацию амплитуд пульсаций при их сложении в зоне соединения.
Французской фирмой Пежо в патенте Франции N 2536792, публ. 22.06.84, заявляется использование сужающей проходное сечение впускной трубы дроссельной шайбы или диффузорной вставки для снижения шума впуска ДВС с непосредственным впрыском топлива. Дроссельная шайба или диффузорная вставка для обеспечения требуемой эффективности располагается в зоне пучности волны колебательной скорости газового потока на некотором заданном скоростном режиме работы ДВС. Очевидным недостатком устройства является рост гидравлических сопротивлений впускной системы вследствие заужения проходного сечения и, как следствие, ухудшение мощностных, экономических иэкологических (токсических) показателей ДВС. Также расположение
дроссельной шайбы или диффузорной вставки в одно конкретное место впускной трассы позволяет эффективно воздействовать только на одну резонансную частоту и кратные ей нечетные гармоники, т.е. имеется в наличии ограниченное воздействие на отдельных скоростных режимах работы ДВС.
Американское отделение фирмы Сименс-Бендикс в патенте США N 4907547, F02M 35/10, публ. 13.03.90, для подавления шумов и пульсаций в системе впуска ДВС предлагает использовать специальный отражатель волн, располагаемый поперек впускной трубы одного из цилиндров и пары цилиндров на вращающемся валике,который, поворачиваясь, обеспечивает
избирательное открытие одной из соседних впускных труб цилиндра ДВС.
Японской фирмой Мазда Мотор в ЕВП N 0376299, F02M 35/12, публ. 04.07.90, для подавления газовых пульсаций и шума во впускной системе ДВС предусмотрено использование специального приспособления для подавления каждой из резонансных гармоник пульсаций кратных 7(0,5 + п) длинам резонансных волн пульсаций, где п - целое число равное нулю или более нуля.
Германской фирмой Фольксваген в заявке ФРГ N 3742322, F02M 35/10, публ. 07.07.88, предусматривается демпфировать колебания потока всасываемого воздуха в ДВС за счет включения во впускной тракт
дополнительного успокоительного ресивера с эластичными стенками, в котором за счет упругих деформаций стенок ресивера, вследствие пульсирующего воздействия газового потока, будет происходить преобразование энергии пульсаций в тепловую энергию в упругом материале стенки с высоким внутренним трением материала (резины). К очевидным недостаткам такой системы следует отнестиотносительную дороговизну устройства,
нестабильность эксллуатационных характеристик упругой стенки, малую долговечность, опасность попадания неочищенного воздуха в цилиндры ДВС при повреждении упругой стенки,существенное излучение звука
непосредственно пульсирующей упругой стенкой и т.п.
Анализируя и обобщая результаты вышеприведенного патентного обзора следует сделать вывод, что вышеперечисленные устройства улучшения акустических характеристик и снижения газодинамических пульсаций во впускных системах ДВС и соответственно улучшения их мощностных, экономических и экологических показателей связаны с использованием дополнительных расширительных или резонансных камер, подключаемых как параллельно, так и последовательно к впускному тракту, использованием электронных систем формированияискуственных противофазных сигналов для компенсации
реальных сигналов пульсаций и шума, использованием дополнительных ресиверов, дополнительных управляемых воздуховодов и камер с изменяемым объемом, разветвленных газоводов с фазоуправляемыми диффузорными секциями.
В качестве прототипа принят многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, описанный в заявке Японии (JP) В № 3-53451, класс F02B 27/00, публ. 15.08.91, БИ № 5-1337. Конструкция воздушного тракта рассматриваемого ДВС содержит, в частности, впускную трубу и ресивер с внутренним объёмом и газовыми каналами, примыкающими к одной из его продольных стенок.
Недостатком такой конструкции является ограничение площади проходных сечений газовых каналов при их последовательном чередованием с зонами болтов крепления на длине фланца между ресивером и впускной трубой, что снижает наполнение и мощность двигателя на высоких скоростях движения транспортного средства.
заключающееся в обеспечении возможности максимального увеличения сечения газовых каналов впускной трубы и ресивера.
Сущность полезной модели заключается в том, что в известном многоцилиндровом две, содержащем, в частности, систему воздухоподвода, включающую впускную трубу и ресивер с внутренним объёмом и газовыми каналами, примыкающими к одной из продольных стенок ресивера, впускная труба и ресивер соединены между собой посредством двух фланцевых соединений, расположенных по разные стороны топливной рампы на противоположных сторонах ресивера, причём в одном из фланцев размещены газовые каналы, а другой фланец является опорным, при этом все каналы, или, по крайней мере попарно, прижаты друг к другу, а все точки крепления фланца с газовыми каналами расположены снаружи осей газовых каналов.
Полезная модель поясняется на фиг 1.
Многоцилиндровый две содержит, в частности, систему воздухоподвода 1, включающую впускную трубу 2 и ресивер 3 с внутренним объёмом 4 и газовыми каналами 5, примыкающими к одной из продольных стенок ресивера 3. Впускная труба 2 и ресивер 3 соединены между собой посредством двух фланцевых соединений 6 и 7, расположенных по разные стороны топливной рампы на противоположных сторонах ресивера 3, причём в одном из фланцев 6 размещены газовые каналы 5, а другой фланец 7 является опорным, при этом все каналы 5, или, по крайней мере попарно, прижаты друг к другу, а все точки 8 крепления фланца 6 с газовыми каналами 5 расположены снаружи осей газовых каналов 5.
Работа устройства характеризуется следующим образом. Забортный воздух проходя через систему очистки и воздуховоды поступает во внутренний объём ресивера 4 и далее распределяется по воздуховодам 1 в соответствии с порядком работы цилиндров ДВС. При этом увеличение мощности двигателя на средних и высоких скоростях вращения коленчатого вала достигается увеличением количества воздуха поступающего в цилиндры , а следовательно увеличением проходных сечений воздуховодов 1.
Такое техническое решение позволяет при заданных сечениях каналов уменьшить габариты ресивера , а при ограниченных габаритах ресивера добиться максимальных проходных сечений т.к. точки крепления между всеми или сдвоенными каналами отсутствуют и они расположены снаружи газовых
каналов, а каналы примыкая друг к другу имеют максимальное сечение. Для уплотнения противоположной стороны газового стыка и увеличения конструктивной жесткости системы ресивер -впускная труба служат точки крепления опорного фланца.
Предлагаемая полезная модель реализована в различных опытных образцах перспективных двигателей ВАЗ, при этом в одних случаях достигнуто улучшение мощностных и динамических показателей ДВС, а в других позволяет уменьшить габариты ресивера по длине двигателя для размещения в стеснённых условиях подкапотного пространства.