Как устроен ДВС снаружи и в разрезе
Машина едет за счёт вращения колёс, имеющих сцепление с дорогой. Колёса вращаются за счёт трансмиссии, передающей на них крутящий момент от двигателя. А вот этот самый крутящий момент является продуктом преобразования энергии сжигания топлива в механическую работу, для чего собственно и предназначен двигатель внутреннего сгорания (ДВС).
В славное семейство ДВС входят роторные, газотурбинные и поршневые двигатели. Именно последние находятся под капотом львиной доли автомобилей для частной и коммерческой эксплуатации. О них и поговорим и рассмотрим схемы в разрезе далее.
Устройство двигателя
Итак, поршневой ДВС является сердцем большинства современных легковушек и включает в себя обязательный джентльменский набор из корпуса, двух механизмов и семи систем. Посмотрите одну из схем устройства двигателя в разрезе:
Корпус связывает в единое целое головку блока цилиндров, в которой находятся основные элементы 
Функция ГРМ — обеспечивать своевременную подачу топливо-воздушной смеси (воздуха) и отвод отработанных газов. ГРМ приводится в действие посредством цепи или ремня от зубчатого венца маховика коленвала, являющегося частью кривошипно-шатунного механизма, преобразующего возвратно-поступательные движения поршней в тот самый крутящий момент, который снимается с коленчатого вала и через трансмиссию передается колёсам.
Системы Двигателя (ДВС) на схеме в разрезе
- Впускная. Горючее не сможет воспламениться без доступа кислорода, и именно впускная система обеспечивает забор, фильтрацию и подачу в нужном объёме воздуха в двигатель.
- Топливная обеспечивает питание мотора. Для современных двигателей в качестве горючего используются бензин, ДТ, биотопливо, водород, как перспективное топливо, сводящее к минимуму отрицательное воздействие на окружающую среду.
- Зажигание обеспечивает воспламенение рабочей смеси.
В дизельных двигателях происходит её самовоспламенение. - Смазка для циркуляции моторного масла, снижающего трение между движущимися частями, создающего защитные плёнки на рабочих поверхностях и нивелирующего негативные эффекты от металлической микро стружки, продуктов сгорания и других вредных факторов работы мотора.
- Охлаждение. Наиболее распространённым является охлаждение ДВС путём принудительной циркуляции антифризов, на худой конец — воды. Есть примеры и воздушного охлаждения мотора, такие как канувший в лету “Запорожец” и широко известный в узких кругах “Porsche 911”.
- Выпускная система отводит от двигателя продукты сгорания, их частичную нейтрализацию и выброс в атмосферу.
- Управление двигателем — это совокупность датчиков и электронных элементов управления остальными системами, завязанная в современных машинах на бортовой компьютер.
В дизельных двигателях происходит её самовоспламенение.Как выглядит схема ДВС в разрезе:
Как работает двигатель внутреннего сгорания (ДВС)
Воспламенения рабочей смеси, состоящей из топлива, воздуха и остатков отработанных газов, происходит в момент максимального верхнего положения поршня, чем достигается наивысшая степень сжатия смеси.
Тепловое расширение сгорающих газов толкает поршень вниз, что приводит к вращению коленчатого вала. Двум оборотам коленчатого вала, в четырёхтактном двигателе, соответствуют четыре этапа работы поршня в цилиндре. Для лучшего понимания, рассмотрите еще одну схему ДВС в разрезе:
Как видите на схеме в разрезе показаны: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Подробнее об этом далее.
- Впуск. Поршень идёт вниз. Топливно-воздушная смесь — это продукт совместной деятельности топливной и выпускной систем. В бензиновых двигателях с центральным и распределённым впрыском она образуется во впускном коллекторе. В бензиновых моторах с непосредственным впрыском и в дизелях, данная смесь образуется непосредственно в камере сгорания.
- Сжатие. Ход вверх. При закрытых впускных клапанах происходит смешивание и сжатие смеси до максимальных значений. Апофеозом этого процесса является принудительное или самовоспламенение смеси, знаменующее начало третьего такта.
- Рабочий ход. Поршень идёт вниз. Двигаясь к своей нижней точке, в паре с шатуном передают энергию расширения горящих газов коленвалу.
- Выпуск. Поршень идёт вверх.
Стабильная, равномерная работа мотора достигается тем, что цилиндры не совпадают по фазам. Пока один цилиндр совершает полезную работу, в других идут подготовительные циклы, поэтому КПД двигателей внутреннего сгорания не высок (около 40%). Для повышения КПД ДВС и снижения вредных выбросов моторы турбируют, совершенствуют электронное управление рабочим циклом, делая более полным и эффективным сгорание топлива.
Схема цилиндра ДВС в разрезе:
Несколько важных моментов, связанных с устройством ДВС
При всём совершенстве современной электроники, на неё не стоит полагаться на все сто.
Знание устройства и принципа работы мотора поможет даже новичку вовремя заметить тревожные симптомы, а значит избежать неприятных последствий поломок и затрат на их ликвидацию. О важности именно ручного контроля уровня масла в картере мы уже неоднократно писали в материалах.
На что ещё нужно обращать внимание?
Не так уж редки случаи растяжения цепи или разрыва приводного ремня ГРМ, особенно у авто с вторичного рынка. Последствия разрыва ремня ГРМ особенно печальны и дороги в устранении. Стоит следить за физическим состоянием ремня, и при появлении бахромы и других визуально определяемых следов его износа, менять на новый без всяких колебаний. Ослабление ремня или цепи привода ГРМ, проявляется в виде свистящих и гремящих звуков, а также определяется тактильно. Неполадки в головке блока цилиндров могут проявлять себя “пением сверчков” кулачкового привода клапанов. Полезно также следить за напором и характером выхлопных газов. Слегка прерывистый напор, с ритмичным чередованием усилений и ослаблений выхлопа, свидетельствует о нормальном рабочем цикле двигателя.
Итак, мы рассказали и показали разные схемы двигателя в разрезе, надеемся, что информация была вам полезна. Здоровья вам и вашему автомобилю. Удачи на дорогах.
Комментарии
Рекомендованные статьи
Разрезные модели двигателей и агрегатов
Двигатели в разрезе и препарированные агрегаты
Внутреннее затаённое желание каждого человека заглянуть в неведомое — раскрывается, удовлетворяется при визуальном контакте с изделием.
Строение двигателя внутреннего сгорания известно и описано в огромном количестве ресурсов. Однако наглядная демонстрация принципов работы — красноречивее сотен книг. Препарированные агрегаты предоставляют возможность показать «живую» работу механизмов в натуральную величину. Заказывайте двигатели в разрезе для демонстрации на выставках и в учебных классах.
Посмотрев наши галереи, представьте, как будет выглядеть агрегат на Вашей выставке. Какое влияние он окажет на людей всех возрастов, интересов, сословий — на всех, кто видит ЭТО, и несколько минут не может отвести глаза.
- Двигатель в разрезе
- Мерседес Бенц дизель V6 ОМ642
- Учебный двигатель в разрезе
Фото агрегата в разрезе с окрашенными деталями
Область применения разрезных моделей:
- Учебные классы колледжей, ПТУ, ВУЗов, средних школ, воинских частей, автошкол, пунктов дополнительного образования и профориентации.
- Выставочная деятельность, учебные центры и технический маркетинг промышленных предприятий.
- Салоны автодилеров, желающих увеличить статус проекта и поднять качество продаж за счёт повышенного интереса клиентов и положительных эмоций.
- Музейные экспозиции, патриотические мероприятия, реклама на соревнованиях по автоспорту.
- Оружейные системы в разрезе для стрелковых клубов и витрин охотничьих магазинов.
- И всё, что Вы сами видите в своих проектах — просто напишите нам!
Мастерская предлагает высочайший уровень производства препарированных моделей агрегатов.
Максимально подробно препарированные агрегаты с безупречной отделкой могут повысить уровень любого вашего проекта. Предлагаемый набор услуг очень широк. От работы с мелкими деталями (датчики, автоматика, сервоприводы, робототехнические узлы, тонкая гидравлика) до полноразмерных транспортных средств (автотракторная техника, железнодорожный и водный транспорт, авиация, промышленная гидравлика) и любых механических изобретений человека.
Это может быть статический макет силового агрегата максимальной детализации для профессионального обучения. Или демонстрационная динамическая модель средней детализации для выставок, презентаций и среднего образования детей. Предлагается наиболее сложный показ для музейных экспозиций и обучения по инновационным проектам. Оказываем дополнительно услуги покраски двигателей, включая цикл снятия агрегатов.
Разрезные двигатели и агрегаты имеют большое преимущество перед другими средствами экспонирования.
Патент США на конструкцию впускного канала переменного сечения и длины для двигателя внутреннего сгорания. Патент (Патент № 5,823,157, выдан 20 октября 1998 г.)
Уровень техники
1. Область изобретения
Настоящее изобретение в целом относится к конструкции впускного канала двигателя внутреннего сгорания и, более конкретно, к конструкции впускного канала, площадь поперечного сечения которого изменяется в зависимости от условий работы двигателя внутреннего сгорания.
.
2. Описание предшествующего уровня техники
Обычно скорость вращения двигателя внутреннего сгорания изменяется в широком диапазоне от низкой скорости до высокой скорости. Таким образом, оптимальная эффективность заряда всасываемого газа, вводимого в камеру сгорания, должна достигаться при различных скоростях. Эффективность заряда имеет тенденцию к снижению, особенно когда двигатель работает с небольшой нагрузкой на низкой скорости. Снижение эффективности заряда может привести к снижению эффективности сгорания и эффективности выхлопа.
Для повышения эффективности заряда всасываемого газа были предложены различные конструкции впускных каналов. Одна из конструкций представляет собой двухпроходную конструкцию, которая имеет проход (проход с низкой скоростью) для работы на низкой скорости и проход (проход с высокой скоростью) для работы с высокой скоростью. Высокоскоростной проход снабжен клапаном, например дроссельной заслонкой. В конструкции с двумя проходами низкоскоростной проход имеет небольшую площадь поперечного сечения, тогда как высокоскоростной проход имеет большую площадь поперечного сечения.
Клапан, предусмотренный для канала высокой скорости, открыт, когда двигатель работает на высокой скорости, тогда как клапан закрыт, когда двигатель работает на низкой скорости. Таким образом, когда двигатель работает на высокой скорости, большое количество всасываемого газа (воздуха или воздушно-газовой смеси) поступает во впускное отверстие в основном через высокоскоростной канал. Это повышает эффективность заряда при работе на высокой скорости. С другой стороны, когда двигатель работает на низкой скорости, всасываемый газ в основном проходит через низкоскоростной канал, имеющий небольшую площадь поперечного сечения. Таким образом, скорость потока всасываемого газа увеличивается, и, таким образом, эффективность заряда также повышается во время работы на низкой скорости.
Однако существует проблема, заключающаяся в том, что конструкция с двумя проходами сложна и требует большого количества деталей. Таким образом, размер впускного канала увеличивается, а стоимость изготовления также увеличивается.
Выложенная заявка на патент Японии № 1-253526 раскрывает конструкцию впускного канала, имеющего переменную площадь поперечного сечения. Эта конструкция содержит конический впускной канал, соединенный с впускным каналом двигателя, и конический элемент, расположенный внутри конического впускного канала. Контур конического элемента соответствует внутренней конфигурации конического впускного канала. Конический элемент выполнен с возможностью перемещения внутри конического впускного канала, так что ширина зазора между коническим элементом и внутренней стенкой конического впускного канала является переменной. То есть площадь поперечного сечения канала, образованного коническим впускным каналом и коническим элементом, варьируется. Более конкретно, когда двигатель работает на высокой скорости, площадь поперечного сечения впускного канала увеличивается за счет перемещения конического элемента назад, чтобы повысить эффективность заряда. С другой стороны, когда двигатель работает на низкой скорости, площадь поперечного сечения впускного канала уменьшается за счет перемещения конического элемента вперед, чтобы увеличить скорость потока всасываемого газа для повышения эффективности заряда.
Как правило, известно, что оптимальный впускной канал достигается за счет обеспечения большой площади поперечного сечения с короткой длиной канала для работы на высокой скорости и небольшой площади поперечного сечения с большой длиной канала для работы на низкой скорости. В этом отношении впускной канал, предложенный в вышеупомянутом патентном документе, недостаточен для достижения оптимального впускного канала. То есть вышеупомянутый впускной канал может иметь различную площадь поперечного сечения, но не может изменяться по длине канала.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Общая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить улучшенную и полезную конструкцию впускного канала для двигателя внутреннего сгорания, в которой устранены вышеупомянутые проблемы.
Более конкретной целью настоящего изобретения является создание конструкции впускного канала для двигателя внутреннего сгорания, в которой длина впускного канала автоматически изменяется в зависимости от изменения площади поперечного сечения впускного канала.
.
Для достижения вышеупомянутых целей в соответствии с настоящим изобретением предлагается конструкция впускного канала для двигателя внутреннего сгорания, впускной канал предназначен для подачи всасываемого воздуха во впускное отверстие двигателя внутреннего сгорания, конструкция впускного канала, содержащая:
первую впускную трубу, имеющую первый конец и второй конец, причем первый конец соединен с впускным отверстием двигателя внутреннего сгорания;
вторая всасывающая труба, подвижно соединенная с первой впускной трубой, причем вторая впускная труба имеет открытый конец, выступающий из второго конца первой впускной трубы для подачи воздуха через нее в первую впускную трубу, площадь поперечного сечения вторая впускная труба постепенно расширяется к открытому концу; и
выступ, выступающий внутрь второй впускной трубы через открытый конец.
В соответствии с вышеупомянутым изобретением, поскольку вторая впускная труба скользит вдоль первой впускной трубы, общая длина впускного канала может изменяться за счет движения второй впускной трубы.
То есть общая длина увеличивается, когда вторая впускная труба перемещается к стороне выше по потоку, тогда как общая длина уменьшается, когда вторая впускная труба перемещается к стороне ниже по потоку.
Дополнительно площадь поперечного сечения впускного канала определяется кольцевым зазором, образованным между внутренней стенкой второй впускной трубы и наружной поверхностью выступа. Так как вторая впускная труба имеет площадь поперечного сечения, которая постепенно увеличивается к открытому концу, площадь поперечного сечения впускного канала уменьшается по мере приближения второй впускной трубы к выступу. Наоборот, площадь поперечного сечения впускного канала увеличивается по мере удаления второй впускной трубы от выступа.
Соответственно, в настоящем изобретении длина впускного канала автоматически увеличивается при уменьшении площади поперечного сечения впускного канала. Длина впускного канала автоматически уменьшается при увеличении площади поперечного сечения впускного канала.
Таким образом, оптимальная эффективность наддува всасываемого воздуха может быть достигнута в зависимости от рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания путем перемещения второй впускной трубы в направлении вверх или вниз по потоку вдоль первой впускной трубы.
В настоящем изобретении вторая впускная труба может включать в себя первую часть, скользящую вдоль первой впускной трубы, и вторую часть, имеющую открытый конец, при этом площадь поперечного сечения второй части постоянно увеличивается по направлению к открытому концу.
Кроме того, контур выступа аналогичен внутреннему контуру второй части второй впускной трубы.
Внутренний контур второй части второй впускной трубы может иметь коническую форму, а контур выступа может быть конической формы с верхним углом, таким же, как верхний угол конической формы второй части вторая впускная труба.
Кроме того, двигатель внутреннего сгорания может содержать расширительный бачок для подавления пульсаций всасываемого воздуха, а вторая впускная труба и выступ могут быть расположены внутри расширительного бачка.
Выступ может быть закреплен на внутренней поверхности расширительного бачка.
Конструкция впускного канала согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать приводной механизм для перемещения второй впускной трубы в направлениях вдоль первой впускной трубы.
Приводной механизм может перемещать вторую впускную трубу в зависимости от условий работы двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, приводной механизм может содержать исполнительный механизм и соединительный элемент, соединяющий исполнительный механизм и вторую впускную трубу. Привод может быть гидравлическим цилиндром. В качестве альтернативы исполнительным механизмом может быть пневматический цилиндр. Кроме того, привод может содержать ведущую шестерню, вращаемую двигателем, и зубчатую рейку, находящуюся в зацеплении с шестерней, при этом зубчатая рейка соединена с соединительным элементом.
Другие цели, особенности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из следующего подробного описания, если его читать вместе с прилагаемыми чертежами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
РИС. 1 представляет собой иллюстрацию двигателя внутреннего сгорания, имеющего впускной канал согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
РИС. 2А представляет собой иллюстрацию скользящей трубы и конического выступа, показанного на ФИГ. 1 при работе двигателя внутреннего сгорания на малых оборотах; ИНЖИР. 2В представляет собой вид в разрезе по линии II-II на фиг. 2А;
РИС. 3 представляет собой вид в перспективе скользящей трубы и конического выступа, показанного на фиг. 2А;
РИС. 4А представляет собой иллюстрацию скользящей трубы и конического выступа, показанного на ФИГ. 1 при работе двигателя внутреннего сгорания на высоких оборотах; ИНЖИР. 4В представляет собой вид в разрезе по линии IV-IV на фиг. 4А;
РИС. 5 представляет собой вид в перспективе скользящей трубы и конического выступа, показанного на фиг. 4А;
РИС. 6А представляет собой иллюстрацию, показывающую пример приводного механизма для перемещения скользящей трубы; ИНЖИР.
6B представляет собой иллюстрацию, показывающую другой пример приводного механизма; и
РИС. 7А и 7В являются иллюстрациями для объяснения регулировки площади поперечного сечения впускного канала.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВОПЛОЩЕНИЯ
Теперь будет дано описание варианта осуществления настоящего изобретения. ИНЖИР. 1 показан двигатель внутреннего сгорания, имеющий впускной канал согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Двигатель, показанный на фиг. 1, содержит корпус двигателя 1, поршень 2, головку цилиндра 3, камеру сгорания 4, образованную между поршнем 2 и головкой цилиндра 3, свечу зажигания 5, впускной клапан 6, впускной канал 7, выпускной клапан 8. и выпускное отверстие 9.
Впускное отверстие 7 соединено с расширительным бачком 11 через патрубок (первый впускной канал) 10. Клапан 12 впрыска топлива предусмотрен на патрубке 10. Клапан 12 впрыска топлива впрыскивает топливо в направлении впускного отверстия 7 Клапан 12 впрыска топлива соединен с ЭБУ электронного блока управления (на чертеже не показан), так что работа клапана 12 впрыска топлива управляется ЭБУ.
Расширительный бачок 11 соединен с воздухоочистителем 14 через всасывающий канал 13. Во впускном канале 13 предусмотрен дроссельный клапан 15. Таким образом, воздух, отфильтрованный воздухоочистителем 14, проходит через впускной канал 13 и поступает в расширительный бачок 11 после регулирования расхода дроссельной заслонкой 15.
Обводной канал 16 предусмотрен во впускном канале 13. Обводной канал 16 соединен с перепускным клапаном 15, расположенным внутри впускного канала 13. Обводной канал 16 имеет клапан управления холостым ходом (ISCV) 17, который управляет расход воздуха, проходящего через перепускной канал 16.
Регулятор ISCV 17 предназначен для управления холостым ходом двигателя. То есть скорость потока воздуха, протекающего через перепускной канал 16, регулируется таким образом, что скорость холостого хода поддерживается равной целевой скорости, когда двигатель работает на холостом ходу.
Внутри уравнительного бачка 11 предусмотрена скользящая труба (второй впускной канал) и конический выступ (конический элемент) 20.
Скользящая труба 19 установлена с возможностью скольжения на конце патрубка 10 внутри уравнительного бачка 11. Детали скользящей трубы 19, патрубка 10 и конического выступа 20 будут описаны позже.
Пульсация воздуха, поступающего из воздухозаборника 13 в расширительный бак 11, гасится в расширительном баке 11, после чего воздух из расширительного бака 11 поступает в патрубок 10. Воздух, поступающий в патрубок 10, смешивается с топливом, впрыскиваемым клапаном 12 впрыска топлива, с образованием воздушно-топливной смеси газов. Газовая смесь поступает в камеру сгорания 4 в процессе всасывания впускного клапана 6.
Газовая смесь воспламеняется свечой зажигания 5. Выхлопной газ, образующийся при сгорании газовой смеси, выбрасывается в выпускной коллектор 18 через выпускное отверстие 9 во время процесса выпуска выпускного клапана 8.
Следует следует отметить, что двигатель, показанный на фиг. 1 снабжен датчиком частоты вращения двигателя (не показан на фиг. 1) для определения частоты вращения двигателя.
Датчик частоты вращения двигателя определяет частоту вращения двигателя на основе сигналов, выдаваемых распределителем, синхронно с частотой вращения коленчатого вала двигателя.
Теперь будет дано описание со ссылкой на фиг. 2-5 в дополнение к фиг. 1, конструкции патрубка 10, скользящей трубы 19 и конического выступа 20. Как показано на каждой фигуре, патрубок 10 соединяется с впускным отверстием 7 на конце на стороне выхода по отношению к воздуху. поток внутри патрубка 10. Противоположный конец, который находится на входной стороне, патрубка 10 выступает в уравнительный бак 11. Следует отметить, что направление вверх по потоку указано стрелкой X1, а направление вниз по потоку обозначено стрелкой X2 на фигурах.
Скользящая труба 19 состоит из цилиндрической части 19а и конической части 19b. Цилиндрическая часть 19а расположена на стороне выхода, а коническая часть 19b расположена на стороне входа. Цилиндрическая часть 19а установлена с возможностью скольжения на конце патрубка 10, конец которого выступает в расширительный бак 11.
Коническая часть выполнена так, что площадь поперечного сечения постепенно увеличивается в направлении вверх по потоку от цилиндрической части 19а.
Дополнительно к скользящей трубе 19 присоединен приводной механизм 22, так что скользящая труба 19 перемещается вдоль патрубка 10 приводным механизмом 22 в направлениях Х1 и Х2. Работа приводного механизма 22 управляется ЭБУ. То есть ECU управляет приводным механизмом 22 на основе сигнала, выдаваемого датчиком частоты вращения двигателя, чтобы перемещать скользящую трубу 19 в требуемом направлении.
С другой стороны, конический выступ 20 крепится к внутренней стенке расширительного бачка 11 с помощью фиксирующего стержня 23. Конический выступ 20 имеет коническую форму, так что контур конического выступа 20 совпадает внутренняя конфигурация скользящей трубы 19. В частности, когда верхний угол конической части 19b равен а градусам, как показано на фиг. 3 и 5, верхний угол конического выступа 20 установлен равным а градусам. Кроме того, конический выступ 20 расположен в конической части 19b скользящей трубы 19, когда конический выступ 20 прикреплен к внутренней стенке расширительного бачка 11.
Соответственно, в вышеупомянутой конструкции скользящая труба 19 подвижен в направлении X1 или в направлении X2 между патрубком 10 и коническим выступом 20, оба из которых прикреплены к расширительному бачку 11.
Теперь будет дано описание конструкции вышеупомянутого впускного канала.
РИС. 2А, 2В и 3 показано взаимное расположение скользящей трубы 19 и конического выступа 20, когда двигатель работает на низкой скорости. Когда ECU определяет, что двигатель работает на низкой скорости, на основе сигнала, выдаваемого датчиком оборотов двигателя, ECU перемещает направляющую трубку 19 в направлении вверх по потоку (направление X1) через приводной механизм 22. То есть, когда двигатель работает на малых оборотах, скользящая труба 19перемещается ближе к коническому выступу 20. Соответственно, в этом состоянии конический выступ 20 дальше входит в скользящую трубу 19.
С другой стороны, на ФИГ. 4А, 4В и 5 показано взаимное расположение скользящей трубы 19 и конического выступа 20, когда двигатель работает на высокой скорости.
Когда ECU определяет, что двигатель работает на высокой скорости, на основе сигнала, выдаваемого датчиком оборотов двигателя, ECU перемещает направляющую трубку 19 в направлении вниз по потоку (направление X2) через приводной механизм 22. То есть, когда двигатель работает на высоких оборотах, скользящая труба 19перемещается ближе к патрубку 10. Соответственно, в этом состоянии патрубок 10 дальше входит в скользящую трубу 19.
Теперь будет дано описание длины впускного канала и площади поперечного сечения впускной канал при работе двигателя на малых оборотах и на высоких оборотах. Здесь длина впускного канала относится к длине от впускного отверстия 7 до входного конца 21 скользящей трубы 19. Площадь поперечного сечения впускного канала относится к площади поперечного сечения зазора, образованного между внутренней стенка скользящей трубы 19и наружная стенка конического выступа 20.
Что касается длины впускного канала, поскольку скользящая труба 19 перемещается ближе к коническому выступу 20, как показано на ФИГ.
2А, 2В и 3, когда двигатель работает на низкой скорости, участок перекрытия между направляющей 19 и патрубком 10 короткий, тогда как участок перекрытия между направляющей 19 и коническим выступом 20 длинный. Соответственно, длина впускного канала такова, как конкретно указано стрелкой L1 на фиг. 2А.
С другой стороны, поскольку направляющая 19 перемещается ближе к патрубку 10, как показано на ФИГ. 4А, 4В и 5, когда двигатель работает на высокой скорости, участок перекрытия между скользящей трубой 19 и патрубком 10 длинный, тогда как участок перекрытия между скользящей трубой 19 и коническим выступом 20 короткий. Соответственно, длина впускного канала короче, чем в состоянии низкой скорости, как конкретно указано стрелкой L2 на фиг. 4А (L1>L2).
Что касается площади поперечного сечения впускного канала, то площадь поперечного сечения S кольцевого зазора, образованного между скользящей трубой 19 и коническим выступом 20, изменяется по мере движения скользящей трубы 19 вдоль патрубка 10, поскольку обе скользящая труба 19 и конический выступ 20 имеют коническую форму, в которой площадь поперечного сечения постепенно увеличивается в направлении вверх по потоку.
То есть, поскольку конический выступ 20 дальше входит в скользящую трубу 19, когда скользящая труба 19перемещается вверх по потоку в состоянии низкой скорости, ширина зазора, образованного между скользящей трубой 19 и коническим выступом 20, уменьшается. Таким образом, площадь поперечного сечения впускного канала уменьшается, как показано площадью поперечного сечения S1 на фиг. 2Б. С другой стороны, поскольку конический выступ 20 отходит от скользящей трубы 19, когда скользящая труба 19 перемещается в направлении вниз по потоку в состоянии высокой скорости, ширина зазора, образованного между скользящей трубой 19и конический выступ 20 увеличен. Таким образом, площадь поперечного сечения впускного канала увеличивается, как показано площадью поперечного сечения S2 на фиг. 4Б.
В соответствии с вышеупомянутой конструкцией впускного канала длина впускного канала увеличена, а площадь поперечного сечения впускного канала уменьшена за счет перемещения скользящей трубы вверх по потоку на низкой скорости состоянии, тогда как длина впускного канала уменьшается, а площадь поперечного сечения впускного канала увеличивается из-за перемещения скользящей трубы в направлении вниз по потоку в состоянии высокой скорости.
Как упоминалось ранее, для достижения оптимальной эффективности наддува желательно увеличить площадь поперечного сечения впускного канала и уменьшить длину впускного канала, когда двигатель работает на высокой скорости, тогда как желательно уменьшить площадь поперечного сечения впускного канала и увеличить длину впускного канала при работе двигателя на малых оборотах. Соответственно, конструкция впускного канала согласно настоящему варианту осуществления удовлетворяет вышеупомянутому условию, и, таким образом, может быть достигнута оптимальная эффективность наддува в зависимости от условий работы двигателя.
Кроме того, в настоящем варианте осуществления скользящая труба 19 может непрерывно перемещаться из положения, показанного на ФИГ. 2А, 2В и 3, в положение, указанное на ФИГ. 4А, 4В и 5. Таким образом, длину и площадь поперечного сечения впускного канала можно непрерывно изменять от положения низкой скорости до положения высокой скорости. То есть, например, длина и площадь поперечного сечения впускного канала могут быть установлены в промежуточном положении между положением низкой скорости и положением высокой скорости, чтобы достичь оптимальной эффективности наддува, когда двигатель работает на средняя скорость между низкой скоростью и высокой скоростью.
РИС. 6А и 6В показаны примеры конструкции приводного механизма 22, который может обеспечивать непрерывное изменение положения скользящей трубы 19. На фиг. 6А и 6В, части, которые аналогичны частям, показанным на ФИГ. 1-5 имеют одинаковые ссылочные позиции, и их описания будут опущены.
В примере, показанном на РИС. 6A, привод 24 используется для приводного механизма 22. Привод 24 может представлять собой гидравлический цилиндр, который перемещает приводной рычаг 25 в направлении X1 или X2 в ответ на количество подаваемой в него жидкости. Приводной рычаг 25 соединен с соединительным рычагом 26, к которому прикреплено множество скользящих рычагов 19.подключены. Соответственно, ползунки 19 могут непрерывно перемещаться в направлении вверх по потоку (направление X1) или в направлении вниз по потоку (направление X2) посредством приводного рычага 25 и соединительного рычага 26, регулируя количество жидкости, подаваемой на исполнительный механизм 24. следует отметить, что привод 24 не ограничивается гидравлическим цилиндром, и могут использоваться другие приводы, такие как пневматический цилиндр или соленоид.
В примере, показанном на РИС. 6В, двигатель 27 используется в качестве приводного механизма 22. Вал двигателя 27 снабжен ведущей шестерней (не показана на фигурах), а приводной рычаг снабжен зубчатой рейкой (не показана на фигурах). В этой конструкции скользящие трубы 19может непрерывно перемещаться вверх по потоку (направление X1) или вниз по потоку (направление X2) через приводной рычаг 25 и соединительный рычаг 26, приводя в действие двигатель 27.
РИС. 7А и 7В являются иллюстрациями для объяснения регулировки площади поперечного сечения впускного канала. В зависимости от типов двигателей может быть случай, когда для небольшого перемещения скользящей трубы 19 требуется большое изменение площади поперечного сечения впускного канала. Наоборот, может быть случай, когда малое изменение площади поперечного сечения впускного канала требуется для большого перемещения золотника 19. В таком случае верхний угол каждой скользящей трубы 19 и конического выступа 20 может быть изменен для получения желаемого коэффициента изменения площади поперечного сечения на единицу длины перемещения скользящей трубы 19.
В частности , большой коэффициент изменения площади поперечного сечения впускного канала может быть достигнут за счет увеличения верхнего угла каждой из скользящей трубы 19 и конического выступа 20 до угла α1, как показано на фиг. 7А. С другой стороны, небольшое изменение отношения может быть достигнуто за счет уменьшения верхнего угла до угла α2, как показано на фиг. 7Б. Соответственно, оптимальная конструкция впускного канала может быть легко достигнута путем выбора соответствующего значения верхнего угла скользящей трубы 19.и конический выступ 20 в соответствии с различными характеристиками двигателя.
В вышеупомянутом варианте скользящая труба 19 и конический выступ 20 имеют коническую форму. Однако форма скользящей трубы 19 и конического выступа 20 не ограничивается конической формой и другими формами, имеющими площадь поперечного сечения, постепенно изменяющуюся от входной стороны к нижней по потоку стороне. Например, вместо конической формы скользящей трубы 19 может быть использована треугольная пирамида.
и конический выступ 20.
Настоящее изобретение не ограничивается конкретно раскрытыми вариантами осуществления, и могут быть сделаны изменения и модификации, не выходя за рамки настоящего изобретения.
