Система впуска двигателя – Система впуска автомобиля

Содержание

Система впуска и выпуска | Мото вики

1 — топливный бак;
2 — крышка бака;
3 — топливный кран;
4 — шланг;
5 — карбюратор;
6 — воздушный фильтр

Все конструкции двигателей внутреннего сгорания объединяет потребность в точном управлении расходом топливовоздушной смеси, поступающей в делатель. Здесь рассмотрены процессы перемешивания топлива с воздухом в правильных пропорциях, подачи этой смеси в цилиндр(ры) в объеме, соответствующем заданной частоте вращения двигателя, и отвода отработавших газов после окончания сгорания. Хотя принято разделять работу систем впуска и выпуска, полезно рассмотреть их вместе как процесс, в котором энергия топлива извлекается и превращается в полезную работу, а затем отводятся побочные продукты — тепло и шум.

ТопливоПравить

Во всем мире в качестве топлива для дорожных мотоциклов выбирают бензин, хотя разрабатывались и дизельные мотоциклетные двигатели. Существует множество альтернативных видов топлива, способных заменить бензин, но они либо более дорогие, либо менее эффективные. Бензин — это фракция сырой нефти, всемирно важного и исчерпаемого ресурса, извлекаемого из подземных залежей. Сырая нефть перерабатывается на нефтеперерабатывающих заводах путем перегонки (процесса, включающего нагрев сырой нефти и конденсацию различных фракций по мере их протекания через колонну, разделенную термостатированными каналами). Выбор бензина в качестве топлива обуславливается компромиссом между двумя свойствами: теплотворной способностью и испаряемостью (летучестью). Теплотворная способность топлива — это количество тепловой энергии, следовательно, полезная работа, которая может быть получена от заданного количества топлива. Испаряемость топлива — критерий того, насколько легко оно испарится при низких температурах В идеале двигателю внутреннего сгорания требуется легко испаряющееся топливо с высокой теплотворной способностью. Однако по мере роста теплотворной способности испаряемость топлива падает, а более низкая летучесть топлива затрудняет его воспламенение, Следовательно, необходим компромисс. Выбрав топливо, необходимо выяснить, в каких соотношениях требуется его смешивать с воздухом для обеспечения полного и эффективного сгорания. Когда воздуха мало, не сгоревшее топливо будет отводиться с отработавшими газами. Когда воздуха много, полезная энергия, получаемая с цилиндра, будет снижаться. Для обеспечения полного сгорания на 14.7 частей воздуха должна приходиться 1 часть топлива. Это топлизовоздушное соотношение называется стехиометрическим. Максимальная мощность достигается при недостатке воздуха до 10 % («обогащенной» смеси), а максимальная экономичность достигается при избытке воздуха до 10%(«обедненной» смеси). На самом деле конструкция двигателя и характеристики сгорания влияют на оптимальный состав смеси наравне с атмосферными условиями. В автомобильной отрасли ожидается появление двигателей с «обедненным сгоранием», способных работать при достаточно высоком топливовоздушном соотношении, при этом достигается невероятная экономия топлива. В целом фактические ограничения успешного сгорания находятся в пределах 12:1 и 18:1. Единственное, что теперь необходимо — надежная система подачи этой смеси к двигателю.

Система питанияПравить

Система питания предназначена для хранения и подачи топлива к карбюраторам или форсункам. Топливо хранится в топливном баке, откуда поступает самотеком или подается под давлением при помощи насоса через фильтр, по топливопроводу к карбюраторам или форсункам. При использовании топливного насоса он располагается либо непосредственно внутри бака, либо снаружи в разрыве топливо¬провода. В баке располагается сетчатый фильтр, кроме того, может применяться дополнительный фильтр, который может располагаться как внутри, так и снаружи бака. В большинстве случаев для управления поступлением горючего применяется топливный кран с ручным или автоматическим вакуумным управлением, открывающий или перекрывающий подачу топлива из бака. На некоторых современных системах, использующих впрыск топлива. кран отсутствует как таковой, а функцию управления расходом топлива выполняет насос.

Более подробную информацию можно получить в разделе системы управления двигателем

Смешивание топлива с воздухомПравить

Основная статья: Карбюратор

Карбюрация — это процесс насыщения воздуха распыленным жидким углеводородным топливом. На мотоциклах карбюратор все еще остается наиболее традиционным устройством для перемешивания и управления топливом и воздухом, хотя он начинает уступать системам впрыска топлива. В основной статье рассмотрены вопросы того,как карбюратор смешивает топливо в необходимых пропорциях, как осуществляется управление частотой вращения двигателя, как карбюратор может подстраиваться к изменяющимся нагрузкам, Прикладываемым к двигателю, и как эти и другие требования привели к развитию карбюраторов различного типа.

Основная статья: Система впрыска топлива

Сейчас системы впрыска топлива широко распространены на многих современных мотоциклах — там, где совершенствование конструкции карбюратора не обеспечивало требуемую мощность и не соответствовало конструкции двигателя. Кроме того, использование систем впрыска топлива облегчает выполнение строгих экологических требований.

Наддув и турбонаддувПравить

Схема установки турбонагнетателя (Yamaha XJ650T)

Разрез турбонагнетателя и предохранительного клапана мотоцикла Kawasaki ZX750T

Турбонагнетатель состоит из компактной турбины, которая приводится в действие отработавшими газами, вращающейся с очень высокими скоростями (около 180 000 оборотов в минуту). На другом конце вала турбины расположен центробежный компрессор, применяющийся для нагнетания воздуха в двигатель при давлении, намного превышающем атмосферное. При увеличении объема воздуха, поступающего в камеру сгорания на каждом такте впуска, пропорционально увеличивается топливо. которое может быть подано и сожжено: таким образом, повышается мощность. Турбина также содержит клапан с датчиком давления, который называется «предохранительным клапаном» и служит для предотвращения роста давления во впускном коллекторе выше заданного предела, который обычно составляет около 15 psi.

В большинстве конструкций с турбонаддувом используется система впрыска топлива для управления количеством топлива, поступающего в цилиндр при любых заданных частоте вращения двигателя и давлении. Такое устройство позволяет избегать технических проблем с использованием карбюраторов при высоких давлениях, и может гарантировать степень точности, которая иначе была бы невозможна. Блок электронного управления контролирует частоту вращения двигателя, температуру и давление наддува для обеспечения постоянной корректировки количества топлива.

Топливный бак

motorcycle.fandom.com

Тюнинг впуска и выпуска

Содержание статьи

Система впуска

Доработка впускной системы направлена на снижение сопротивления воздуху на впуске и увеличение объема воздуха, поступающего в цилиндры.
В перечень элементов, требующих доработки или замены, в зависимости от степени «тюнингования», входят: воздушный фильтр, дроссельный
патрубок, ресивер и впускной коллектор. Модернизация системы впуска повлечет за собой также установку прямоточного выпускного коллектора,
«верхового» распредвала и изменения программы управления двигателем. Рассмотрим все по порядку.

Фильтр нулевого сопротивления – обеспечивает не нулевое, а значительно сниженное сопротивление воздушному потоку. Стандартные воздушные фильтры имеют в своем составе фильтрующий элемент, изготовленный из очень плотного материала, к тому же и конструкция таких фильтров не совсем удачна с точки зрения количества пропускаемого воздуха. В фильтрах же нулевого сопротивления имеющиеся микроскопические отверстия в фильтрующем элементе позволяют прогонять гораздо большее количество воздуха. Способствует этому и большая площадь фильтрации: поверхностная площадь «спортивного» фильтра до пяти раз больше, чем площадь стандартного. По типу фильтрующего элемента «нулевики» бывают двух типов. Первый вариант: нетканый хлопковый материал, армированный металлической сеткой и уложенный гофром (в просторечии — «сетка»). Второй- мелкоячеистый полиуретан (эти фильтры именуют «поролоновыми»). «Сетка» обладает меньшим сопротивлением всасыванию, а «поролоновые» элементы лучше задерживают пыль и имеют большую поверхность очистки. Поэтому «поролон» используется во внедорожных гонках, а более

Фильтры бывают моющиеся и сухого типа. Для моющихся в продаже имеются специальные комплекты, состоящие из промывки и пропитки. Промывка предназначена для смывания грязи с поверхности фильтра, пропитка служит для задерживания мелких частиц пыли и грязи, задерживая их на стенках фильтра, не позволяя тем самым попасть в двигатель. Пропитка маслом позволяет увеличить размер отверстий фильтрующей сетки, а, значит, и снизить сопротивление потоку воздуха. Фильтрующий элемент в фильтрах сухого типа ничем не пропитан, но также имеет возможность многократного использования (моется или продувается в обратную сторону).

Установка фильтра имеет свои особенности. Чтобы исключить попадание в цилиндры горячего воздуха, в подкапотном пространстве важно выбрать место, которое было бы максимально удалено от любых источников тепла. Также следует ставить и защитный тепловой экран. Не следует устанавливать фильтр слишком низко – загрязнившись, он быстро лишится своих свойств. В продаже имеются системы впуска холодного воздуха. Как правило, они представляют из себя алюминиевый либо карбоновый (в зависимости от производителя) конус, плотно одетый на фильтрующий элемент и служащий экраном от тёплого воздуха, идущего от двигателя. К впускному отверстию присоединяется гофр, забирающий «за бортом» более чистый и холодный воздух. Специальная форма корпуса и самого фильтрующего элемента создают дополнительные завихрения, способствующие наполнению цилиндров двигателя. В итоге имеем: холодный воздух, получаемый с улицы, уменьшенное сопротивление за счет нулевика и пассивный наддув при движении автомобиля.

Необходимо подчеркнуть, что установка фильтра нулевого сопротивления имеет смысл только тогда, когда весь двигатель подвергся доработке. Ведь чудес не бывает. Снизить сопротивление потоку можно только за счет увеличения проходных отверстий, то есть – ухудшить качество фильтрации. Поэтому при установке «нулевика» на стандартный мотор игра не стоит свеч: глупо получать скорее теоретическую прибавку мощности за счет снижения ресурса двигателя. Кроме того, существует мнение, что пропитка фильтра, попадая на измерительный элемент датчика расхода воздуха, искажает его показания, а то и выводит из строя.

Следующий шаг – увеличение дроссельной заслонки. Увеличенный дроссель снижает скорость воздушного потока и способствует увеличению производительности впускной системы по воздуху. Самый бюджетный вариант — на разборке покупается заслонка от более мощного автомобиля, которая и устанавливается на собственную машину.

Далее идет замена стандартного впускного ресивера на увеличенный «спортивный». Спортивный ресивер имеет значительно больший объем и более короткие впускные патрубки. Больший, чем у стандартного, объём позволяет, при правильной конструкции и настройке, сгладить пульсации воздуха. Чем больше его объем, тем резче «подхватит» двигатель после сброса газа и повторного нажатия педали в пол. Короткие впускные трубопроводы смещают максимальный коэффициент наполнения цилиндров в область высоких оборотов двигателя. Длинные впускные трубопроводы обеспечивают хорошее наполнение и соответственно высокий крутящий момент при низких оборотах. Таким образом, при жестких, нерегулируемых впускных трубопроводах имеет место альтернатива: или хороший крутящий момент в диапазоне низких оборотов двигателя и пониженная номинальная мощность, или высокая номинальная мощность и уменьшенная тяга при низких оборотах. Идеал – впускная система с изменяемой геометрией каналов, которая в зависимости от оборотов и открытия дросселя использует разные длины коллектора и улучшает наполнение во всем диапазоне оборотов.

Существуют системы впуска, где впускной коллектор в его привычном понимании отсутствует как таковой, вместо него устанавливаются коротенькие трубки — «дудки», настроенные на определенные, обычно очень высокие обороты. Применяются они при желании выжать из двигателя все и стоят достаточно дорого. Это уже высшая ступень в тюнинге систем впуска атмосферных автомобилей – многодроссельный впуск, где на каждый цилиндр приходится по отдельной дроссельной заслонке и коллектору. Такой подход позволяет резко увеличить количество воздуха подаваемого в камеры сгорания. Многодроссельный впуск обеспечивает меньшие по сравнению с ресивером холостые обороты, более устойчивую работу мотора на низких и средних оборотах. Ну а работа двигателя на высоких оборотах вне всяких похвал. Несколько дроссельных заслонок вместо одной значительно ускоряют отклик автомобиля на нажатие педали газа. Побочные эффекты: сниженный ресурс двигателя и повышенный
расход топлива. Многодроссельный впуск будет по настоящему эффективен только при разработке под конкретный мотор. Специалистам предстоит решить много теоретических задач и провести массу практических испытаний, пока они реализуют свои идеи в жизнь. И все равно газодинамика не укладывается в формулы, поэтому после изготовления системы снова нужны расчеты, доводки и новые испытания.

«Мультидроссель» бессмысленно применять для низкофорсированных или «средних» двигателей: «дудки» должны быть последней стадией форсировки после изменения степени сжатия и перепрограммирования блока управления. Если речь идет не о специально сконструированном, а о стандартном моторе, требуется замена форсунок на более производительные, полное изменение системы выпуска: пара впуск/выпуск должна четко соответствовать друг другу. Распредвалы, коленвалы, поршни, кольца и прочие детали тоже, конечно, меняются. Если суммировать все переделки, фактически получается совершенно другой мотор.

Система выпуска

Как только серийный двигатель подвергся изменениям с целью увеличения мощности (будь то увеличение рабочего объема или увеличение момента на высоких оборотах), сразу увеличивается расход газа через выпускную трубу и серийная выпускная система создает избыточное сопротивление. “Неправильный” выхлоп может “задавить” двигатель, повысив давление в цилиндре на такте выпуска, что приведет к росту работы насосных ходов. Кроме того, большое сопротивление выхлопной системы препятствует наполнению цилиндра смесью, поскольку не все выхлопные газы успеют покинуть цилиндр и займут часть объема свежей смеси.

Движение отработавших газов в выпускной трубе представляет собой колебательный процесс, который может быть согласован экспериментально с колебательным процессом движения горючей смеси во всасывающем тракте с таким расчетом, чтобы улучшить очистку цилиндра от отработавших газов и его наполнение свежей смесью. Давление в выпускной трубе подвержено резким колебаниям в течение всего периода выпуска. В первый момент после открытия выпускного клапана продукты сгорания устремляются в выпускную трубу со скоростью, превышающей скорость распространения звука. Быстрое удаление продуктов сгорания влечет за собой образование в цилиндре разряжения. Точно так же и в выпускной трубе образуются периоды пониженного давления.

Эксперименты с выпускными трубами доказали, что длина трубы не влияет на эффективность очистки цилиндра в первой стадии процесса выпуска, но зато с увеличением длины трубы в известных пределах увеличивается длительность периода, в течение которого поддерживается разряжение. С изменением частоты вращения период пониженного давления в выпускной системе не только изменяется по длительности и величине разряжения, но и смещается по углу поворота коленчатого вала. Поэтому каждому режиму работы двигателя соответствует определенная оптимальная длина выпускной трубы.

В выпускной системе ДВС присутствуют два процесса. Первый – сдемпфированное в той или иной степени истечение газа по трубам. Второй – распространение ударных волн (звука) в газовой среде. Оба процесса оказывают влияние на коэффициент наполнения цилиндров. С первым всё просто и понятно. Большое сопротивление потоку газов вызовет снижение качества продувки и потерю мощности. Совершенно понятно, что чем короче и большего диаметра труба, тем меньше её сопротивление потоку. Практикой проверено, что для полуторалитрового мотора, работающего на оборотах не выше 8000 достаточно диаметра 45 – 50 мм при длине 3 – 3,5 метра. Дальнейшее увеличение диаметра не вызывает существенного уменьшения динамического сопротивления.

Большая часть потерь на выпуске приходится на выпускной коллектор. В спорте и тюнинге штатный заменяют на так называемый “паук” – отличается формой и порядком соединения приемных труб с выпускными окнами. “Пауки” бывают “короткие” и “длинные” (два У). Если взять 4-цилиндровый двигатель, то схема труб “длинного” строится по формуле «4 трубы в 2 трубы в 1 трубу», а “короткого”- «4 в 1». Коллектор «4 в 1» дает добавочную мощность только в очень узком диапазоне оборотов, за 6000 об/мин, и его обычно применяют для высокофорсированных двигателей с широкофазными распредвалами, то есть на спортивных автомобилях. Коллекторы «4 в 2 в 1» подходят для любительского тюнинга, так как обеспечивают некоторый прирост мощности и крутящего момента в довольно широком диапазоне оборотов.

В прямоточной системе применяют также промежуточные прямые трубы увеличенного диаметра, резонаторы пониженного сопротивления. Если в выпускной системе разместить на некотором расстоянии от клапана отражатель, который называют резонатором, то на определённых оборотах улучшится продувка цилиндров, что поднимет вращающий момент двигателя. Это явление называется “настроенный выхлоп” и используется для корректировки моментной кривой. Если стоит задача повысить мощность, как для спортивного мотора, то резонатор настраивают на падающий после максимума участок. Таким образом, продлевают момент на большие обороты. Если же мы хотим получить более “тяговитый” мотор на низах, то настраиваем на растущий до максимума участок.

Если автомобиль оборудован каталитическим нейтрализатором, то вместо него устанавливают пламегаситель прямоточного типа – резонатор, способный выдерживать максимальные температурные и механические нагрузки.Экологические нормы стран СНГ еще допускают такие переделки.

Для снижения шума устанавливается оконечный глушитель (так наз. «банка»), расположенный как можно дальше, для того, чтобы снизить его влияние на резонансные свойства. Прямоточный глушитель работает по принципу поглощения. Он состоит из внешнего корпуса, в котором проходит перфорированная труба. Пространство между корпусом и трубой заполнено теплостойким стекловолокном или другим аналогичным материалом. Мелкоячеистая сетка отделяет волокна набивки от трубы. Это необходимо для того, чтобы волокна ваты не выдувались из глушителя. Шум выхлопа эффективно рассеивается наполнителем через перфорации. Такой глушитель практически не оказывает сопротивление выхлопу.

Частотность и громкость звука, который издает прямоточный глушитель, определяется его размерами, количеством и качеством материала набивки, диаметром отверстий в трубе, а так же количеством этих отверстий. Глушитель выполняет свои функции до тех пор, пока у него есть набивка. Когда же набивка истончается, он начинает звенеть.

avtonov.info

Система впуска воздуха двигателя Cummins — Блог о двигателе Cummins

Система впуска воздуха на двигателе состоит из воздушного фильтра, впускного воздуховода, турбонагнетателя, воздуховода наддувочного воздуха, радиатора охладителя наддувочного воздуха и нагревателя впускной системы. Воздух через воздушный фильтр попадает к компрессору турбонагнетателя (1). Затем он проходит по воздуховоду (2) к охладителю наддувочного воздуха (3), нагревателю (при наличии) и во впускной коллектор (4). Из впускного коллектора воздух подается в цилиндры (5), в которых используется в процессе сгорания топлива. Вращение рабочего колеса турбины осуществляется за счет энергии отработавших газов. Турбина вращает рабочее колесо компрессора, подающего воздух под давлением в двигатель, где происходит сгорание. За счет работы турбонагнетателя увеличивается подача воздуха, объем впрыскиваемого топлива и мощность двигателя.

Турбина, рабочее колесо компрессора и вал опираются на два подшипника, монтированные в корпусе. По каналам в корпусе подшипников отфильтрованное моторное масло подается под давлением к опорным и упорным подшипникам. Масло применяется для смазки и охлаждения вращающихся деталей. Затем масло из корпуса подшипников подается в поддон картера двигателя по сливной магистрали. Подача достаточного количества качественного отфильтрованного масла нужна для продления срока службы турбонагнетателя. Необходимо использовать масло высокого качества и производить замену масляного фильтра в соответствии с инструкциями по обслуживанию.

Турбонагнетатели с перепускными клапанами применяются для оптимизации рабочих характеристик двигателя. Такая конструкция дает возможность быстро достичь максимального давления без выхода турбонагнетателя на слишком высокие обороты при росте частоты вращения двигателя. Работу перепускного клапана контролирует приводное устройство, сравнивающее давление на выходе из компрессора с заранее настроенным усилием пружины. Перепускной клапан находится перед входом в турбину. Когда он открывается, часть отработавших газов отводится от рабочего колеса турбины, это дает возможность управлять частотой вращения турбонагнетателя и давлением воздуха на выходе из него.

Турбонагнетатели с изменяемой геометрией дают возможность повысить рабочие характеристики двигателя за счет более быстрого роста давления наддува при ускорении или при переходных процессах. В турбонагнетателе с изменяемой геометрией нет привода перепускного клапана. Для изменения геометрии выходного участка турбины применяется электрический привод. При закрытии патрубка с изменяемой геометрией (уменьшении сечения выходного участка турбины) скорость вращения турбонагнетателя увеличивается, и рост давления наддува происходит быстрее. При открытии патрубка с изменяемой геометрией (увеличении сечения выходного участка турбины) скорость вращения турбонагнетателя снижается, и давление наддува уменьшается.

Турбонагнетатель представляет собой турбонагнетатель с изменяемой геометрией и имеет следующие узлы:

Обслуживаемый привод, закрепленный на корпусе подшипников турбонагнетателя;
Датчик частоты вращения, установленный в корпусе подшипника, для контроля работы турбонагнетателя;
Корпуса подшипников с водяным охлаждением (в дополнение к охлаждению маслом).

Привод, установленный на турбонагнетателе, применяется для управления кольцевым скользящим соплом (1) внутри корпуса турбины турбонагнетателя. Положение кольцевого скользящего сопла контролирует модуль управления двигателем (ECM) по каналу связи. Изменение положения кольцевого скользящего сопла внутри турбонагнетателя с изменяемой геометрией дает возможность управлять частотой вращения рабочего колеса турбины и потоком отработавших газов через турбонагнетатель. Это позволяет управлять следующими параметрами:

Давление в выпускной системе;
Частота вращения рабочего колеса компрессора турбонагнетателя;
Температура на выходе отработавших газов.

Из-за неисправностей внутренних деталей турбонагнетателя уменьшается эффективность его работы, увеличивается дымность и снижается мощность двигателя. Отказ подшипника может привести к увеличению трения и снижению частоты вращения ротора. При этом возможно касание лопатками корпусных деталей, что также замедлит его вращение. Неисправность перепускного клапана турбонагнетателя, привода изменения геометрии турбонагнетателя или контроллера привода изменения геометрии турбонагнетателя , а также нарушение настройки перепускного клапана турбонагнетателя способствуют выходу давления наддува за пределы нормы. Слишком низкое давление увеличивает дымность и снижает мощность, а слишком высокое ведет к повреждению основных узлов и деталей двигателя.

Масло из системы смазки двигателя обеспечивает смазку подшипников и частичное охлаждение турбонагнетателя. Оно поступает к турбонагнетателю по магистрали под давлением, равным давлению в системе смазки двигателя. Сливная магистраль, подсоединенная к нижней части турбонагнетателя, необходима для слива масла в поддон картера двигателя.

С каждой стороны ротора монтированы манжетные уплотнения. В первую очередь они нужны для исключения попадания отработавших газов и воздуха под давлением в корпус подшипников турбонагнетателя. Утечка масла через уплотнения возможна, но маловерятна. Повышенное давление в картере двигателя затрудняет слив масла из турбонагнетателя. Из-за возникшего в корпусе подшипников давления масло будет поступать через уплотнения компрессора в цилиндры двигателя.

Повышенное сопротивление или повреждение сливной магистрали способствуют повышению давления в корпусе подшипников, из-за чего масло будет проходить через уплотнения.

Кроме того, повышенное сопротивление на входе или выходе турбонагнетателя приводит к созданию отрицательного перепада давления между компрессором и корпусом подшипников турбонагнетателя, в результате масло будет проходить через уплотнения. Если произойдет утечка масла через уплотнения корпуса компрессора, следует промыть охладитель наддувочного воздуха, чтобы удалить масло из впускной системы.

Обычно турбонагнетатель издает свистящий звук. Интенсивность этого звука определяется частотой вращения и нагрузкой двигателя. Причина звука — очень высокая частота вращения ротора и способ его балансировки при изготовлении. Соответственно, шум будет более сильным на максимальной частоте вращения. Для проверки уровня шума нужно вывести двигатель на максимальные обороты. Турбонагнетатели с изменяемой геометрией также могут издавать храпящий или фыркающий звук при работе турбонагнетателя в определенных режимах. Например, при работе турбонагнетателя на высоких оборотах и резком отпускании акселератора. Эти звуки являются нормальными и не говорят о неисправностях, вызывающих повреждение или снижение срока службы турбонагнетателя.

Нарушение герметичности деталей впускной и выпускной систем может привести к повышенному шуму при работе двигателя. Признаком утечки обычно является свист высокого тона или звук всасывания. Необходимо проверить отсутствие утечек во впускной и выпускной системах, убедиться в плотности затяжки всех обжимных хомутов.

Звуки низкого тона или дребезжание при более низкой частоте вращения двигателя обычно указывают на наличие посторонних предметов в системе или касание ротором корпусов. В этом случае необходимо снять входной патрубок турбонагнетателя и проверить, нет ли в нем посторонних предметов, а также проверить отсутствие повреждений лопаток турбонагнетателя и зазор в подшипниках. При обнаружении утечек, повреждения лопаток или при несоответствии норме зазоров нужно заменить турбонагнетатель.

Для улучшения рабочих характеристик и уменьшения выброса загрязняющих веществ на автомобильных двигателях применяется охладитель наддувочного воздуха, устанавливаемый на шасси. В такой системе также применяются воздуховоды большого диаметра для подачи воздуха от турбонагнетателя в охладитель и от охладителя во впускной коллектор. Безотказная работа системы охлаждения наддувочного воздуха обеспечивается изготовителями транспортного средства и его узлов.

Схема системы впуска воздуха для двигателей с охлаждением наддувочного воздуха

Вход воздуха в турбонагнетатель
От турбонагнетателя к охладителю наддувочного воздуха
Охладитель наддувочного воздуха
Впускной коллектор (встроен в головку блока цилиндров)
Впускной клапан.

blog.camsparts.ru

система впуска двигателя внутреннего сгорания — патент РФ 2090775

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к системам впуска, снабженным средствами для электроподогрева рабочего тела с целью улучшения пусковых качеств и токсических показателей в условиях пониженных температур окружающей среды и улучшения экономических и экологических показателей двигателей на режимах частичных нагрузок. Известны системы впуска двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС) как с искровым зажиганием (карбюраторные версии и версии с впрыском топлива), так и с воспламенением от сжатия (дизельные версии), обеспечивающие количественное и качественное наполнение цилиндров горючей смесью (воздухом и топливом). Одной их самых ответственных функций любой конструкции системы впуска является качественная подготовка горючей смеси до ее поступления в цилиндры двигателя. Она подразумевает как обеспечение подачи необходимого количества воздуха и топлива в зависимости от скоростного и нагрузочного режима работы двигателя, так и необходимую подготовку этой смеси для ее качественного воспламенения в цилиндрах. В данном случае подразумевается гомогенизация топливно-воздушной смеси за устройством подачи топлива до момента ее поступления в цилиндр, турбулизация смеси путем организации направленных вихрей, обеспечение заданной температуры смеси поступающей в цилиндр и т.д. Таким образом, ведется подготовка смеси для ее наиболее полного и качественного сгорания с тем, чтобы получить высокие мощностные показатели, высокую экономичность, низкую токсичность выхлопа. В качестве другой важной проблемы, которую необходимо решать при конструировании системы впуска ДВС это обеспечение низких уровней шума в процессе наполнения цилиндров, вызванных возбуждением газодинамических пульсаций в системе, вследствие перепада давлений в цилиндре двигателя и в зоне свободного среза воздухозаборного патрубка воздухоочистителя в момент открытия и закрытия впускного (впускных) клапана. Возникающие газодинамические пульсации во впускной системе ДВС не только оказывает отрицательное влияние на окружающую среду в виде излучаемого системой шума впуска, но и неблагоприятно влияют на процессы наполнения цилиндров, вызывая образование резонансных стоячих волн в отдельных элементах впускной системы и, в первую очередь, во впускных трубах впускного коллектора, что в свою очередь вызывает увеличение гидравлических сопротивлений, ухудшение наполнения отдельных цилиндров двигателя. Это, в свою очередь, ухудшает мощностные, экономические и токсические показатели ДВС. Следует подчеркнуть, что в современных конструкциях впускных систем ДВС, за счет применения различных конструктивных решений и использования различных дополнительных управляемых систем, в первую очередь пытаются обеспечить высокие экономические показатели, низкую токсичность выхлопа и низкий шум. А мощностные показатели двигателей в этом случае отошли как бы на второй план. Это вызвано непрерывным ужесточением международных и национальных стандартов по токсичности, внешнему шуму и расходам топлива автомобильного транспорта. При этом, работа таких систем должна обеспечивать двигателю достижение высоких экологических (токсичность, шум) и экономических показателей во всем эксплуатационном диапазоне температур окружающей среды. С этой целью также существуют (и подвергаются процессу ужесточения) международные нормы, лимитирующие показатели пуска двигателя в условиях как заданных низких, так и высоких температур окружающей среды и т.д. Практическое решение описанных выше проблем представлено, например, в описаниях: патента США N 5078115, кл. F 02 M 31/00, 1992, патента Германии N 289095, кл. F 02 M 31/00, 1991, заявки Германии N 3943569, кл. F 02 M 31/02, 1991, заявки Франции N 2661951, кл. F 02 M 31/135 и многих других источниках патентной информации. Суть решения технической задачи здесь заключается в установке во впускном тракте ДВС различных по конструкции нагревательных элементов, преимущественно электрического типа, которые в период запуска двигателя и его прогрева, имея определенную поверхность теплосъема, воздействуют на впускной заряд воздуха или горючую смесь. Таким образом, средствами достижения эффекта в названных конструкциях являются самые различные нагревательные элементы, установленные в тракте системы запуска, продольно ли поперечно сориентированные по отношению к потоку компонентов рабочего тела. Отрицательным фактором здесь является то, что названные нагревательные элементы, загромождая впускной тракт, определяют повышенные его гидродинамические сопротивления, что отрицательно сказывается на наполнение, экономичность, токсичность и динамику двигателя. Кроме того, они могут являться источниками высокочастотного (кромочного) шума (свиста), особенно в том случае, когда установлены подвижно, например, вращающиеся элементы с средствами вихреобразования рабочего тела. Следует отметить и локальный ограниченный характер воздействия поверхностей теплосъема этих элементов на рабочее тело, что делает длительным время его прогрева и увеличивает период запуска и прогрева двигателя, что в конечном итоге снижает потребительские качества автомобиля. В качестве прототипа выбрана система впуска двигателя внутреннего сгорания, описанная в заявке Японии N 3-40232, кл. F 02 M 31/12. публ. 18.06.91, N 5-1006, содержащая впускную трубу, один конец которой подключен к воздухоочистителю, а другой к ресиверу, боковая стенка которого снабжена впускными клапанами, подключенными к цилиндрам двигателя, и смонтированный в тракте системы впуска электроподогреватель. Известному устройству присущи те же недостатки, что и в описанных аналогах, в частности, это загромождение проходного сечения впускной трубы (заужение проходного сечения), что обуславливает повышенное гидродинамическое сопротивление впускного тракта, незначительная локальная поверхность теплоотдачи электроподогревателя, что увеличивает количество пусков двигателя и период его прогрева после запуска. Также ухудшаются акустические качества за счет неизбежного возникновения высокочастотного свиста (скорость газового потока в заученной зоне возрастает). Целью изобретения является повышение экономических и экологических показателей двигателя, при обеспечении высоких акустических параметров, в условиях низких эксплуатационных температур. Сущность изобретения заключается в том, что в известной системе впуска двигателя внутреннего сгорания, содержащей впускную трубу, один конец которой подключен к воздухоочистителю, а другой к ресиверу, боковая стенка которого снабжена впускными патрубками, подключенными к цилиндрам двигателя, и смонтированный в тракте системы впуска электроподогреватель, функционально запитанный от бортового источника электроснабжения, названный электроподогреватель выполнен в виде штуцера из газопроницаемого, звукодемпфирующего, обладающего высоким омическим сопротивлением материала, закрепленного на торцевой стенке ресивера и установленного вдоль полости ресивера в направлении потока рабочего тела. Штуцер в ресивере может быть установлен консольно при этом его свободный торец может быть заглушен. В предпочтительном варианте штуцер простирается по всей длине ресивера и его торец опирается, или закреплен на противоположной торцевой стенке ресивера. При таком конструктивном исполнении, за счет использования впускного ресивера не только как элемента динамического разделения цилиндров от нежелательного взаимодействия и взаимовлияния волновых процессов впускных патрубков каждого из цилиндров, и не только как расширительной полости сглаживания пульсаций воздуха и снижения шума впуска, но и как наиболее подходящей зоны быстрого, качественного и стабильного подогрева всасываемого воздуха без увеличения гидравлических сопротивлений впускного тракта, за счет использования в ресивере (элементе с относительно низкой скоростью просасываемого газа) газопроницаемого, шумоглушащего штуцера (патрубка) с большой площадью нагрева и теплосъема. Так как засасываемый в цилиндры воздух имеет возможность просасываться через нагреваемую структуру большой площади поверхности (длина окружности штуцера умноженная на его длину), то это обстоятельство обеспечивает низкое гидравлическое сопротивление тракта, так как по отношению к площадям проходных сечений впускных труб до и после ресивера не только не происходит заужения проходного сечения (определяемого как площадь всех проходных каналов в газопроницаемом материале штуцера ресивера), а это сечение является даже намного большим сравниваемых. В связи с тем, что такое устройство скомпоновано в достаточно близкой зоне к впускному клапану и цилиндру основному источнику пульсаций и шума впускной системы, и эта зона характеризуется максимальной концентрацией акустической энергии, то в отличие от воздействия на конструктивные параметры воздухоочистителя, значительно удаленного от этой зоны, эффективность подавления шума и пульсаций газа на впуске может быть достигнута в значительно более сильной степени при минимальном конструктивном воздействии на систему впуска ДВС. В действительности, эпюра распределения звукового давления на первой собственной моде впускного тракта, в наибольшей мере ответственной за резонансные явления тракта, характеризуется косинусоидой с максимальным значением в зоне клапана и минимальным значением в зоне камеры воздухоочистителя. Соответственно, располагая устройства подавления шумов и пульсаций ближе к источнику шумов и пульсаций, т.е. к зоне максимальных концентраций волновой энергии, можно повысить эффективность их использования. Таким образом, в предлагаемом двигателе обеспечивается широкая полоса эффективного глушения шума, генерируемого колеблющемся объемом газа в полости ресивера и особенно на низших собственных формах колебаний названного объема. В грубом приближении, конструкцию ресивера с размещенным внутри него и по всей его длине штуцером, выполненным из газопроницаемого звукопоглощающего материала можно рассматривать как глушитель с последовательно подключенной активной фрикцией. Сущность изобретения поясняется на чертежах, где таким образом достигается улучшение экономических, экологических (токсичность, шум) показателей ДВС автомобиля в условиях низких эксплуатационных температур на режимах запуска двигателя и на режимах эксплуатации на частичных режимах нагрузки (следует подчеркнуть, что именно частичные режимы нагрузки, составляют подавляющий диапазон эксплуатации автомобилей). На фиг. 1 показана система впуска двигателя; на фиг. 2 конструктивный вариант полого штуцера; на фиг. З вид А на фиг. 2; на фиг. 4 система впуска с развитой поверхностью теплоотдачи штуцера. Система впуска двигателя 1 внутреннего сгорания (фиг.1) содержит впускную трубу 2, один конец которой подключен к воздухоочистителю 3, а другой к ресиверу 4, боковая стенка 5 которого снабжена впускными патрубками 6, 7, 3 и 9, соответственно подключенными к цилиндрам 10, 11, 12 и 13 двигателя 1, и смонтированный в тракте системы впуска электроподогреватель 14, функционально запитанный от бортового источника электроснабжения 15 (аккумуляторной батареи) автомобиля. Электроподогреватель 14 выполнен в виде штуцера, смонтированного внутри ресивера 4, соосно полости последнего и имеющего форму удлиненного цилиндры, ограниченного торцевыми стенками 16 и 17, к которым подключены контактные клеммы 18 (+) и 19 (-) аккумулятора 15 через замок зажигания 20. В электроцепи имеется также многофункциональный процессор 21, отслеживающий температурный режим двигателя 1 в зависимости от параметров на впуске (температуры засасываемого воздухе), в системе смазки (температуры масла) и охлаждения (температуры охлаждающей жидкости) и др. Штуцер 14 может быть размещен по всей длине ресивера 4, при этом его торцы 16 и 17 закреплены на торцевых станках 22 и 23 ресивера 4. При этом между торцами 17 и 23 установлен электроизолятор 24. На фиг. 1 показан один из датчиков 25 температуры охлаждающей жидкости, сигнал от которого поступает на многофункциональный процессор 21. Подогрев воздуха на впуске в условиях запуска двигателя при низких температурах окружающей среды (эксплуатация в зимних условиях), в условиях крайнего Севера, тестовые режимы испытаний по национальным и международным стандартам и требованиям), позволяет не только обеспечивать быстрый запуск двигателя, но и резко уменьшить токсичность и улучшить экономичность двигателя автомобиля. Обычно в этих целях, управляющий процессор включает или отключает подогрев воздушной смеси в зависимости от нагрузочных режимов работы двигателя, температуры окружающей среды и других задающих параметров. Можно также добавить, что автоматическое включение нагревательного элемента штуцера 14 необходимо и дизельному двигателю при возникновении определенных его виброускорений, с тем чтобы обеспечить более равномерную его работу с низким уровнем вибраций и шума. Т.е. использование подогрева целесообразно и с точки зрения акустики. При этом управляемыми параметрами выступают виброускорения. Охлаждение воздушного заряда (электроподогреватель не включен) на впуске с целью увеличения его плотности для улучшения наполнения и улучшения эффективной мощности и момента необходимого только на режимах движения автомобиля с полной нагрузкой (с полностью открытой дроссельной заслонкой). Для современных конструкций легковых автомобилей, прежде всего, с высокими показателями экономичности и низкой токсичности, на первый план встают задачи обеспечения этих показателей на частичных и переходных режимах (с частично открытой дроссельной заслонкой). В этом случае из-за достаточно большего дросселирования на впуске (создаваемого прикрытой дроссельной заслонкой), влияние некоторого изменения плотности заряда из-за изменения его температуры при наполнении в целом практически очень слабое. А в то же время повышение температуры заряда на впуске на частичных режимах работы двигателя целесообразно с точки зрения улучшения гомогенизации топливовоздушной смеси, позволяющей уже заметно улучшить экономические и токсические показатели ДВС. Для реализации описанного выше в предлагаемой системе впуска электроподогреватель выполнен в виде штуцера 14 (полого или сплошного) из пористого газопроницаемого материала, обладающего высоким омическим сопротивлением и свойствами эффективно рассеивать пульсации и звук. При этом, при включении замка зажигания 20 (начальный момент попытки запуска двигателя 1), вся поверхность штуцера 14 практически сразу прогревается до рабочей температуры и в это же время весь поток воздуха из впускной трубы 2, просачиваясь через проходные микроканалы материала штуцера 14, подвергается прогреву, причем происходит это в непосредственней близости от цилиндров 10-13 двигателя, что ослабляет тепловые потери нагретого газа при транспортировке по короткому тракту и способствует надежному пуску двигателя. По мере достаточного прогрева двигателя 1 датчик 25 подает сигнал на процессор 21, а последний дает команду на отключение электроподогревателя штуцера 14 от источника электроснабжения аккумулятора 15. При движении автомобиля на режимах частичных нагрузок двигателя, сигналы с датчиков температуры засасываемого воздуха и положения дроссельной заслонки, аналогичным образом с помощью процессора 21 гибко управляют работой электронагревателя штуцера 14. Все время штуцер 14 продолжает работать как высокоэффективное средство гашения звука и пульсаций в системе впуска двигателя 1. Открытие впускного клапана вызывает перепад давлений в емкости цилиндра 10-13, которая образована днищем поршня и камерой сгорания за клапаном и в окружающей среде, при этом колебательный импульс в виде упругих волн распространяется в воздушной среде, заполняющей впускной тракт, вследствие чего происходит возбуждение воздушных объемов патрубков 6-9 с закрытыми клапанами (тупиковых волноводов) и взаимодействие и связанность звуковых полей и газодинамических пульсаций газа в патрубках 6-9, что затрудняет разобщающее (разделяющее) действие ресивера 4, формирование звукового поля в пространстве ресивера 4, отражение звуковых волн от стенок 5, 22 и 23 ресивера 4 по направлению к впускным клапанам патрубков 6-9 и «вытеснение» звуковой энергии во впускную трубу 2, как в передающий волновод с определенной акустической проводимостью (определенным акустическим сопротивлением) и вызывает необходимость скачкообразного преодоления роста акустического сопротивления при прохождении упругих волн в штуцер 14 через его пористую структуру, в результате чего происходит рассеивание колебательной (звуковой) энергии в пористом воздухопроницаемом звукопоглощающем материале штуцера 14 вследствие трения в нем колеблющихся частиц газа и потерь энергии вследствие микродинамических деформаций материала, и превращение этой колебательной энергии в тепловую. Также, дополнительно к рассеиванию колебательной энергии газа в пористом материале штуцера 14, происходит рост звукоизоляции системы в направлении входного среза воздухозаборного патрубка воздухоочистителя 3. Ввиду того, что газопроницаемый штуцер 14 не заужает проходное сечение ресивера 4, простирается по всему объему его пустотелого пространства (воздействует на весь объем по длине), демпфируя низкочастотные резонансные пульсации в пространстве ресивера 4, то в результате этого демпфирования пульсаций происходит снижение гидравлических сопротивлений системы впуска при заданном расходе газа, засасываемого в цилиндры и проходящего через ресивер 4 (гидравлическое сопротивления тракта при транспортировке пульсирующего газового потока определяется квадратом амплитудных значений его пульсации). Физико-математическая модель описанного выше динамического состояния объекта выглядит следующим образом. Каждый из 4-х цилиндров четырехтактного ДВС при его работе генерирует серию импульсов всасывания. Эта последовательность импульсов создает колебания (пульсации) объемного расхода газа с основной частотой:

и кратными частотами:
f_m= mf₁,Гц
где m 1, 2, 3;
n 1/мин
Колебания расхода газа в различных цилиндрах сдвинуты по времени:

и по фазе: для 4-х цилиндрового двигателя происходит сдвиг по фазе для первой гармоники равный:

где k порядок следования импульсов по цилиндрам в соответствии с порядком работы цилиндров. Для первого цилиндра 10 k=1, для второго 11 k=4, для третьего 12 k=2, для четвертого 13 k=1З. = 3,14 рад
Для n-ной гармоники сдвиг по времени тот же, а по фазе:
_m= m_1, рад
Двигатель с ресивером 4 способствует обеспечению раздельного наддува цилиндров за счет существенного разрыва динамических связей между патрубками 6-9 и объемом ресивера 4. С другой стороны, взаимная независимость волновых явлений в патрубках 6-9, соединяющих ресивер 4 с цилиндрами 10-13, приводит к более резкому развитию колебаний газа в каждом патрубке по отдельности. Эти резонансные колебания проявляются на собственных частотах патрубков

где C скорость звука, м/с;
P 1, 2, 3. lп длина патрубков, м. На низшей резонансной частоте (f⁽¹⁾) в систему, образующую резонансный контур, частично вовлекаются и другие, связанные с патрубками массы газа (непосредственно в ресивере и примыкающим к нему элементам). Вследствие несимметрии акустических нагрузок, создаваемых ресивером 4, акустические нагрузки на патрубки 6-9 отдельных цилиндров различны и это приводит к небольшому несовпадению резонансных частот (f⁽¹⁾) отдельных патрубков. Поэтому, возникающие резонансные колебания газа в одном из них (на своей резонансной частоте) не подавляются колебаниями, приходящими в ресивер от других патрубков, даже если начальные импульсы от цилиндров скомпенсированы (идут в противофазе). Второе неблагоприятное явление связано с возбуждением первой несимметричной резонансной формы колебаний газа в ресивере 4. Как правило, ее частота близка (или кратна) к одной из собственных частот колебаний газа в патрубке, что приводит к резонансному усилению излучения звука из системы, особенно на частотах нечетных гармоник основной частоты процесса всасывания (f₁). Это подразумевает передачу из ресивера 4 усиленного излучения в систему впуска по направлению к свободному открытому концу воздухозаборного патрубка воздухоочистителя 3. На пути этой цепи передачи это излучение будет трансформироваться (видоизменяться по спектральному составу, частично усиливаться или ослабляться по амплитудам) по всему пути передачи (впускная труба 12, тракты систем воздухоочистки и воздухоподачи, воэдухозаборный патрубок, моторный отсек и окружающая среда). Учитывая важную роль ресивера 4 в формировании акустических нагрузок, действующих как непосредственно на впускные трубы, так и на их взаимодействие с одной стороны, и на передачу акустической энергии по свободной цепи передачи (по системе впуска) в окружающую среду с другой стороны, целесообразно применение в ресивере звукозаграждающего свободную передачу акустической энергии элемента. Тем более что, как это уже было отмечено выше, данная зона воздействия (полость ресивера) является зоной высокой концентрации звуковой энергии, а также то, что при резонансных режимах газ в системе колеблется как газ в сильно связанных между собой объемах с нарушенным разделением воздушных объемов (т.е. нарушается прямая функция ресивера разделение цилиндра с получением улучшенного их наполнения за счет динамического наддува). Поскольку штуцер 14, выполненный из газопроницаемого материала (например, металлорезины, пористого сетчатого материала, или других аналогичных материалов; материала, представляющего собой однородную структуру, либо штуцер содержит жесткую скелетную арматуру, заполненную одним из вышеперечисленных газопроницаемых звукопоглощающих материалов), не заужает вход проходного сечения ресивера 4, простирается по всему объему пустотелого пространства (воздействует на весь по длине объем), демпфируя низкочастотные резонансные пульсации в пространстве ресивера 4, то в результате этого демпфирования пульсации происходит снижение гидравлических сопротивлений системы впуска при заданном расходе газа, засасываемого в цилиндры и проходящего через ресивер. Снижение гидравлических сопротивлений впускного тракта в ряде случаев позволяет улучшить наполнение цилиндров свежим зарядом, а соответственно улучшить мощностные, экономические и токсические характеристики двигателя. Таким образом, достигнуты следующие преимущества:
улучшение экономических (расход топливо) и экологических (шум и токсичность) показателей на режимах частичных нагрузок и на режимах пуска двигателя в условиях низких температур окружающей среды;
большая активная поверхность теплосъема обеспечивает быстрый прогрев и снижает тепловую инерцию при пуске, а также позволяет повысить до максимума температуру всасываемого воздуха;
пожаробезопасность устройства (нагревательный элемент внутри камеры ресивера;
близость расположения к цилиндрам малые тепловые потери при транспортировке газа в цилиндры;
не заужает реальное проходное сечение впускного воздуховода, так как находится в наиболее его широком месте что не влечет рост гидросопротивления тракта, и соответственно ухудшения показателей двигателей;
продолжает попутно выполнять полезную функцию акустической активной фрикции;
простота монтажа демонтажа (установки) при эксплуатации со свободного конца ресивера при сборке, диагностики и т.п.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Система впуска двигателя внутреннего сгорания, содержащая впускную трубу, один конец которой подключен к воздухоочистителю, а другой к ресиверу, боковая стенка которого снабжена впускными патрубками, подключенными к цилиндрам двигателя, и смонтированный в тракте системы впуска электроподогреватель, функционально запитанный от бортового источника электроснабжения автомобиля, отличающаяся тем, что подогреватель выполнен в виде штуцера, смонтированного внутри ресивера соосно полости последнего, и имеющего форму удлиненного цилиндра, ограниченного торцевыми стенками, к которым подключены контактные клеммы источника электроснабжения, при этом штуцер изготовлен из газопроницаемого, демпфирующего пульсации и звук, обладающего высоким омическим сопротивлением материала. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что штуцер в ресивере смонтирован в направлении потока рабочего тела консольно, при этом свободный его торец заглушен. 3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что штуцер размещен по всей длине ресивера, а его торцы закреплены на торцевых стенках ресивера. 4. Система по пп.1 3, отличающаяся тем, что штуцер выполнен полым. 5. Система по пп.1 3, отличающаяся тем, что штуцер выполнен сплошным.

www.freepatent.ru

Впускная и выпускная системы двигателей

Строительные машины и оборудование, справочник

Впускная и выпускная системы двигателей

Категория:

Устройство и работа двигателя

Впускная и выпускная системы двигателей

Системы впуска и выпуска служат для подвода свежего заряда (воздуха или горючей смеси) к цилиндрам двигателя и отвода из них выпускных газов. В двигателях с внешним смесеобразованием во впускной системе также происходит смесеобразование, так как процесс испарения жидкого топлива и смешения его паров с воздухом или смешения горючего газа с воздухом не успевает завершиться в карбюраторе или газовом смесителе.

Общим требованием, предъявляемым к системам впуска и выпуска, является по возможности их малое сопротивление и благоприятное протекание газодинамических явлений в них, что необходимо для уменьшения насосных потерь и увеличения наполнения цилиндра, а также более полного использования энергии выпускных газов в газовой турбине.

Впускная система состоит из воздухозаборников с фильтрами и глушителями шума, компрессоров для сжатия воздуха, охладителей воздуха, впускного трубопровода, или ресивера, и впускных органов.

Компоновка и размеры трубопроводов зависят от типа, назначения и мощности двигателя внутреннего сгорания. Впускной трубопровод двигателя с внешним смесеобразованием делают литым из легких сплавов (обычно алюминиевых). На рис. 85 показан впускной трубопровод автомобильного двигателя. Сечение патрубков выбирают таким, чтобы сохранялась определенная скорость потока. Для улучшения испарения жидкого топлива смесь подогревают горячей водой, циркулирующей в полости. Если впускной и выпускной трубопроводы расположены с одной стороны двигателя, то подогрев смеси осуществляется от выпускного трубопровода. Для этого трубопроводы располагают по возможности ближе один к другому. Впускные трубопроводы дизелей выполняют аналогичным образом, только в этом случае не нужно подогревать воздух. В V-образных двигателях впускной трубопровод часто размещают в развале блока.

В двигателях большой мощности (тепловозных, стационарных, судовых) впускной трубопровод обычно представляет собой цилиндрический ресивер с приваренными к нему патрубками. Воздух поступает в него с торца из воздухоочистителя или компрессора.

Рис. 1. Впускной трубопровод карбюраторного автомобильного двигателя: 1 — воздушная полость; 2 — водяная полость

Двухтактные двигатели, как правило, не имеют впускных трубопроводов. Воздух подается компрессором непосредственно в ресивер, размещаемый в полостях блока или выполняемый в виде отдельных литых или сварных конструкций. В двухтактных дизелях с цилиндрами небольших размеров (автотракторного и тепловозного типа) ресивером являются полости блока или полость между блоками при V-образ-ном или более сложном расположении цилиндров. В двухтактных дизелях большой мощности ресиверы размещают в полостях остова и в емкостях коробчатой или цилиндрической формы, которые крепят к остову двигателя.

Рис. 2. Впускной ресивер двухтактного дизеля

Рис. 3. Выпускной трубопровод двигателя с импульсным наддувом

Выпускная система включает выпускные органы, патрубки, выпускной трубопровод, дожигатели, нейтрализаторы выпускных газов, газовые турбины или другие устройства, необходимые для использования энергии выпускных газов для сжатия воздуха (волновые обменники давления), эжекционные устройства для удаления пыли из воздухоочистителей или для просасывания охлаждающего воздуха, утилизационный котел и глушители шума.

Выпускные трубопроводы на двигателях с цилиндрами небольших размеров выполняют в виде общего трубопровода, отлитого из серого или жаростойкого чугуна. Наиболее простой конструкцией выпускного трубопровода отличаются двигатели без наддува или с наддувом при постоянном давлении перед турбиной турбокомпрессора. В последнем случае выпускной трубопровод имеет большой объем или представляет собой устройство, в котором поток с переменными параметрами преобразуется в поток с постоянными параметрами. Такое устройство называется преобразователем импульсов.

Рис. 4. Охлаждаемый выпускной трубопровод тепловозного двигателя: В – отверстие для перетекания воды; 1 и 4 — секции трубопровода; 2—пароотводящие трубки; 3— рукав; 5, 9 и 17 — пробки; 6 — фланец; 7 — компенсатор; 8 — соединительная трубка; 10 — патрубок перетекающей воды; 11 — сливная трубка; 12 — газовая труба; 13 и 14 — трубы; 15 и 20 — болты; 16 и 21 — прокладки; 18 — втулка; 19 — уплотнительное кольцо

Рис. 5. Схема поршневого компенсатора выпускного трубопровода двигателя ДН 23/30

При использовании импульсной системы наддува давление газов перед турбиной переменное. Поперечное сечение и объем выпускного трубопровода выбирают минимально допустимыми по условию обеспечения лучшего использования энергии выпускных газов в газовой турбине. Наилучшие показатели двигателя при такой системе наддува получаются в том случае, если в один трубопровод происходит выпуск не более чем из трех цилиндров.

Для предохранения обслуживающего персонала от ожогов на судовых и тепловозных двигателях выпускной трубопровод охлаждается водой или покрывается теплоизолирующим материалом. Теплоизолированные трубопроводы более предпочтительны для двигателей с газотурбинным наддувом, так как в этом случае уменьшаются потери энергии выпускных газов.

Рис. 6. Секция охлаждаемого выпускного трубопровода: Б — окно для прохода воды; 1 — крышка; 2 — болт; 3 — штуцер; 4 — штуцер под термопару; 5— крышка секции; 6 — секция; 7 — выпускная коробка

При нагревании и остывании длина выпускного трубопровода изменяется. Поэтому перед трубиной устанавливают компенсаторы. На больших двигателях компенсаторами соединяют также отдельные секции выпускных трубопроводов, которые по технологическим соображениям делают составными. Существует несколько типов компенсаторов. Схема поршневого компенсатора показана на рис. 5. Гофрированная труба компенсатора препятствует утечке выпускных газов, прорывающихся через кольца, и в то же время дает возможность перемещаться наружной и внутренней втулкам между собой в продольном направлении.

На рис. 6 показана секция охлаждаемого выпускного трубопровода двухтактного с противоположно движущимися поршнями двигателя большой мощности. Особенностью конструкции является объединение в одной детали выпускной коробки с секцией собственно выпускного трубопровода.

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Система впуска двигателя внутреннего сгорания

Полезная модель относится к двигателестроению. Система впуска двигателя внутреннего сгорания содержит сообщенный с атмосферой впускной трубопровод, связанный с цилиндром двигателя через впускной канал с установленным в нем впускным клапаном, и устройство подачи дополнительного воздуха, включающее открытую в зону впускного клапана воздушную трубку, сообщенную с атмосферой через дополнительный трубопровод. В магистраль дополнительного трубопровода включены воздушный насос, установленный на входе и работающий с момента запуска двигателя, и ресивер, установленный перед воздушной трубкой. Давление в ресивере превышает давление во впускном трубопроводе, предпочтительно, в два раза. Сущность полезной модели заключается в повышении количества и плотности свежего заряда в полости впускного клапана перед открытием последнего, что позволяет увеличить скорость открывания клапана при впуске и улучшить продувку цилиндра в период перекрытия клапанов. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к двигателестроению, конкретнее к системам питания четырехтактных двигателей внутреннего сгорания.

Уровень техники

Система впуска двигателя служит для подвода свежего заряда (воздуха или горючей смеси) к цилиндрам двигателя. В двигателях с внешним смесеобразованием во впускной системе происходит также смешение паров жидкого топлива или газа с воздухом.

Известна система воздухоподачи двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздушный фильтр с воздухозаборным устройством и воздуховод, соединяющий воздушный фильтр с впускным каналом головки цилиндра двигателя, перекрываемым впускным клапаном (см. каталог деталей и сборочных единиц автомобилей «Волга» ГА3-3110., М.: Колесо, 2000 г., с.92-94). Для удаления отработанных газов служит выпускной канал, перекрываемый выпускным клапаном. Это наиболее распространенная система питания, используемая в отечественных автомобилях. Недостатком этой системы является низкая эффективность продувки камер сгорания цилиндров двигателей от отработавших газов.

Известна система питания двигателя внутреннего сгорания (см. патент RU 2032105, МПК: F02M 23/00, опубл. 1995.03.27), содержащая главный проточный воздушный канал, сообщенный через карбюратор с патрубком подвода топливно-воздушной смеси во впускной канал головки цилиндра, перекрываемый впускным клапаном, и магистраль подвода вторичного воздуха в патрубок подвода топливно-воздушной смеси. Магистраль перекрыта клапаном, открываемым только при повышенной нагрузке на двигатель, когда происходит повышенная подача топлива, что обеспечивает обеднение смеси и ее более полное сгорание. Однако на продувку цилиндров такое решение не оказывает существенного влияния.

Для усиления подачи воздуха и улучшения качества продувки цилиндров известно использование наддува или турбонаддува, когда в канал подачи воздуха устанавливают компрессор или другой нагнетатель. Такое решение характеризуется постоянным повышенным давлением во впускной системе, высокими насосными потерями и завышенной прочностью деталей двигателя.

Известна система питания четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, содержащая основной сообщенный с атмосферой воздухопровод, связанный с цилиндром двигателя через впускной канал с установленным в нем впускным клапаном и дополнительный воздухоподводящий канал, сообщенный с полостью цилиндра через другой впускной канал с установленным в нем впускным клапаном, при этом в дополнительном канале установлено средство нагнетания воздуха (см. патент RU 2023181, МПК: F02B 37/00, опубл. 1994.11.15). Дополнительная подача сжатого воздуха перед впуском позволяет улучшить продувку цилиндра, при этом сжатие только части подаваемого в цилиндр воздуха позволяет исключить значительное повышение массы и габаритов устройства. Однако упомянутое решение предназначено только для двигателей, у которых не менее двух впускных каналов. При этом необходимость разработки и установки дополнительной системы управления работой клапанов значительно усложняет устройство.

Наиболее близким аналогом для заявляемого решения является система впуска двигателя внутреннего сгорания (см. патент на изобретение 2002080, МПК: F02B 29/00, F02M 23/00, F02B 31/00, опубл. 1993.10.30). Упомянутая система содержит сообщенный с атмосферой впускной трубопровод, связанный с впускным каналом головки цилиндра, перекрываемым впускным клапаном, и устройство подачи дополнительного воздуха, включающее открытую в зону впускного клапана воздушную трубку, сообщенную с атмосферой через дополнительный трубопровод. Устройство позволяет увеличить наполнение зон впускных клапанов за счет атмосферного воздуха, поступающего по дополнительному воздушному каналу через трубку, и тем самым несколько улучшить продувку камер сгорания двигателя. Однако этого не достаточно для эффективной продувки.

Раскрытие полезной модели

Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности продувки цилиндров двигателей от отработавших газов.

Поставленная задача решена за счет того, что во впускной системе двигателя внутреннего сгорания, содержащей сообщенный с атмосферой впускной трубопровод, связанный с цилиндром двигателя через впускной канал с установленным в нем впускным клапаном, и устройство подачи дополнительного воздуха, включающее открытую в зону впускного клапана воздушную трубку, сообщающуюся с атмосферой через дополнительный трубопровод, согласно заявляемой полезной модели, упомянутое устройство подачи дополнительного воздуха выполнено с включенными в магистраль дополнительного трубопровода воздушным насосом, установленным на его входе, и ресивером, установленным перед воздушной трубкой и имеющим давление в своем объеме, превышающее давление во впускном трубопроводе.

Заявляемая совокупность существенных признаков позволяет получить новые положительные технические результаты, а именно: позволяет повысить количество и плотность свежего заряда в полости впускного клапана перед открытием последнего, что способствует увеличению скорости открывания клапана при впуске, и позволяет улучшить продувку цилиндра свежим воздухом в период перекрытия клапанов.

Более эффективная продувка цилиндров двигателя от отработавших газов предыдущего цикла обеспечивает повышение количества свежего заряда, поступившего в полость цилиндра и более полное сгорание рабочей смеси, что, способствует снижению количества токсичных веществ в выхлопных газах, сбрасываемых в атмосферу.

Работа насоса и подача сжатого воздуха в полость впускного клапана из дополнительного трубопровода осуществляется непрерывно и постоянно с момента начала работы двигателя, на всех стадиях рабочего цикла.

В отличие от прототипа, в период, когда впускной клапан закрыт, в заявляемом устройстве происходит усиленное нагнетание свежего воздуха в полость (зону) впускного клапана. Так как подача воздуха производится из ресивера, в котором величина давления превышает давление в основном воздухопроводе, а значит и в полости впускного клапана, то в результате расширения воздуха, попадающего из ресивера в полость клапана, происходит понижение температуры последнего, что способствует увеличению плотности заряда, образующегося в полости клапана перед его открытием.

В момент открывания впускного клапана масса свежего заряда, скопившегося в полости впускного клапана, значител

poleznayamodel.ru

Форсунка DENSO 095000-8100 XCMG, HOWO VG1096080010

В цену товара включена, экспресс доставка по России из расчета покупки 6 штук.

Форсунка (насос форсунка) Евро3 XCMG, HOWO, HANIA, SINOTRUK HOKA (Эксимджи, ХОВО, ХАНИЯ, СИНОТРУК ХОКА) Форсунка Евро-3 DENSO 095000-8100 VG1096080010 к двигателям WD615

Мы продаем только оригинальные запчасти, работаем напрямую с заводом изготовителем.

Форсунка (форсунка электронная) Евро3 DENSO серии 810* VG1096080010 находится на складе нашей Компании.

Описание

Форсунка Евро 3 (насос форсунка)

DENSO 810* VG1096080010

Электрическая форсунка с соленоидным клапаном системы Common Rail.
Для грузовых автомобилей HOWO, HANIA, SINOTRUK HOKA экологического класса Евро-3

Для предотвращения дополнительных ремонтов двигателей WD615 (ВД615) китайских автомобилей, грузовиков, миксеров, тягачей и самосвалов HOWO, HANIA, SINOTRUK HOKA, фронтальных погрузчиков XCMG предлагаем приобретать только оригинальные запчасти, цена и технические характеристики которых соответствуют основным требованиям по качеству.

При заказе (покупке) запасных частей следует учесть то, что у нас нет дилеров в других регионах. Доставка необходимой Вам запчасти HOWO, HANIA, SINOTRUK HOKA, (ХОВО, ХАНИЯ, СИНОТРУК ХОКА) из раздела интернет-магазина ФОРСУНКИ возможна в любой регион России: Москва, Санкт-Петербург, Казань, Саратов, Нижний Новгород, Екатеринбург, Краснодар, Уфа, Тюмень, Тула, Белгород, Ижевск, Иркутск, Барнаул, Новосибирск, Самара, Ростов-на-Дону, Челябинск, Владивосток, Кемерово, Новокузнецк, Ленск, Омск, Набережные Челны, Пермь, Липецк, Благовещенск, Орёл, Чебоксары, Пенза, Курск, Волгоград, Мурманск, Вологда, Тверь, Ульяновск, Петрозаводск, Рязань, Ставрополь, Киров, Тольятти, Иваново, Архангельск, Хабаровск, Ханты-Мансийск, Минеральные Воды, Калуга, Южно-Сахалинск, Курган, Брянск, Петропавловск-Камчатский, Горно-Алтайск, Ярославль, Красноярск, Абакан, Череповец, Воронеж, Томск, Сыктывкар, Йошкар-Ола, Кострома, Владимир, Оренбург, Саранск, Смоленск.

diesel-inj.com