RU20774U1

RU20774U1 - MULTI-CYLINDER INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU20774U1
Application number: RU2001113199/20U
Authority: RU
Inventors: В.Е. Золотухин
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2001-11-27

Abstract

Многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания.Multi-cylinder internal combustion engine.

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности, к многоцилиндровым двигателям внутреннего сгорания с впрыском топлива в цилиндры.The utility model relates to engine building, in particular to multi-cylinder internal combustion engines with fuel injection into cylinders.

Решение технической задачи направлено на дальнейшее совершенствование конструкции ресивера многоцилиндрового ДВС, заключающееся в обеспечении возможности максимального удлинения длин каналов в ресивере.The solution to the technical problem is aimed at further improving the design of the receiver of a multi-cylinder internal combustion engine, which consists in providing the possibility of maximum lengthening of the channel lengths in the receiver.

Многоцилиндровый ДВС содержит, в частности, систему воздухоподвода 1, включающую впускную трубу 2 и ресивер 3 с внутренним объёмом 4 и газовыми каналами 5, примыкающими к одной из продольных стенок ресивера 3. Впускная труба 2 и ресивер 3 соединены между собой посредством двух фланцевых соединений 6 и 7, расположенных по разные стороны от топливной рампы на противоположных сторонах ресивера 3, причём в одном из фланцев 6 размещены газовые каналы 5, а другой фланец 7 является опорным, при этом все каналы 5 или по крайней мере попарно прижаты друг к другу, а все точки 8 крепления фланца 6 с газовыми каналами 5 расположены снаружи осей газовых каналов 5.The multi-cylinder ICE contains, in particular, an air supply system 1, including an inlet pipe 2 and a receiver 3 with an internal volume 4 and gas channels 5 adjacent to one of the longitudinal walls of the receiver 3. The inlet pipe 2 and the receiver 3 are interconnected by two flange connections 6 and 7, located on opposite sides of the fuel rail on opposite sides of the receiver 3, moreover, in one of the flanges 6 there are gas channels 5, and the other flange 7 is a reference, while all channels 5 or at least in pairs are pressed against each other Yeah, and all the points 8 of the fastening of the flange 6 with gas channels 5 are located outside the axes of the gas channels 5.

Преимущественно полезная модель может найти применение в автомобилестроении.A predominantly useful model may find application in the automotive industry.

Реферат к полезной модели России № Abstract to the utility model of Russia №

Description

Применение системы электронного впрыска топлива, вызывает необходимость введения в конструкцию двигателя внутреннего сгорания (далее две) устройств, позволяющих в значительной степени ослабить величину резонансных амплитуд пульсаций объёмного расхода воздуха (снизить гидравлические сопротивления) в тракте системы впуска, с целью улучшения наполнения цилиндров, повышения эффективной мощности и экономических показателей двигателя. С другой стороны, подавление резонансных пульсаций газа во впускной системе ДВС благоприятно с точки зрения снижения звукового (шумового) излучения в окружающую среду производимого как выходным срезом воздухозаборного патрубка воздухоочистителя (аэродинамический шум), так и вибрирующими стенками элементов системы впуска (структурный, корпусной шум).The use of an electronic fuel injection system necessitates introducing into the design of the internal combustion engine (hereinafter two) devices that can significantly reduce the resonant amplitudes of the pulsations of the volumetric air flow rate (reduce hydraulic resistance) in the intake system path, in order to improve the filling of the cylinders and increase the effective engine power and economic performance. On the other hand, the suppression of resonant pulsations of gas in the intake system of the internal combustion engine is favorable from the point of view of reducing sound (noise) radiation into the environment produced both by the output section of the air intake pipe (aerodynamic noise) and by the vibrating walls of the intake system elements (structural, cabinet noise) .

Так, например, японская фирма Ямаха Мотор в заявке М 61-244824, F02B 27/00, публ. 31.10.86, для снижения пульсаций и шума предлагает использовать два ресивера, параллельно и последовательно подключенных к трассе впускного трубопровода.So, for example, the Japanese company Yamaha Motor in the application M 61-244824, F02B 27/00, publ. 10.31.86, to reduce ripple and noise, suggests using two receivers, parallel and sequentially connected to the intake manifold route.

Японская фирма Хонда Мотор в заявке N 63-219866, F02M 35/10, публ. 13.09.88, предлагает для снижения шума при всасывании использовать два раздельных воздушных трубопровода, соединяющих воздухоочиститель и ресивер с двумя управляемыми дроссельными заслонками, обеспечивающими закрытие вспомогательного канала на низких оборотах и открытое состояние обеих соединительных трубопроводов на высоких оборотах. Эта же фирма в заявке N 61-190159, F02M 35/12, публ. 14.01.87, в целях обеспечения шумоглушения в широком диапазоне частот, предлагает соединять с впускной трубой два устройства шумоглушения -1/4 волновой резонатор тупикового типа и резонансную камеру.Japanese company Honda Motor in the application N 63-219866, F02M 35/10, publ. 09/13/88, suggests using two separate air lines connecting the air purifier and the receiver with two controlled throttles to reduce intake noise when suction is used to close the auxiliary channel at low revs and open both connecting pipelines at high revs. The same company in the application N 61-190159, F02M 35/12, publ. 14.01.87, in order to ensure sound attenuation in a wide range of frequencies, it proposes to connect two noise suppression devices with a -1/4 dead-end wave resonator and a resonant chamber to the inlet pipe.

МКИ F02B 29/02 MKI F02B 29/02

пульсаций газа путем их сложения в противофазе, предлагается использовать взаимосогласованные дополнительные резонансные трубы и дополнительный ресивер.gas pulsations by combining them in antiphase, it is proposed to use mutually agreed additional resonant tubes and an additional receiver.

Австрийская фирма АВЛ в заявке ФРГ N 3820607, F01B 25/00, публ. 29.12.88, для расширения частотного диапазона эффективной работы дополнительногоакустического резонатора, предлагает выполнять егоThe Austrian company AVL in the application of Germany N 3820607, F01B 25/00, publ. 12/29/88, to expand the frequency range of the effective operation of the additional acoustic resonator, suggests performing it

конструкцию изменяемого объема, настраиваемого в зависимости от скорости вращения коленвала.variable volume design, adjustable depending on crankshaft rotation speed.

Японская фирма Ниппон радзиэта в заявке Японии N 62-48047, F01M 1/02, публ. 12.10.87, предлагает, с целью повышения эффекта глушения шума, взамен использования крупногабаритных сложных конструкций глушителей применять антирезонансную впускную трубу, включающую управляемый источник шума или вибраций, электромагнитный клапан, приемные акустические датчики, управляющий процессор.Japanese company Nippon Radzieta in the application of Japan N 62-48047, F01M 1/02, publ. 12.10.87, proposes, in order to increase the effect of damping noise, instead of using large-sized complex designs of silencers, use an anti-resonance inlet pipe, including a controlled noise or vibration source, an electromagnetic valve, receiving acoustic sensors, and a control processor.

Японская фирма Хитачи сэйсакусе в заявке Японии N 2-4840, F16L 55/04, публ. 30.01.90, для снижения пульсаций в системе трубопроводов предлагает трубопровод разветвлять по меньшей мере на два канала, на различных расстояниях от точки разветвления размещать расширительные камеры, отражающие прямые падающие звуковые волны назад к источнику пульсаций (цилиндру двигателя), причем расстояние между стенками камер выбирается определенным образом.Japanese company Hitachi seisakuse in the application of Japan N 2-4840, F16L 55/04, publ. 01/30/90, to reduce fluctuations in the piping system, it proposes that the pipeline branch into at least two channels, at different distances from the branch point, place expansion chambers that reflect direct incident sound waves back to the pulsation source (engine cylinder), and the distance between the chamber walls is selected in a certain way.

Английское отделение фирмы Форд Мотор в заявке Великобритании N 2203488, F02B 29/00, публ. 19.10.88, для подавления пульсаций газа и шума во впускном коллекторе, предусматривает установку устройства антизвука в виде специального громкоговорителя или специального резервуара с электроклапаном.The English branch of the company Ford Motor in the application of the UK N 2203488, F02B 29/00, publ. 10.19.88, to suppress gas pulsations and noise in the intake manifold, provides for the installation of an anti-sound device in the form of a special loudspeaker or a special reservoir with an electrovalve.

Японская фирма Ниссан Дзидося в японской заявке N 51-23656, F02B 37/00, публ. 08.05.89, для снижения шума впуска ДВС и повышения его мощности, вследствие снижения обратного тока наддувочного воздуха, предлагает использовать специальную конструкцию глушителя шума в виде расширительной камеры с внутренними трубками определенного соотношения диаметров и определенного расстояния срезов труб между собой.Japanese company Nissan Jidosia in Japanese application N 51-23656, F02B 37/00, publ. 05/08/89, to reduce the intake noise of the internal combustion engine and increase its power, due to a decrease in the reverse current of the charge air, it is proposed to use a special design of the silencer in the form of an expansion chamber with internal tubes of a certain ratio of diameters and a certain distance of the pipe cuts between each other.

на гидравлическое сопротивление впускного тракта, предусматривает применение двух диффузорных секций на раздвоенном участке газопровода, обеспечивающих фазовый сдвиг и компенсацию амплитуд пульсаций при их сложении в зоне соединения.on the hydraulic resistance of the inlet tract, involves the use of two diffuser sections in a bifurcated section of the pipeline, providing a phase shift and compensation of the amplitudes of the pulsations when they are added in the connection zone.

Французской фирмой Пежо в патенте Франции N 2536792, публ. 22.06.84, заявляется использование сужающей проходное сечение впускной трубы дроссельной шайбы или диффузорной вставки для снижения шума впуска ДВС с непосредственным впрыском топлива. Дроссельная шайба или диффузорная вставка для обеспечения требуемой эффективности располагается в зоне пучности волны колебательной скорости газового потока на некотором заданном скоростном режиме работы ДВС. Очевидным недостатком устройства является рост гидравлических сопротивлений впускной системы вследствие заужения проходного сечения и, как следствие, ухудшение мощностных, экономических иэкологических (токсических) показателей ДВС. Также расположениеFrench company Peugeot in French patent N 2536792, publ. 06/22/84, the use of a throttling plate or diffuser insert narrowing the inlet section of the inlet pipe to reduce the intake noise of ICE with direct fuel injection is claimed. The throttle washer or diffuser insert to ensure the required efficiency is located in the antinode wave of the vibrational velocity of the gas stream at some given speed mode of operation of the internal combustion engine. An obvious disadvantage of the device is the increase in hydraulic resistance of the intake system due to narrowing of the bore and, as a consequence, the deterioration of power, economic and environmental (toxic) parameters of internal combustion engines. Also location

дроссельной шайбы или диффузорной вставки в одно конкретное место впускной трассы позволяет эффективно воздействовать только на одну резонансную частоту и кратные ей нечетные гармоники, т.е. имеется в наличии ограниченное воздействие на отдельных скоростных режимах работы ДВС.throttle washer or diffuser insert in one specific place of the inlet path allows you to effectively act on only one resonant frequency and multiple odd harmonics, i.e. there is a limited impact on individual high-speed engine operation modes.

Американское отделение фирмы Сименс-Бендикс в патенте США N 4907547, F02M 35/10, публ. 13.03.90, для подавления шумов и пульсаций в системе впуска ДВС предлагает использовать специальный отражатель волн, располагаемый поперек впускной трубы одного из цилиндров и пары цилиндров на вращающемся валике,который, поворачиваясь, обеспечиваетThe American branch of Siemens-Bendix in US patent N 4907547, F02M 35/10, publ. 03/13/90, to suppress noise and pulsations in the intake system of the engine, it is proposed to use a special wave reflector located across the inlet pipe of one of the cylinders and a pair of cylinders on a rotating roller, which, when rotated, provides

избирательное открытие одной из соседних впускных труб цилиндра ДВС.selective opening of one of the adjacent intake pipes of the engine cylinder.

Японской фирмой Мазда Мотор в ЕВП N 0376299, F02M 35/12, публ. 04.07.90, для подавления газовых пульсаций и шума во впускной системе ДВС предусмотрено использование специального приспособления для подавления каждой из резонансных гармоник пульсаций кратных 7(0,5 + п) длинам резонансных волн пульсаций, где п - целое число равное нулю или более нуля.The Japanese company Mazda Motor in ЕВП N 0376299, F02M 35/12, publ. 07/04/90, to suppress gas pulsations and noise in the intake system of the internal combustion engine, it is provided that a special device be used to suppress each of the resonant harmonics of pulsations that are multiples of 7 (0.5 + n) wavelengths of the resonant pulsations, where n is an integer equal to zero or more than zero.

Германской фирмой Фольксваген в заявке ФРГ N 3742322, F02M 35/10, публ. 07.07.88, предусматривается демпфировать колебания потока всасываемого воздуха в ДВС за счет включения во впускной трактThe German company Volkswagen in the application of Germany N 3742322, F02M 35/10, publ. 07.07.88, it is planned to damp the fluctuations in the flow of intake air in the ICE due to the inclusion in the intake

дополнительного успокоительного ресивера с эластичными стенками, в котором за счет упругих деформаций стенок ресивера, вследствие пульсирующего воздействия газового потока, будет происходить преобразование энергии пульсаций в тепловую энергию в упругом материале стенки с высоким внутренним трением материала (резины). К очевидным недостаткам такой системы следует отнестиотносительную дороговизну устройства,additional soothing receiver with elastic walls, in which due to the elastic deformation of the receiver walls, due to the pulsating effect of the gas flow, the pulsation energy will be converted into thermal energy in the elastic wall material with high internal friction of the material (rubber). The obvious disadvantages of such a system include the relative high cost of the device,

нестабильность эксллуатационных характеристик упругой стенки, малую долговечность, опасность попадания неочищенного воздуха в цилиндры ДВС при повреждении упругой стенки,существенное излучение звукаinstability of the operational characteristics of the elastic wall, low durability, the danger of untreated air entering the ICE cylinders when the elastic wall is damaged, significant sound emission

непосредственно пульсирующей упругой стенкой и т.п.directly pulsating elastic wall, etc.

Анализируя и обобщая результаты вышеприведенного патентного обзора следует сделать вывод, что вышеперечисленные устройства улучшения акустических характеристик и снижения газодинамических пульсаций во впускных системах ДВС и соответственно улучшения их мощностных, экономических и экологических показателей связаны с использованием дополнительных расширительных или резонансных камер, подключаемых как параллельно, так и последовательно к впускному тракту, использованием электронных систем формированияискуственных противофазных сигналов для компенсацииAnalyzing and summarizing the results of the above patent review, it should be concluded that the above devices to improve acoustic performance and reduce gas-dynamic pulsations in the intake systems of ICEs and, accordingly, improve their power, economic and environmental performance are associated with the use of additional expansion or resonance chambers connected both in parallel and sequentially to the intake tract using electronic systems for the formation of artificial antiphase signals to compensate

реальных сигналов пульсаций и шума, использованием дополнительных ресиверов, дополнительных управляемых воздуховодов и камер с изменяемым объемом, разветвленных газоводов с фазоуправляемыми диффузорными секциями.real signals of pulsations and noise, using additional receivers, additional controlled air ducts and chambers with variable volume, branched gas ducts with phase-controlled diffuser sections.

В качестве прототипа принят многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, описанный в заявке Японии (JP) В № 3-53451, класс F02B 27/00, публ. 15.08.91, БИ № 5-1337. Конструкция воздушного тракта рассматриваемого ДВС содержит, в частности, впускную трубу и ресивер с внутренним объёмом и газовыми каналами, примыкающими к одной из его продольных стенок.As a prototype adopted multi-cylinder internal combustion engine described in the application of Japan (JP) No. 3-53451, class F02B 27/00, publ. 08/15/91, BI No. 5-1337. The design of the air path of the internal combustion engine in question comprises, in particular, an inlet pipe and a receiver with an internal volume and gas channels adjacent to one of its longitudinal walls.

Недостатком такой конструкции является ограничение площади проходных сечений газовых каналов при их последовательном чередованием с зонами болтов крепления на длине фланца между ресивером и впускной трубой, что снижает наполнение и мощность двигателя на высоких скоростях движения транспортного средства.The disadvantage of this design is the limitation of the area of the gas duct cross sections during their sequential alternation with the zones of the mounting bolts along the length of the flange between the receiver and the inlet pipe, which reduces the filling and engine power at high vehicle speeds.

заключающееся в обеспечении возможности максимального увеличения сечения газовых каналов впускной трубы и ресивера.consisting in providing the possibility of maximizing the cross-section of the gas channels of the inlet pipe and receiver.

Сущность полезной модели заключается в том, что в известном многоцилиндровом две, содержащем, в частности, систему воздухоподвода, включающую впускную трубу и ресивер с внутренним объёмом и газовыми каналами, примыкающими к одной из продольных стенок ресивера, впускная труба и ресивер соединены между собой посредством двух фланцевых соединений, расположенных по разные стороны топливной рампы на противоположных сторонах ресивера, причём в одном из фланцев размещены газовые каналы, а другой фланец является опорным, при этом все каналы, или, по крайней мере попарно, прижаты друг к другу, а все точки крепления фланца с газовыми каналами расположены снаружи осей газовых каналов.The essence of the utility model is that in the well-known multi-cylinder two, containing, in particular, an air supply system including an inlet pipe and a receiver with an internal volume and gas channels adjacent to one of the longitudinal walls of the receiver, the inlet pipe and receiver are interconnected by two flange connections located on opposite sides of the fuel rail on opposite sides of the receiver, with gas channels in one of the flanges and the other flange supporting, with all channels and, at least in pairs, pressed against each other, and all attachment points of the flange with gas channels are located outside the axis of the gas channels.

Полезная модель поясняется на фиг 1.A utility model is illustrated in FIG. 1.

Многоцилиндровый две содержит, в частности, систему воздухоподвода 1, включающую впускную трубу 2 и ресивер 3 с внутренним объёмом 4 и газовыми каналами 5, примыкающими к одной из продольных стенок ресивера 3. Впускная труба 2 и ресивер 3 соединены между собой посредством двух фланцевых соединений 6 и 7, расположенных по разные стороны топливной рампы на противоположных сторонах ресивера 3, причём в одном из фланцев 6 размещены газовые каналы 5, а другой фланец 7 является опорным, при этом все каналы 5, или, по крайней мере попарно, прижаты друг к другу, а все точки 8 крепления фланца 6 с газовыми каналами 5 расположены снаружи осей газовых каналов 5.The multi-cylinder two contains, in particular, an air supply system 1, including an inlet pipe 2 and a receiver 3 with an internal volume 4 and gas channels 5 adjacent to one of the longitudinal walls of the receiver 3. The inlet pipe 2 and the receiver 3 are interconnected by two flange connections 6 and 7, located on opposite sides of the fuel rail on opposite sides of the receiver 3, moreover, in one of the flanges 6 there are gas channels 5, and the other flange 7 is supporting, while all channels 5, or at least in pairs, are pressed against each other gu, and all the points of attachment 8 of the flange 6 with gas channels 5 are located outside the axes of the gas channels 5.

Работа устройства характеризуется следующим образом. Забортный воздух проходя через систему очистки и воздуховоды поступает во внутренний объём ресивера 4 и далее распределяется по воздуховодам 1 в соответствии с порядком работы цилиндров ДВС. При этом увеличение мощности двигателя на средних и высоких скоростях вращения коленчатого вала достигается увеличением количества воздуха поступающего в цилиндры , а следовательно увеличением проходных сечений воздуховодов 1.The operation of the device is characterized as follows. Outboard air passing through the cleaning system and the air ducts enters the internal volume of the receiver 4 and then is distributed through the air ducts 1 in accordance with the order of operation of the internal combustion engine cylinders. In this case, an increase in engine power at medium and high speeds of rotation of the crankshaft is achieved by increasing the amount of air entering the cylinders, and consequently by increasing the flow areas of the ducts 1.

Такое техническое решение позволяет при заданных сечениях каналов уменьшить габариты ресивера , а при ограниченных габаритах ресивера добиться максимальных проходных сечений т.к. точки крепления между всеми или сдвоенными каналами отсутствуют и они расположены снаружи газовыхThis technical solution allows for given channel cross sections to reduce the dimensions of the receiver, and with limited dimensions of the receiver to achieve maximum flow areas since there are no attachment points between all or dual channels and they are located outside the gas

каналов, а каналы примыкая друг к другу имеют максимальное сечение. Для уплотнения противоположной стороны газового стыка и увеличения конструктивной жесткости системы ресивер -впускная труба служат точки крепления опорного фланца.channels, and channels adjacent to each other have a maximum cross section. To seal the opposite side of the gas joint and increase the structural rigidity of the receiver-intake pipe system, the mounting flange mounting points are used.

Предлагаемая полезная модель реализована в различных опытных образцах перспективных двигателей ВАЗ, при этом в одних случаях достигнуто улучшение мощностных и динамических показателей ДВС, а в других позволяет уменьшить габариты ресивера по длине двигателя для размещения в стеснённых условиях подкапотного пространства.The proposed utility model is implemented in various prototypes of promising VAZ engines, while in some cases an improvement in the power and dynamic performance of the internal combustion engine has been achieved, and in others it allows to reduce the dimensions of the receiver along the length of the engine to accommodate the engine compartment in cramped conditions.

Claims

A multi-cylinder internal combustion engine comprising, in particular, an air supply system including an inlet pipe and a receiver with an internal volume and gas channels adjacent to one of the longitudinal walls of the receiver, characterized in that the inlet pipe and the receiver are interconnected by two flange joints located on different sides of the fuel rail on opposite sides of the receiver, moreover, gas channels are located in one of the flanges, and the other flange is the reference one, with all channels or, by yney least pairwise are pressed against each other, and all the points of fastening flange with gas channels, gas channels are arranged outside the axes.