Меню раздела

Впускные и выпускные трубопроводы


При разработке конструкции впускных и выпускных трубопроводов особое внимание уделяют их простоте, технологичности, материалоемкости при малом сопротивлении.
Впускные трубопроводы автотракторных двигателей отливают из серого чугуна или алюминиевого сплава. Фланцы трубопроводов крепят к двигателю на металлоасбестовой прокладке гайками на шпильках или болтами.
Схема впускного трубопровода автомобильного У-образного восьмицилиндрового карбюраторного двигателя показана на рис. 7. Два трубопровода четырехцилиндрового двигателя расположены на одном уровне и объединены общей продольной стенкой, соединяются друг с другом балансировочными отверстиями 10 и 11. Секции I и II карбюратора по вертикальным каналам одинаковой длины питают все цилиндры правого (1-4) и левого (5-$) рядов. Сечение каналов круглое диаметром 32 мм. Каждый канал имеет два плавных поворота для снижения аэродинамических потерь, что в сочетании с подогревом топливной пленки улучшает гомогенизацию смеси. Подогрев каналов осуществляется по всей длине участка 9 нагретой водой, поступающей из головок цилиндров. Коэффициент расхода воздуха трубопровода по результатам статической продувки составляет 0,78-0,84.
На впускной трубопровод карбюраторных двигателей иногда устанавливают воздушный клапан, который сообщает впускной трубопровод с атмосферой при более высоком, чем обычно, разрежении в нем. Такой клапан позволяет предотвратить переобогащение смеси во время работы двигателя на режиме принудительного холостого хода и снизить расход картерного масла.
Конструктивные формы впускных систем автотракторных дизелей без наддува обычно проще, чем карбюраторных двигателей, так как для дизелей требования в отношении равномерности распределения свежего заряда по цилиндрам менее жесткие. Часто впускной трубопровод представляет собой простую трубу с приваренными патрубками, подводящими воздух к отдельным цилиндрам. Входное отверстие впускного трубопровода защищают сеткой или на нем устанавливают воздухоочиститель с глушителем шума системы впуска.
Размеры сечений впускных трубопроводов автотракторных двигателей, как правило, выбирают на основании эмпирических соотношений. Окончательная их доводка по величине аэродинамических потерь, экономичности двигателя, работе двигателя при различных частотах вращения коленчатого вала, токсичности отработавших газов, пусковым и динамическим качествам двигателя, распределению свежего заряда по цилиндрам, анти-детонационным качествам и надежности в сочетании с фазами газораспределения может быть проведена только экспериментально.
В автомобильных карбюраторных четырехтактных двигателях диаметр впускного трубопровода (или диаметр круга, равного по площади сечению некруглого трубопровода) составляет (0,3-0,5)Д а в автотракторных дизелях без наддува (0,4-0,5)И (где 2) -диаметр цилиндра).
Увеличение расхода воздуха, поступающего в цилиндр, можно получить используя динамические явления во впускной системе. Каждый поршень в начале процесса впуска создает импульс волны разрежения, которая распространяется во впускной системе и отражается от открытого конца трубопровода волной давления. Подбирая размеры системы таким образом, чтобы волна давления подходила к впускным органам во второй половине процесса впуска, можно получить избыточное давление перед ними. Дополнительное усиление импульса получают в результате резонансных явлений, устанавливая на впуске специально подобранные ресиверы и трубы. Наиболее просто осуществляется доводка впускных систем с индивидуальными патрубками на каждый цилиндр. Однако при фиксированных длинах и объемах ресиверов и труб настройка системы является эффективной только для определенного узкого диапазона режимов работы двигателя, на других же режимах такая настройка системы может оказать отрицательное влияние. Динамическая система наддува более громоздка, чем обычная, а необходимость ее регулирования значительно усложняет систему.