CS243520B1 - Supercharging engine - Google Patents

Supercharging engine Download PDF

Info

Publication number
CS243520B1
CS243520B1 CS831851A CS185183A CS243520B1 CS 243520 B1 CS243520 B1 CS 243520B1 CS 831851 A CS831851 A CS 831851A CS 185183 A CS185183 A CS 185183A CS 243520 B1 CS243520 B1 CS 243520B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
pressure
exhaust
tube
engine
air
Prior art date
Application number
CS831851A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS185183A1 (en
Inventor
Vaclav Rehak
Original Assignee
Vaclav Rehak
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vaclav Rehak filed Critical Vaclav Rehak
Priority to CS831851A priority Critical patent/CS243520B1/en
Publication of CS185183A1 publication Critical patent/CS185183A1/en
Publication of CS243520B1 publication Critical patent/CS243520B1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Abstract

Přeplňování spalovacího motoru pomocí tlakového výměníku využívající tlakových vln výfuku spalovacího motoru. Propojením výfukového potrubí s plnicím potrubím pomocí nepohyblivé tlakovýměnné trubice, . přichází touto trubicí od výfuku tlakový impuls, který následuje sloupec spalin, tlačící sloupec vzduchu přes samočinný výtlačný ventil, vyrovnávací nádobu tlaku do karburátoru a dále do plnicího potrubí motoru. Po úplné přeměně kinetické energie v tlakovou se uzavře samočinný výtlačný ventil. Stlačený plyn v této trubici mění svůj smysl pohybu a uniká prudce do trubky pro odvod spalin. V uzavřené tlakovýměnné trubici vzniká podtlak a při jeho určité hodnotě se otevírá samočinný sací ventil, kterým se přes čistič vzduchu nasává do této trubice nový vzduch, a tím se celý cyklus opakuje.Turbocharging of an internal combustion engine using a pressure exchanger using pressure waves from the exhaust of the internal combustion engine. By connecting the exhaust pipe to the intake pipe using a fixed pressure exchange tube, a pressure pulse comes from the exhaust through this tube, which follows the column of exhaust gases, pushing the column of air through the automatic discharge valve, the pressure equalization tank into the carburetor and further into the engine intake pipe. After the kinetic energy has been completely converted into pressure energy, the automatic discharge valve closes. The compressed gas in this tube changes its direction of movement and escapes sharply into the exhaust gas discharge pipe. A vacuum is created in the closed pressure exchange tube and at a certain value, an automatic suction valve opens, through which new air is sucked into this tube through the air cleaner, and the whole cycle is repeated.

Description

(54) Spalovací motor s přeplňováním(54) Turbocharging engine

Přeplňování spalovacího motoru pomocí tlakového výměníku využívající tlakových vln výfuku spalovacího motoru. Propojením výfukového potrubí s plnicím potrubím pomocí nepohyblivé tlakovýměnné trubice, . přichází touto trubicí od výfuku tlakový impuls, který následuje sloupec spalin, tlačící sloupec vzduchu přes samočinný výtlačný ventil, vyrovnávací nádobu tlaku do karburátoru a dále do plnicího potrubí motoru. Po úplné přeměně kinetické energie v tlakovou se uzavře samočinný výtlačný ventil. Stlačený plyn v této trubici mění svůj smysl pohybu a uniká prudce do trubky pro odvod spalin. V uzavřené tlakovýměnné trubici vzniká podtlak a při jeho určité hodnotě se otevírá samočinný sací ventil, kterým se přes čistič vzduchu nasává do této trubice nový vzduch, a tím se celý cyklus opakuje.Turbocharging of an internal combustion engine using a pressure exchanger using the pressure waves of the internal combustion engine exhaust. Connecting the exhaust pipe to the charge line using a stationary pressure transfer tube,. a pressure pulse comes from the exhaust pipe through this tube, followed by a flue gas column, a pressure air column through a self-discharge valve, a pressure equalization vessel to the carburetor and further to the engine charge line. After the kinetic energy is completely converted into pressure energy, the automatic discharge valve closes. The compressed gas in this tube changes its sense of movement and escapes sharply into the flue gas discharge pipe. A vacuum valve is created in a closed pressure-exchange tube and, at a certain value, an automatic suction valve opens, through which new air is sucked into the tube through the air cleaner, thus repeating the entire cycle.

Obr. 1Giant. 1

Vynález se týká spalovacího motoru přeplňovaného pomocí tlakového výměníku, využívajícího tlakových vln výfuku spalovacího motoru.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an internal combustion engine supercharged by means of a pressure exchanger utilizing the exhaust wave of an internal combustion engine.

Dosud se pro přeplňování spalovacích motorů s využitím energie výfukových plynů používalo turbodmychadel. Při tomto způsobu se projevují těžkosti spočívající v komplikovanosti systému a jeho regulaci. V systému dochází k dočasnému poklesu přebytku vzduchu a ke zvýšení teploty pracovního cyklu, čímž se zhoršují dynamické vlastnosti vozidla.Up to now, turbochargers have been used for supercharging internal combustion engines using exhaust energy. In this way, difficulties arise in the complexity of the system and its regulation. The system temporarily decreases the excess air and increases the temperature of the duty cycle, thereby deteriorating the dynamic characteristics of the vehicle.

Požadavku vhodné momentové charakteristiky a rychlé reakce motoru na změnu zatížení vyhovuje tlakový výměník, který energii výfukových plynů odevzdá přímo plnicímu vzduchu.A pressure exchanger that delivers the exhaust gas energy directly to the charge air satisfies the requirement of a suitable torque characteristic and a rapid load response of the engine.

V tomto případě výfukové potrubí motoru vylistuje do přímých kanálů v rotoru poháněném od klikového hřídele nejčastěji řemenem.In this case, the engine exhaust manifold deflects into straight ducts in the rotor driven from the crankshaft, most often by a belt.

Tlak plynů před rotorem je přibližně stálý. Expanze plynů do kanálů vyvolá tlakovou vlnu, Ifterá kanálem postupuje a stlačuje vzduch, který je před čelem vlny. Kanál se spojí s plnicím potrubím v okamžiku, kdy se čelo tlakové vlny blíží ke konci kanálu.The gas pressure upstream of the rotor is approximately constant. Expansion of the gases into the channels will cause a pressure wave, which will advance through the channel and compress the air in front of the wave front. The channel is connected to the feed line as the pressure wave front approaches the end of the channel.

V tomto okamžiku nastává výtlak do plnicího potrubí motoru. Kanál se spojí s vnější atmosférou po skončeném výtlaku výfuku. Odražená tlaková vlna postupuje kanálem zpět a nasává do něho vzduch a současně vytlačuje výfukové plyny do atmosféry.At this point, discharge takes place into the engine charge line. The duct connects to the outside atmosphere after the exhaust outlet is complete. The reflected pressure wave travels back through the channel and sucks air into it, simultaneously pushing the exhaust gases into the atmosphere.

Dospěje-li odražená tlaková vlna na konec kanálu, celý běh se opakuje. Rotor má větší množství kanálů, takže vzduch se stlačuje plynule. Rotor má větší množství kanálů, takže vzduch se stlačuje plynule.If the reflected pressure wave reaches the end of the channel, the whole run is repeated. The rotor has a plurality of channels so that the air is compressed continuously. The rotor has a plurality of channels so that the air is compressed continuously.

Rotor spotřebuje ke svému pohonu asi l % výkonu motoru. Nevýhodou tohoto způsobu přeplňování je vysoká technologická náročnost, a tím i pořizovací cena a potíže s hlukem /rotor se otáčí přes 10 000 ot/min/. Dále je nutný převod od klikového hřídele a zvětšený zastavovací prostor.The rotor consumes about 1% of the engine power to drive it. The disadvantage of this type of supercharging is the high technological demands, and thus the purchase price and noise problems (the rotor turns over 10,000 rpm). Furthermore, a crankshaft transmission and an increased stopping space are required.

Shora uvedehé nedostatky jsou odstraněny přeplňováním spalovacích motorů tlakovým výměníkem podle vynálezu, jehož podstatou je nepohyblivá tlakovýměnná trubice kruhového průřezu na jedné stranš přímo napojená na výfukové potrubí motoru s výfukovým ventilem a na téže straně opatřená opačně orientovanou trubkou pro odvod spalin do volného výfuku, zatímco druhá strana nepohyblivá tlakovýměnné trubice je přímo přes samočinný výtlačný ventil spojena s plnicím potrubím motoru a v téže části je opatřena samočinným sacím ventilem.The above drawbacks are overcome by supercharging the internal combustion engines with a pressure exchanger according to the invention, which is based on a fixed pressure-exchange tube of circular cross section directly connected to the exhaust manifold of the engine with an exhaust valve on the one side. the stationary pressure transfer tube is connected directly to the engine charge line through the automatic discharge valve and is fitted with an automatic suction valve in the same section.

Použitím nepohyblivé tlakovýměnné trubice se přeplňování spalovacích motorů podstatně zjednoduší jak z hlediska pracnosti, tak materiálu a sníží se také celkové výrobní nároky.By using a stationary pressure exchange tube, the turbocharging of internal combustion engines is considerably simplified in terms of both labor and material, and the overall manufacturing requirements are also reduced.

Při uvedeném zjednodušení se zachovají výhodné vlastnosti, jako okamžitý nárůst kroutícího momentu při otevření škrticí klapky, velký plnicí tlak při malých otáčkách a tedy příznivý průběh krouticího momentu v těchto režimech.This simplification retains advantageous properties such as an instantaneous increase in torque when the throttle is opened, a high boost pressure at low speeds and thus a favorable torque profile in these modes.

Toto uspořádání umožňuje přímou výměnu tlakové energie výfukových plynů plnicímu médiu . Bez pohyblivých částí. Jednoduchost této konstrukce dává předpoklad menších nároků na údržbu při vyšší spolehlivosti a životnosti. Tímto zařízením lze přeplňovat všechny druhý pístových motorů.This arrangement allows direct exchange of the exhaust gas pressure energy to the fill medium. Without moving parts. The simplicity of this design assumes less maintenance and higher reliability and durability. All second piston engines can be supercharged with this device.

Na připojených výkresech jsou znázorněny dva příklady přeplňování spalovacích motorů podle vynálezu, kde na obr. 1 je schéma přeplňování zážehových motorů a na obr. 2 je schéma přeplňování vznětovýdh motorů.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the accompanying drawings, two examples of supercharging of internal combustion engines according to the invention are shown, wherein FIG. 1 is a diagram of gasoline turbocharging and FIG.

U zážehového motoru podle obr. 1, přichází od výfukového ventilu £ tlakový impuls, který následuje sloupec spalin pohybujfťííjse velkou rychlostí do nepohyblivé tlakovýměnné trubice £·In the gasoline engine of FIG. 1, a pressure pulse comes from the exhaust valve 6, which follows a stack of flue gases moving at high speed into a stationary pressure exchange tube.

Sloupec spalin nejdříve před sebóu stlačí sloupec vzduchu a potom jej vytlačí samočinným výtlačným ventilem. 5, přes vyrovnávací nádobu 8 tlaku do karburátoru1 £ a dále do plnicího potrubí 3 motoru. ·The flue gas column first compresses the air column before self and then pushes it out with a self-discharge valve. 5, via a pressure equalization vessel 8 to the carburetor 16 and further into the engine charge line 3. ·

24352C24352C

Po úplné přeměně kinetické energie sloupce spalin v tlakovou, se sloupec v nepohyblivé tlakovýměnné trubici £ zastaví a končí vytlačování vzduchu. V tomto okamžiku se uzavírá samočinný výtlačný ventil 5_. Stlačený plyn v nepohyblivé tlakovýměnné trubici £ mění svůj smysl pohybu a uniká prudce do trubky pro odvod spalin do volného výfuku 2_.After the kinetic energy of the flue gas column has been completely converted into a pressure, the column in the stationary pressure exchanger tube 8 is stopped and the air displacement ends. At this point, the automatic discharge valve 5 closes. The compressed gas in the stationary pressure exchange tube 8 changes its sense of movement and escapes sharply into the exhaust gas pipe into the free exhaust 2.

Protože nepohyblivá tlakovýměnná trubice £ zůstává na straně plnicího potrubí £ motoru uzavřena, vzniká v této části podtlak a při jeho určité hodnotě se otevírá samočinný sací ventil kterým se přes čistič vzduchu 6_ nasává nový vzduch do nepohyblivé tlakovýménné trubice £ a celý cyklus se opakuje při dalším otevření výfukového ventilu £.Since the stationary pressure tube 6 remains closed on the engine charge pipe side, a vacuum is created in this part and at a certain value an auto-inlet valve opens to draw new air through the air purifier 6 into the stationary pressure tube 6 and repeats the cycle opening the exhaust valve 6.

Vzhledem k tomu, že tlakové impulsy z výfukového ventilu 2 u čtyřválce přicházejí po 180° natočení klikového hřídele /překrývají se/, musí být u čtyřválcového motoru nepohyblivé tlakovýménné trubice 2 dvě, aby se dosáhlo správného časování.Since the pressure pulses from the exhaust valve 2 at the four-cylinder engine come after 180 ° rotation of the crankshaft (overlapping), the four-cylinder engine must have two stationary pressure-exchange tubes 2 to achieve the correct timing.

Obě nepohyblivé tlakovýménné trubice 2 ústí do společné vyrovnávací nádoby 8_ a přes karburátor £ do plnicího potrubí 2 motoru.The two stationary pressure transfer tubes 2 open into the common equalization vessel 8 and via the carburetor 6 into the engine charge line 2.

Na obrázku 2_ je znázorněno schéma přeplňování vznětového motoru.Figure 2 shows a diesel engine turbocharging diagram.

Tlakový impuls z nepohyblivé tlakovýménné trubice 2 jde přímo do otevřeného sacího ventilu 10 motoru. Ve válci motoru dojde ke stlačení vzduchu, po uzavření sacího ventilu 10 motoru stlačený vzduch v plnicím potrubí 3_ a v nepohyblivé tlakové trubici £ změní smysl pohybu a spaliny z ní odtékají do trubky pro odvod spalin do volného výfuku £.A pressure pulse from the stationary pressure tube 2 goes directly to the open intake valve 10 of the engine. In the cylinder of the engine, air is compressed, after closing the engine intake valve 10, the compressed air in the feed line 3 and in the stationary pressure tube 8 changes the direction of movement and the flue gases flow therefrom into the exhaust flue tube into the free exhaust.

V nepohyblivé tlakovýménné trubici £ nastává podtlak a nasává se do ní nový sloupec vzduchu samočinným sacím ventilem £ nebo rotačním šoupátkem. Pro čtyřválcové motory je nutné použít dvou nepohyblivých tlakovýměnných trubic, které ústí do plnicího potrubí £ příslušné dvojice válců. Výfukový zdvih motoru navazuje časově na příslušný sací zdvih jedné nebo druhé větve motoru.A vacuum occurs in the stationary pressure exchange tube 6 and a new air column is sucked into it by means of an inlet valve 6 or a rotary slide. For four-cylinder engines, it is necessary to use two stationary pressure-exchange tubes which open into the feed line 6 of the respective pair of cylinders. The exhaust stroke of the engine is connected in time to the respective intake stroke of one or the other branch of the engine.

Navrhované zařízení lze také obdobně uspořádat pro motory s každým jiným počtem válců.The proposed device can also be similarly arranged for engines with every other number of cylinders.

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Spalovací motor s přeplňováním pomocí tlakového výměníku, využívající tlakové energie výfukových plynů, vyznačený tím, že nepohyblivá tlakovýměnná trubice /1/ kruhového průřezu je na jedné straně přímo napojená na. výfukové potrubí motoru s výfukovým ventilem /7/ a na téže straně opatřená opačně orientovanou trubkou pro odvod spalin do volného výfuku /2/, zatímco druhá strana nepohyblivé tlakovýměnné trubice /1/ je přímo přes samočinný výtlačný ventil /5/ spojena s plnicím potrubím motoru /3/ a v téže části opatřena samočinným sacím ventilem /4/.Internal combustion engine with pressure exchanger utilizing exhaust gas pressure energy, characterized in that the stationary pressure tube (1) of circular cross section is directly connected on one side to. the engine exhaust pipe with an exhaust valve (7) and on the same side provided with an oppositely oriented exhaust pipe (2), while the other side of the stationary pressure exchange pipe (1) is connected directly to the engine charge line via the self-discharge valve (5) (3) and provided with an automatic suction valve (4) in the same part.
CS831851A 1983-03-17 1983-03-17 Supercharging engine CS243520B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS831851A CS243520B1 (en) 1983-03-17 1983-03-17 Supercharging engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS831851A CS243520B1 (en) 1983-03-17 1983-03-17 Supercharging engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS185183A1 CS185183A1 (en) 1985-09-17
CS243520B1 true CS243520B1 (en) 1986-06-12

Family

ID=5353908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS831851A CS243520B1 (en) 1983-03-17 1983-03-17 Supercharging engine

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS243520B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS185183A1 (en) 1985-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100516479C (en) Supercharging system for turbocharged four-stroke internal combustion engines
US5884482A (en) Combustion engine of turbocompound type with exhaust gas brake
US5425239A (en) Supercharged internal combustion engine with EGR
US4566422A (en) Fuel intake system for a supercharged engine
JPS60259722A (en) Multi-cylinder internal combustion engine equipped with two exhaust turbo overchargers
US4428192A (en) Turbocharged internal combustion engine
GB2182391A (en) Supercharging system for automotive engines
KR960706016A (en) METHOD FOR IMPROVING THE OPERATION OF AN AIR-SCAVENGED SUPERCHARGED HEAT ENGINE, AND HEAT ENGINE THEREFOR
US6584963B2 (en) Throttle loss recovery turbine and supercharger
CN102155289A (en) Multistage supercharging device of internal combustion engine
US4909036A (en) Exhaust system for internal combustion engine with compression wave supercharger
GB2079380A (en) Exhaust bypass for dual-entry exhaust turbine supercharger
US5884478A (en) System for cross turbocharging
CN202001101U (en) Multistage combustion engine supercharging device
CS243520B1 (en) Supercharging engine
US4489557A (en) Turbocharger for internal combustion engines
SE456176B (en) DEVICE FOR TURBO CHARGING OF A COMBUSTION ENGINE
US3153318A (en) Exhaust systems for gas producing units
US3974804A (en) Explosion engine with several combustion chambers
EP0278033B1 (en) High performance exhaust system for internal combustion engine
EP0278032B1 (en) High performance exhaust system for internal combustion engine
RU197343U1 (en) Supercharger for internal combustion engine
US4489559A (en) Turbocharger for internal combustion engines
JPS6128023Y2 (en)
JPH041422A (en) Composite supercharging system in marine engine