RU174143U1 - Air swirl device for internal combustion engine - Google Patents

Air swirl device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU174143U1
RU174143U1 RU2016148532U RU2016148532U RU174143U1 RU 174143 U1 RU174143 U1 RU 174143U1 RU 2016148532 U RU2016148532 U RU 2016148532U RU 2016148532 U RU2016148532 U RU 2016148532U RU 174143 U1 RU174143 U1 RU 174143U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
air
blades
primary blades
Prior art date
Application number
RU2016148532U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Кожин
Александр Владимирович Шемякин
Николай Владимирович Бышов
Евгений Васильевич Лунин
Александр Васильевич Кирилин
Original Assignee
Сергей Александрович Кожин
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 Сергей Александрович Кожин filed Critical Сергей Александрович Кожин
Priority to RU2016148532U priority Critical patent/RU174143U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU174143U1 publication Critical patent/RU174143U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/04Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder by means within the induction channel, e.g. deflectors
    • 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

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению, может быть использовано в системах впуска двигателей внутреннего сгорания.Технический результат полезной модели выражается в упрощении конструкции устройства и в снижении сопротивления на впуске, создающем благоприятные условия для прохода в двигатель внутреннего сгорания большего количества воздуха. Результат достигается тем, что устройство завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания, устанавливаемое в канале впуска воздуха двигателя внутреннего сгорания; содержит множество первичных лопастей, соединительные элементы, формирующие пары лопастей, верхнее основание и нижнее основание, выполненные каждое в форме кольца одинакового диаметра. При этом первичные лопасти установлены по касательной к внутреннему отверстию верхнего и нижнего оснований с открытыми промежутками на полную длину в продольной боковой части с возможностью образования цилиндрической формы по наружному периметру, Первичные лопасти жестко закреплены нижними торцевыми поверхностями на нижнем основании, а верхними торцевыми поверхностями - на верхнем основании. Причем соседние первичные лопасти попарно соединены между собой посредством горизонтальных соединительных элементов треугольной формы, размещенных по винтовой линии снизу вверх по внешнему периметру установленных первичных лопастей.The invention relates to the field of engineering, namely, engine building, can be used in the intake systems of internal combustion engines. The technical result of the utility model is expressed in simplifying the design of the device and in reducing the resistance at the inlet, creating favorable conditions for the passage of more air into the internal combustion engine. The result is achieved in that an air swirl device for an internal combustion engine installed in an air intake channel of an internal combustion engine; contains many primary blades, connecting elements forming pairs of blades, an upper base and a lower base, each made in the form of a ring of the same diameter. In this case, the primary blades are mounted tangentially to the inner hole of the upper and lower bases with open spaces to the full length in the longitudinal lateral part with the possibility of forming a cylindrical shape along the outer perimeter. The primary blades are rigidly fixed by the lower end surfaces on the lower base, and the upper end surfaces on upper base. Moreover, the adjacent primary blades are pairwise interconnected by means of horizontal connecting elements of a triangular shape, placed along a helical line from bottom to top along the outer perimeter of the installed primary blades.

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно, к двигателестроению, может быть использовано в системах впуска двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely, engine building, can be used in intake systems of internal combustion engines.

Из уровня техники известна впускная система с регулируемым вихреобразованием для автомобильного двигателя с распределенным впрыскиванием топлива (патент RU на изобретение №2180702, опубликовано: 20.03.2002 г., МПК: F02B 31/08, F02M 31/13). Впускная система включает основную (большую) и дополнительную (малую) дроссельные заслонки, воздушный ресивер с впускными патрубками для каждого цилиндра и вспомогательные каналы, подводящие вихреобразующие потоки воздуха под углом к оси впускных патрубков в зону впрыскивания топлива, а также механизм привода заслонок, регулирующий поступление воздуха в ресивер путем перемещения основной дроссельной заслонки, а во вспомогательные каналы - путем перемещения дополнительной дроссельной заслонки, содержащая также электроуправляемый регулятор холостого хода, расположенный в байпасном воздушном канале холостого хода, отличающаяся тем, что вспомогательные каналы выполнены в виде трубок, выходящих из единой распределительной воздушной магистрали, расположенной параллельно воздушному ресиверу, причем эти трубки подведены тангенциально к каждому впускному патрубку в плоскости, перпендикулярной его оси, а дополнительная дроссельная заслонка установлена на входе в распределительную магистраль, при этом внутренний диаметр каждой из подводящих тангенциальных трубок составляет 0,15-0,5 внутреннего диаметра впускного патрубка, а площадь поперечного сечения распределительной воздушной магистрали находится в пределах 1,5-4,0 суммарной площади поперечного сечения тангенциальных трубок, кроме этого, на входе в распределительную воздушную магистраль после дополнительной дроссельной заслонки установлен электронагреватель воздуха и байпасный воздушный канал холостого хода выполнен в обход дополнительной дроссельной заслонки.The prior art intake system with adjustable vortex formation for an automobile engine with distributed fuel injection (RU patent for invention No. 2180702, published: 03.20.2002, IPC: F02B 31/08, F02M 31/13). The intake system includes the main (large) and additional (small) throttles, an air receiver with inlet nozzles for each cylinder and auxiliary channels supplying vortex-forming air flows at an angle to the axis of the inlet nozzles into the fuel injection zone, as well as a mechanism for controlling the intake shutters air into the receiver by moving the main throttle, and into the auxiliary channels by moving the additional throttle, also containing electrically controlled a no-load cooler located in the bypass idle air channel, characterized in that the auxiliary channels are made in the form of tubes exiting from a single distribution air line parallel to the air receiver, and these tubes are led tangentially to each inlet pipe in a plane perpendicular to its axis and an additional throttle valve is installed at the entrance to the distribution line, with the inner diameter of each of the tangential feed tubes being it is 0.15-0.5 of the inner diameter of the inlet pipe, and the cross-sectional area of the distribution air line is within 1.5-4.0 of the total cross-sectional area of the tangential tubes, in addition, at the entrance to the distribution air line after the additional throttle valve an electric air heater is installed and the bypass air idle channel is bypassed by an additional throttle valve.

К недостаткам данного устройства можно отнести сложность конструкции и технологии изготовления, а также невысокий уровень закрутки воздушного потока, недостаточную интенсивность смесеобразования, что не позволяет обеспечить существенное повышение экономии топлива, повышение мощности и других показателей автомобильных бензиновых двигателей.The disadvantages of this device include the complexity of the design and manufacturing technology, as well as a low level of swirling air flow, insufficient intensity of mixture formation, which does not allow for a significant increase in fuel economy, increased power and other indicators of automobile gasoline engines.

Известна система впуска двигателя внутреннего сгорания (Авторское свидетельство №1199964, опубликовано: 23.12.1985 г., МПК: F02B 31/06, F02F 1/42), содержащая впускной патрубок, расположенный в головке цилиндра, впускной клапан, установленный во впускном патрубке, впускной коллектор, подсоединенный через выходной участок к впускному патрубку, и поворотную дроссельную заслонку, установленную на оси, параллельной оси впускного клапана, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования интенсивности закрутки потока воздуха, впускной коллектор снабжен поворотным участком с внешним и внутренним радиусами закругления, ось поворотного участка расположена в плоскости, перпендикулярной оси впускного клапана, а дроссельная заслонка установлена в выходном участке впускного коллектора, причем плоскость поворотной заслонки оси в ее положении полного прикрытия направлена по касательной к окружности внешнего радиуса закругления.Known intake system of an internal combustion engine (Author's certificate No. 1199964, published: 12/23/1985, IPC: F02B 31/06, F02F 1/42) containing an inlet pipe located in the cylinder head, an inlet valve installed in the inlet pipe, an intake manifold connected through the outlet portion to the inlet pipe and a rotary throttle valve mounted on an axis parallel to the axis of the intake valve, characterized in that, in order to expand the range of regulation of the air flow swirl intensity, the intake manifold The OR is equipped with a rotary section with external and internal radii of curvature, the axis of the rotary section is located in a plane perpendicular to the axis of the intake valve, and the throttle valve is installed in the output section of the intake manifold, and the plane of the axis rotary valve in its full cover position is tangent to the circumference of the outer radius rounding off.

Наиболее близким по конструкции к прелагаемому техническому решению является устройство завихрения текучей среды для двигателя внутреннего сгорания (Патент SU №2294441, опубликовано: 27.02.2007 г., МПК: F02B 31/00, F02M 29/04), которое выбрано в качестве прототипа. Устройство для завихрения воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания, содержит корпус для установки в канале впуска воздуха двигателя внутреннего сгорания, множество первичных лопастей, расположенных в пределах указанного корпуса и закрепленных за их окончания в стенках указанного корпуса, а также множество вторичных лопастей, расположенных, в пределах указанного корпуса и закрепленных за их окончания в стенках указанного корпуса. При этом указанное множество первичных лопастей включает в себя набор пар первичных лопастей и набор соединительных элементов полуцилиндрической формы, формирующих пары лопастей. К недостаткам данного устройства можно отнести сложность изготовления лопаток, имеющих сложную форму трехмерной модели, деформированную в трех плоскостях, и недостаточную эффективность работы при образовании завихрения при работе на определенной частоте вращения двигателя.The closest in design to the proposed technical solution is a fluid swirl device for an internal combustion engine (Patent SU No. 2294441, published: 02.27.2007, IPC: F02B 31/00, F02M 29/04), which is selected as a prototype. A device for swirling the air entering the internal combustion engine includes a housing for installation in the air intake channel of the internal combustion engine, a plurality of primary blades located within the specified housing and secured to their ends in the walls of the specified housing, as well as many secondary blades located within the specified body and fixed for their end in the walls of the specified body. Moreover, the specified set of primary blades includes a set of pairs of primary blades and a set of connecting elements of a semi-cylindrical shape, forming a pair of blades. The disadvantages of this device include the complexity of the manufacture of blades having a complex shape of a three-dimensional model, deformed in three planes, and lack of efficiency when creating a turbulence when working at a certain engine speed.

Техническая проблема, решаемая созданием заявленной полезной модели, заключается в обеспечении экономии топлива, повышении эксплуатационных качеств двигателя транспортного средства.The technical problem solved by the creation of the claimed utility model is to ensure fuel economy, improve the performance of the vehicle engine.

Технический результат полезной модели выражается в упрощении конструкции устройства завихрения воздуха в канале впуска воздуха двигателя внутреннего сгорания, улучшении смесеобразования для повышения основных показателей двигателя.The technical result of the utility model is expressed in simplifying the design of the air swirl device in the air intake channel of the internal combustion engine, improving mixture formation to increase the basic engine performance.

Технический результат достигается тем, что устройство завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания, устанавливаемое в канале впуска воздуха двигателя внутреннего сгорания; содержит множество лопастей, соединительные элементы, формирующие пары лопастей. При этом оно отличается от прототипа тем, что дополнительно включает верхнее основание и нижнее основание, выполненные в форме колец одинакового диаметра, при этом лопасти установлены по касательной к внутреннему отверстию верхнего и нижнего оснований с открытыми промежутками на полную длину в продольной боковой части с возможностью образования цилиндрической формы и жестко закреплены нижними торцевыми поверхностями на нижнем основании, а верхними торцевыми поверхностями - на верхнем основании, причем соседние лопасти попарно соединены между собой посредством горизонтальных соединительных элементов треугольной формы, размещенных по винтовой линии снизу вверх по внешнему периметру установленных лопастей.The technical result is achieved by the fact that the air swirl device for the internal combustion engine, installed in the air intake channel of the internal combustion engine; contains many blades, connecting elements forming pairs of blades. Moreover, it differs from the prototype in that it further includes an upper base and a lower base made in the form of rings of the same diameter, while the blades are mounted tangentially to the inner hole of the upper and lower bases with open spaces to the full length in the longitudinal side part with the possibility of formation cylindrical in shape and rigidly fixed by the lower end surfaces on the lower base, and the upper end surfaces on the upper base, with adjacent blades pairwise connected They are interconnected by means of horizontal connecting elements of a triangular shape, placed along a helical line from bottom to top along the outer perimeter of the mounted blades.

Сущность полезной модели поясняется рисунками Фиг. 1 - Фиг. 9, на которых изображено следующее:The essence of the utility model is illustrated by the drawings of FIG. 1 - FIG. 9, which depicts the following:

Фиг. 1 - общий вид устройства завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания;FIG. 1 is a general view of an air swirl device for an internal combustion engine;

Фиг. 2 - вид сверху устройства завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания;FIG. 2 is a plan view of an air swirl device for an internal combustion engine;

Фиг. 3 - верхнее основание устройства завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания;FIG. 3 - the upper base of the air swirl device for an internal combustion engine;

Фиг. 4 - вид сверху без верхнего основания устройства завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания;FIG. 4 is a plan view without an upper base of an air swirl device for an internal combustion engine;

Фиг. 5 - продольный разрез устройства завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания;FIG. 5 is a longitudinal section through an air swirl device for an internal combustion engine;

Фиг. 6 - вид с боку устройства завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания;FIG. 6 is a side view of an air swirl device for an internal combustion engine;

Фиг. 7 - способ установки устройства завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания в воздушный фильтр цилиндрического типа;FIG. 7 is a method of installing an air swirl device for an internal combustion engine in a cylindrical type air filter;

Фиг. 8 - вид устройства завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания, установленного в воздушном фильтре автомобиля;FIG. 8 is a view of an air swirl device for an internal combustion engine installed in an automobile air filter;

Фиг. 9 - таблица параметров устройства завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания.FIG. 9 is a table of parameters of an air swirl device for an internal combustion engine.

Устройство завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания включает следующие конструктивные элементы:An air swirl device for an internal combustion engine includes the following structural elements:

1 - лопасти,1 - blades

2 - верхнее основание,2 - upper base

3 - нижнее основание,3 - lower base

4 - внутренние отверстия верхнего и нижнего оснований,4 - inner holes of the upper and lower bases,

5 - нижние торцевые поверхности лопастей,5 - lower end surfaces of the blades,

6 - верхние торцевые поверхности лопастей,6 - upper end surfaces of the blades,

7 - соединительные элементы,7 - connecting elements,

8 - открытые промежутки между лопастями,8 - open spaces between the blades,

9 - воздушный фильтр.9 - air filter.

Устройство завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания (Фиг. 1 - Фиг. 6), устанавливаемое в канале впуска воздуха двигателя внутреннего сгорания, содержит множество лопастей 1, верхнее основание 2 и соразмерное ему нижнее основание 3, выполненные в форме колец. При этом лопасти 1 выполнены в виде пластин прямоугольной формы и установлены по касательной к внутренним отверстиям 4 верхнего 2 и нижнего 3 оснований. Лопасти 1 жестко закреплены нижними торцевыми поверхностями 5 на нижнем основании 3, а верхними торцевыми поверхностями 6 - на верхнем основании 2. Соседние лопасти 1 попарно соединены между собой посредством горизонтальных соединительных элементов 7 треугольной формы. Соединительные элементы 7 размещены по винтовой линии снизу вверх. Лопасти 1 установлены с открытыми промежутками 8 на полную длину в продольной боковой части и образуют цилиндрическую форму по внешнему и внутреннему периметрам с установленными лопастями 1.An air swirl device for an internal combustion engine (Fig. 1 - Fig. 6) installed in the air inlet channel of an internal combustion engine contains a plurality of blades 1, an upper base 2 and a lower base 3 commensurate with it, made in the form of rings. In this case, the blades 1 are made in the form of rectangular plates and are mounted tangentially to the inner holes 4 of the upper 2 and lower 3 bases. The blades 1 are rigidly fixed by the lower end surfaces 5 on the lower base 3, and the upper end surfaces 6 on the upper base 2. The adjacent blades 1 are pairwise interconnected by means of horizontal connecting elements 7 of a triangular shape. The connecting elements 7 are placed along a helical line from the bottom up. The blades 1 are installed with open spaces 8 to the full length in the longitudinal lateral part and form a cylindrical shape along the outer and inner perimeters with mounted blades 1.

Верхнее основание 2 и нижнее основание 3 выполнены из неметаллического материала (например, оргстекло). Между основаниями 2, 3 вертикально установлены и закреплены лопасти 1, выполненные в виде пластин прямоугольной формы. Лопасти 1 установлены по касательной, проходящей через внутренние отверстия 4 верхнего 2 и нижнего 3 оснований. Угол расположения лопастей 1 рассчитывается в зависимости от типа двигателя, в котором применяется данное устройство, и от высоты воздушного фильтра 9, в который устанавливается данное устройство. Помимо лопастей 1 по восходящей спирали от нижнего основания 3 к верхнему основанию 2, между парами соседних лопастей 1 устанавливают горизонтальные вспомогательные элементы 7 треугольной формы, образующие восходящий поток. Вспомогательные элементы 7 повышают жесткость конструкции, устраняют возникающие вибрации, и поднимают завихренный воздушный поток в направлении впускного патрубка двигателя. Количество полных оборотов спирали вспомогательных элементов 7, опоясывающих периметр устройства завихрения, зависит от типа двигателя и поставленной задачи работы данного устройства. Устройство завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания может иметь как левое вращение, так и правое, в зависимости от типа впускного коллектора двигателя, в котором оно устанавливается. Все элементы данного устройства, имеющие простую геометрическую форму, изготовлены из неметаллических токонепроводящих материалов (текстолит, оргстекло), что позволяет избежать поверхностной ионизации воздуха от металлических поверхностей и не растерять накопленный вследствие вращения в молекулах заряд раньше, чем образуется бензиновоздушная смесь, или ранее, чем смесь попадет в цилиндр (изготовленные из пластмассы впускные коллекторы доказали свое преимущество в сравнении с металлическими). Крепление лопастей 1 к верхнему 2 и нижнему 3 основаниям, а также крепление горизонтальных спиралеобразующих всмомогательных элементов 7 производится путем сварки, пайки, или клеевого соединения, на материалы устойчивые к воздействию масла, бензина, и повышенных вибрационных и температурных нагрузок.The upper base 2 and the lower base 3 are made of non-metallic material (for example, plexiglass). Between the bases 2, 3 vertically mounted and fixed blades 1, made in the form of plates of a rectangular shape. The blades 1 are installed along a tangent passing through the inner holes 4 of the upper 2 and lower 3 bases. The angle of the blades 1 is calculated depending on the type of engine in which this device is used, and on the height of the air filter 9 in which this device is installed. In addition to the blades 1 in an upward spiral from the lower base 3 to the upper base 2, horizontal pairs of triangular shapes 7 are installed between the pairs of adjacent blades 1, forming an upward flow. Auxiliary elements 7 increase the rigidity of the structure, eliminate the occurring vibrations, and raise the swirling air flow in the direction of the inlet pipe of the engine. The number of full turns of the helix of the auxiliary elements 7, encircling the perimeter of the swirl device, depends on the type of engine and the task of this device. An air swirl device for an internal combustion engine may have either left or right rotation, depending on the type of intake manifold of the engine in which it is installed. All elements of this device, which have a simple geometric shape, are made of non-metallic non-conductive materials (textolite, plexiglass), which avoids surface ionization of air from metal surfaces and does not lose the charge accumulated due to rotation in the molecules before the gas-air mixture is formed, or earlier than the mixture will fall into the cylinder (intake manifolds made of plastic have proven to be superior to metal ones). The fastening of the blades 1 to the upper 2 and lower 3 bases, as well as the fastening of horizontal helical forming auxiliary elements 7, is carried out by welding, soldering, or gluing, on materials resistant to oil, gasoline, and increased vibration and temperature loads.

Устройство завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания устанавливается внутри фильтра автомобиля (Фиг. 7 - Фиг. 8) и работает следующим образом. Воздух, всасываемый в двигатель внутреннего сгорания, проходит через первичные лопасти 1, расположенные под определенным углом относительно друг друга. Угол установки первичных лопастей 1 рассчитывается математически для обеспечения оптимального режима работы на определенных частотах двигателя. Например, для того, чтобы получить прирост тяги при частоте вращения 2000 оборотов в минуту, зная объем двигателя и скорость движения воздуха, рассчитывают ширину открытых промежутков в продольной боковой части между первичными лопастями 1. Соответственно, при частоте вращения 2000 оборотов в минуту двигатель будет получать идеально подготовленный воздух. На других частотах прирост тяги и мощности конечно будет, но значительно меньше. Если устройство рассчитано на работу при частоте вращения 2000 оборотов в минуту, то оно и будет работать идеально только при данной частоте. Принцип работы данного устройства основан на преобразовании Броуновского движения частиц воздуха в организованное и направленное движение, за счет естественного направления движения частиц в общий поток. При этом отклонения и хаотичное поведение частиц сводятся к минимуму. Частица перестает тратить свою энергию на перемещение поперечно потоку, и эта сила ускоряет продольное движение частиц, то есть, поперечные боковые хаотичные силы преобразуются в продольные, ускоряя тем самым поток воздуха. Организованное Броуновское движение высвобождает дополнительную энергию, которая направляется в нужное русло, а сдерживание этой энергии осуществляется теми же молекулами и частицами за счет их направленного движения.An air swirl device for an internal combustion engine is installed inside the automobile filter (Fig. 7 - Fig. 8) and works as follows. The air drawn into the internal combustion engine passes through the primary blades 1 located at a certain angle relative to each other. The installation angle of the primary blades 1 is calculated mathematically to ensure optimal operation at certain engine frequencies. For example, in order to obtain an increase in thrust at a speed of 2000 rpm, knowing the engine volume and air speed, calculate the width of the open spaces in the longitudinal side part between the primary blades 1. Accordingly, at a speed of 2000 rpm, the engine will receive perfectly prepared air. At other frequencies, the increase in traction and power will certainly be, but much less. If the device is designed to work at a speed of 2000 rpm, then it will work perfectly only at this frequency. The principle of operation of this device is based on the conversion of the Brownian motion of air particles into organized and directed movement, due to the natural direction of motion of particles in the general flow. In this case, deviations and chaotic behavior of particles are minimized. The particle ceases to spend its energy on moving transversely to the flow, and this force accelerates the longitudinal movement of the particles, that is, the transverse lateral chaotic forces are converted into longitudinal ones, thereby accelerating the air flow. Organized Brownian motion releases additional energy, which is directed in the right direction, and the containment of this energy is carried out by the same molecules and particles due to their directed movement.

Таким образом, за счет снижения сопротивления на впуске создаются благоприятные условия для прохода в двигатель внутреннего сгорания большего количества воздуха. Чем больше воздуха вводится в двигатель внутреннего сгорания, тем выше будет показатель его мощности. Снижение сопротивления на впуске обеспечивается искусственно созданным вихревым потоком воздуха, который, набрав скорость, «вкручивается» в отверстие забора воздуха (подобно смерчу).Thus, by reducing the resistance at the inlet, favorable conditions are created for the passage of more air into the internal combustion engine. The more air is introduced into the internal combustion engine, the higher its power will be. The decrease in resistance at the inlet is provided by an artificially created vortex air flow, which, having gained speed, is "screwed" into the air intake hole (like a tornado).

Устройство завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания имеет простую конструкцию и технологию изготовления, в отличие от прототипа, оно не только лучше смешивает бензиновоздушную смесь, но и организует ее, позволяя быстрее проходить через отверстие впускной системы. Повышая тем самым количество горючей смеси, поступившей в цилиндр, соответсвенно, повышая мощность и крутящий момент двигателя.The air swirl device for an internal combustion engine has a simple design and manufacturing technology, unlike the prototype, it not only mixes the gas-air mixture better, but also organizes it, allowing it to pass through the inlet of the intake system faster. Thus increasing the amount of combustible mixture entering the cylinder, respectively, increasing the power and torque of the engine.

Для подтверждения расчетных параметров были проведены экспериментальные работы. Сравнение параметров до проведения эксперимента и после проведения эксперимента отражено в таблице на Фиг. 9.To confirm the calculated parameters, experimental work was carried out. A comparison of the parameters before the experiment and after the experiment is shown in the table in FIG. 9.

Для проведения экспериментальных работ необходимо было выполнить ряд требований, в частности, автомобиль должен быть полностью исправным, желательно без проведения предварительных ремонтов, прошедший стадию обкатки согласно инструкции завода изготовителя, не имеющий отклонений в заявленных характеристиках, и не подверженный работе с перегрузом транспортного средства или движения в тяжелых условиях. Наличие на автомобиле электронного блока управления (ЭБУ) двигателем с достаточно широким и адаптивным к небольшим изменениям исходных параметров «коридором» работы ЭБУ. Предпочтительно система с распределенным впрыском топлива. Для снятия параметров во впускном коллекторе - необходимость наличия датчика абсолютного давления (ДАД) во впускной системе и возможность беспрепятственного считывания данных с датчика при помощи диагностического оборудования серийно выпускаемого и доступного обычным пользователям.To conduct experimental work, it was necessary to fulfill a number of requirements, in particular, the car must be fully operational, preferably without preliminary repairs, passed the break-in stage according to the manufacturer’s instructions, has no deviations in the declared characteristics, and is not subject to work with overloading the vehicle or driving in difficult conditions. The presence on the car of an electronic control unit (ECU) engine with a sufficiently wide and adaptive to small changes in the initial parameters of the "corridor" of the ECU. Preferably, a distributed fuel injection system. To take parameters in the intake manifold - the need for an absolute pressure sensor (DBP) in the intake system and the ability to freely read data from the sensor using diagnostic equipment commercially available and accessible to ordinary users.

К двигателю внутреннего сгорания предъявлялись требования по скоростям воздушных потоков на впуске, приближенные к характеристикам распространенных двигателей серии Д-240/245. Для эксперимента был выбран автомобиль ГАЗ-22177-245 «Соболь» 4×4, как наиболее удовлетворяющий вышеуказанным требованиям, оснащенный двигателем УМЗ-42164, соответствующим экологическому стандарту Евро-4.Requirements were made to the internal combustion engine for air flow rates at the inlet, close to the characteristics of the common engines of the D-240/245 series. For the experiment, the GAZ-22177-245 Sobol 4 × 4 car was chosen as the most satisfying of the above requirements, equipped with an UMZ-42164 engine that meets the Euro-4 environmental standard.

Также предъявлялись жесткие требования к оборудованию для считывания показателей работы двигателя, для чего после ряда поисков был выбран бортовой компьютер Мультитроникс модели ТС 750, который позволяет с высокой точностью отслеживать изменения расхода топлива или длительности впрыска. При изменении выводится предупреждение и числовое значение ухудшения/улучшения качества топлива (в процентах к эталону).There were also stringent requirements for equipment for reading engine performance indicators, for which, after a series of searches, the TC 750 Multitronics on-board computer was selected, which allows high-precision tracking of changes in fuel consumption or injection duration. When changing, a warning is displayed and the numerical value of the deterioration / improvement of fuel quality (as a percentage of the standard).

В процессе эксперимента отслеживались показатели первого датчика кислорода в выпускном коллекторе, и датчика абсолютного давления (ДАД) на впуске, а также время впрыска форсунок, мгновенный расход топлива на холостом ходу, мгновенный расход топлива на сто километров пробега, итоговый расход топлива за поездку, пробег за поездку, количество потраченного топлива за поездку.During the experiment, the indicators of the first oxygen sensor in the exhaust manifold, and the absolute pressure sensor (DBP) at the inlet, as well as the nozzle injection time, instantaneous fuel idle, instantaneous fuel consumption per hundred kilometers, total fuel consumption per trip, mileage were monitored per trip, the amount of fuel spent per trip.

Параллельно с установкой бортового компьютера были использованы альтернативные способы измерений, основанные на простоте, и как следствие, гарантированности проверки данных, а именно: с автомобиля было полностью слито топливо через сливную пробку на бензобаке (остатки топлива в топливопроводе незначительны), и изготовлена мерная линейка, для измерения уровня топлива через отверстие залива топлива (горловину бака), с целью определения объема израсходованного топлива за поездку и проверкой данного параметра после повторного опустошения бака в конце эксперимента. Таким образом, мы получаем три параметра расхода топлива. Таким образом обеспечивается возможность определения расхода топлива, измеряемого механически (мерной линейкой), расхода топлива по остатку в баке (при сливе объема топлива из бака в мерную емкость) и расхода топлива на дисплее бортового компьютера, который считывает параметр исходя из времени впрыска топлива, и подсчитывает потраченное топливо на фиксированный пробег. Сопоставление данных в конце эксперимента позволит с достаточной точностью или подтвердить или опровергнуть предполагаемые результаты эксперимента. Предварительно за 30 дней до проведения эксперимента за испытуемым автомобилем был обеспечен повышенный контроль и запись средних параметров. Затем был математически рассчитан и изготовлен опытный образец устройства с вращением потока воздуха против часовой стрелки в размер штатного воздушного фильтра 9 автомобиля. Функциональность фильтра при этом нарушена не была, и система фильтрации осталась работоспособна, то есть не была удалена. Устройство монтировалось в штатный фильтр 9 путем вставки его в цилиндрическую внутреннюю полость фильтрующего элемента, и соответственно закреплено в нем. Исключая возможность обхода потоком воздушных масс устройства завихрения воздуха. Перед первым запуском на 1 час была отключена аккумуляторная батарея, с целью лучшей адаптации блока ЭБУ к возможным изменениям в среде воздушного потока. Автомобиль эксплуатировался 30 дней в штатном режиме с опытным установленным устройством. По прошествии 30 дней, перед проведением контрольного расхода топлива были сняты параметры давления во впускном коллекторе, и показания первого датчика кислорода, установленного перед катализатором.Simultaneously with the installation of the on-board computer, alternative measurement methods based on simplicity and, as a result, guaranteed data verification were used, namely: the fuel was completely drained from the car through the drain plug on the gas tank (the remaining fuel in the fuel line is insignificant), and a measuring ruler was made, for measuring the fuel level through the hole in the fuel inlet (tank neck), in order to determine the amount of fuel consumed during the trip and checking this parameter after repeated emptying tank at the end of the experiment. Thus, we get three parameters of fuel consumption. In this way, it is possible to determine the fuel consumption measured mechanically (gauge), the fuel consumption by the remainder in the tank (when the fuel volume is drained from the tank into the measured capacity) and the fuel consumption on the display of the on-board computer, which reads the parameter based on the fuel injection time, and calculates the fuel spent for a fixed mileage. Comparison of data at the end of the experiment will allow with sufficient accuracy either to confirm or refute the expected results of the experiment. Previously, 30 days before the experiment, the test vehicle was provided with increased control and recording of average parameters. Then, a prototype device with rotation of the air flow counterclockwise to the size of a regular air filter 9 of a car was mathematically calculated and manufactured. The functionality of the filter was not violated, and the filtering system remained operational, that is, it was not removed. The device was mounted in a standard filter 9 by inserting it into the cylindrical inner cavity of the filter element, and accordingly fixed in it. Eliminating the possibility of bypassing the air mass flow device air swirl. Before the first start-up, the battery was disconnected for 1 hour, in order to better adapt the ECU to possible changes in the air flow environment. The car was operated for 30 days in normal mode with an experienced device installed. After 30 days, before conducting the control fuel consumption, the pressure parameters in the intake manifold and the readings of the first oxygen sensor installed in front of the catalyst were taken.

Также проводились практические испытания на определение экономии топлива. Для этого предварительно был оттарирован бак, с градацией в 500 миллилитров до 5 литров топлива и с градацией в 1000 миллилитров - после первых 5 литров топлива.Practical tests were also conducted to determine fuel economy. For this, a tank was pre-calibrated, with a graduation of 500 milliliters to 5 liters of fuel and with a graduation of 1000 milliliters - after the first 5 liters of fuel.

Схема тарировки бака состояла в предварительном опустошении бака, и последующем градиентном заполнении с измерением путем опускания металлического щупа с делениями под углом до дна бака. Технологическая неровность дна бака ограничивала ход мерного щупа при каждом измерении в одной и той же точке. Во избежание деформации щупа он опускался до конкретной величины, выставленной вровень с горловиной бака. Таким образом исключается возможность ошибочного' измерения уровня топлива.The tank calibration scheme consisted of preliminary emptying the tank, and subsequent gradient filling with measurement by lowering the metal probe with divisions at an angle to the bottom of the tank. The technological unevenness of the bottom of the tank limited the stroke of the measuring probe for each measurement at the same point. In order to avoid deformation of the probe, it dropped to a specific value set flush with the neck of the tank. This eliminates the possibility of erroneous measurement of the fuel level.

Первые 5 литров замерялись каждые 500 мл., с нанесением на мерный щуп насечек в соответствии с действительным уровнем топлива, заправка последующих 20 литров топлива измерялась каждые 1000 мл, в соответствии с уровнем на мерный щуп были нанесены соответствующие метки. Итого в бак через измерительные приборы было залито 25 литров топлива АИ-92. Также была измерена температура топлива, с целью пересчета расширения топлива после пробега, во избежание неточностей при измерениях топлива в единицах объема. Температура топлива на момент нахождения в баке составляла 20 градусов по Цельсию. И измерялась путем погружения термопары мультитметра в бак с топливом.The first 5 liters were measured every 500 ml., With notches being drawn on the metering probe in accordance with the actual fuel level, the fueling of the next 20 liters of fuel was measured every 1000 ml, corresponding marks were applied to the measuring probe. In total, 25 liters of AI-92 fuel were poured into the tank through measuring instruments. The temperature of the fuel was also measured in order to recalculate the expansion of the fuel after the run, in order to avoid inaccuracies when measuring fuel in volume units. The fuel temperature at the time of being in the tank was 20 degrees Celsius. And it was measured by immersing a multimeter thermocouple in a tank with fuel.

Контрольный заезд состоялся по федеральной трассе М5 «Урал». Суммарный пробег за испытания составил 135 километров. Средняя скорость составила 86 км/час. Движение автомобиля было затруднено периодическими обгонами попутного транспорта, сопровождающимися возрастанием скорости до 110 км/час, то есть режим движения был сильно далек от идеального и равномерного. При этом расход топлива по показаниям бортового компьютера составил 11,1 л/100 км. Что наглядно подтверждает успешную работу опытного устройства вихревого действия. В сравнении со стандартным расходом топлива в 13,75 л/100 км экономия топлива составила 15%. Причем как водителем, так и сопровождающими лицами отмечен более ровный звук работы двигателя на холостом ходу, возросшая динамика, отсутствие неравномерности и сбоев двигателя.The control race took place on the federal highway M5 "Ural". The total mileage for the tests was 135 kilometers. The average speed was 86 km / h. The movement of the car was hampered by periodic overtaking of passing vehicles, accompanied by an increase in speed to 110 km / h, that is, the mode of movement was very far from ideal and uniform. At the same time, fuel consumption, according to the on-board computer, was 11.1 l / 100 km. Which clearly confirms the successful operation of the experimental device vortex action. Compared to a standard fuel consumption of 13.75 l / 100 km, fuel economy was 15%. Moreover, both the driver and accompanying persons noted a more even sound of the engine idling, increased dynamics, the absence of unevenness and engine malfunctions.

Измерение мерным щупом объема топлива в баке показало примерно расход на 135 км пути израсходовано 15 литров топлива. По сливу остатка из бака данная величина подтвердилась. Температура топлива по завершению эксперимента составляла 38 градусов по Цельсию.Measurement with a dipstick of the fuel volume in the tank showed approximately fuel consumption for 135 km of track 15 liters of fuel were consumed. By draining the remainder of the tank, this value was confirmed. The fuel temperature at the end of the experiment was 38 degrees Celsius.

К положительным результатам испытаний устройства можно отнести параметр экономии топлива, который составляет 15%, повышение давления во впускном коллекторе составляет 18%, и повышение экологичности транспортного средства, судя по показаниям первого датчика кислорода и снижению его напряжения на 16,4%. Работу, проведенную по подготовке эксперимента и созданию опытного образца можно считать не напрасной. Ведь вышеуказанные параметры получены на серийном автомобиле без вмешательства в программу управления двигателем, в имеющихся «коридорах» управления параметрами двигателя. Официальное заключение регионального дилера завода ГАЗ о серийности и подлинности испытуемого автомобиля было получено после предъявления авто до и Уже по первичному эксперименту явно заметно что давление во впускном коллекторе возросло с 0,32 до 0,38 кПа, что в пересчете в проценты составляет повышение давления на впуске на 18,7%. Падение значения первого датчика кислорода - это следствие более полного сгорания топлива, и повышенной экологичности двигателя, так как чем ниже значение датчика кислорода, тем чище выхлопные газы на выходе из двигателя. Падение напряжения составило с 0,85 В до 0,71 В, что в пересчете в проценты составляет снижение на 16,4%.Positive results of the device’s tests include the fuel economy parameter, which is 15%, the pressure increase in the intake manifold is 18%, and the environmental friendliness of the vehicle, judging by the readings of the first oxygen sensor and its voltage reduction by 16.4%. The work carried out to prepare the experiment and create a prototype can be considered not in vain. After all, the above parameters were obtained on a production car without interference in the engine control program, in the existing “corridors” of engine parameter control. The official conclusion of the regional dealer of the GAZ plant on the seriality and authenticity of the tested car was obtained after presenting the car before and Already from the initial experiment it is clearly noticeable that the pressure in the intake manifold increased from 0.32 to 0.38 kPa, which in terms of percentage represents an increase in pressure by inlet by 18.7%. The fall in the value of the first oxygen sensor is a consequence of a more complete combustion of the fuel, and increased environmental friendliness of the engine, since the lower the value of the oxygen sensor, the cleaner the exhaust gases at the outlet of the engine. The voltage drop was from 0.85 V to 0.71 V, which in terms of percentages is a decrease of 16.4%.

Claims (1)

Устройство завихрения воздуха для двигателя внутреннего сгорания, устанавливаемое в канале впуска воздуха двигателя внутреннего сгорания; содержащее множество первичных лопастей, соединительные элементы, формирующие пары лопастей, отличающееся тем, что включает верхнее основание и нижнее основание, выполненные каждое в форме кольца одинакового диаметра, при этом первичные лопасти установлены по касательной к внутреннему отверстию верхнего и нижнего оснований с открытыми промежутками на полную длину в продольной боковой части с возможностью образования цилиндрической формы и жестко закреплены нижними торцевыми поверхностями на нижнем основании, а верхними торцевыми поверхностями - на верхнем основании, причем соседние первичные лопасти попарно соединены между собой посредством горизонтальных соединительных элементов треугольной формы, размещенных по винтовой линии снизу вверх по внешнему периметру установленных первичных лопастей.An air swirl device for an internal combustion engine installed in an air intake channel of an internal combustion engine; comprising a plurality of primary blades, connecting elements forming pairs of blades, characterized in that it includes an upper base and a lower base, each made in the form of a ring of the same diameter, with the primary blades mounted tangentially to the inner hole of the upper and lower bases with open spaces to the full length in the longitudinal side part with the possibility of the formation of a cylindrical shape and rigidly fixed by the lower end surfaces on the lower base, and the upper end p surface - on the upper base, wherein adjacent primary blades pairwise interconnected by horizontal connecting elements of triangular shape, placed in a helical line up along the outer perimeter of the primary blades installed.
RU2016148532U 2016-12-09 2016-12-09 Air swirl device for internal combustion engine RU174143U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016148532U RU174143U1 (en) 2016-12-09 2016-12-09 Air swirl device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016148532U RU174143U1 (en) 2016-12-09 2016-12-09 Air swirl device for internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU174143U1 true RU174143U1 (en) 2017-10-04

Family

ID=60041125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016148532U RU174143U1 (en) 2016-12-09 2016-12-09 Air swirl device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU174143U1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2245028A (en) * 1990-06-12 1991-12-18 Sei Young Kim I.C. engine charge swirling
RU2294441C2 (en) * 2002-06-05 2007-02-27 ЦИКЛОН ЮЭСЭЙ, Инк. Fluid medium swirling device for internal combustion engine (versions)
RU2299348C1 (en) * 2005-12-07 2007-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет Supply system of carburetor engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2245028A (en) * 1990-06-12 1991-12-18 Sei Young Kim I.C. engine charge swirling
RU2294441C2 (en) * 2002-06-05 2007-02-27 ЦИКЛОН ЮЭСЭЙ, Инк. Fluid medium swirling device for internal combustion engine (versions)
RU2299348C1 (en) * 2005-12-07 2007-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет Supply system of carburetor engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hoekstra et al. Experimental study of a clean burning vehicle fuel
CN202330026U (en) Steady flow test bed for measuring performance of engine intake systems
EP2578848A1 (en) Post installable type gas fuel supply kit which can be installed in internal combustion engines using liquid fuel
Tyagi et al. Improved intake manifold design for IC engine emission control
Liu et al. Research on the integrated intercooler intake system of turbocharged diesel engine
RU174143U1 (en) Air swirl device for internal combustion engine
CN102840995A (en) Performance test analysis system for EGR (Exhaust Gas Recirculation) cooler
CN102829837B (en) Method, device and system for measurement of oil injection volume
Chiong et al. Steady-state, transient and WLTC drive-cycle experimental performance comparison between single-scroll and twin-scroll turbocharger turbine
CN100398800C (en) Integrated fuel layering variable jetting device
Di Bartolomeo et al. Experimentally based methodology to evaluate fuel saving and CO 2 reduction of electrical engine cooling pump during real driving
Chaumerliac et al. Control-oriented spark engine model
CN204214491U (en) GPS positioned vehicle real-time fuel consumption system
CN104389675B (en) Composite circular rotational flow scavenging system for multi-fuel aerial heavy engine
CN203490077U (en) Apparatus for measuring motion of transverse axis tumbles in cylinder of automobile engine
Tuan et al. HC emission stable and power optimation of the motorcycle lpg engine by heat transfer to the injector
CN203490056U (en) Apparatus for measuring motion of swirls in cylinder of automobile engine
Sandeep et al. Assessment of atomized water injection in the intake manifold of a heavy duty diesel engine for NOx reduction potential
CN205638715U (en) Full all terrain vehicle electric fuel injection engine cylinder head
CN110219733A (en) A kind of natural gas/gasoline double fuel GDI engine and its control method
Emara et al. CFD Analysis and Experimental Investigation of a Heavy Duty DI Diesel Engine Exhaust System
Saraf et al. Comparative assessment on performance and emissions of LPG/Gasoline Bi-fuel Passenger car PFI Engines
Al Rahmat et al. Study Of The Effect Of Installation Of Turbo Cyclone and Air Nozzle On The Performance Of Honda Brio Cars
Mamat Performance and emission characteristics of an automotive diesel engine using biodiesel fuel with the influence of air intake variables
Henriques Experimental Analysis of the Discharge and Flow Coefficients of a Multivalve Internal Combustion Engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20181210