RU2073101C1 - Internal combustion engine gas exchange system - Google Patents

Internal combustion engine gas exchange system Download PDF

Info

Publication number
RU2073101C1
RU2073101C1 SU925026560A SU5026560A RU2073101C1 RU 2073101 C1 RU2073101 C1 RU 2073101C1 SU 925026560 A SU925026560 A SU 925026560A SU 5026560 A SU5026560 A SU 5026560A RU 2073101 C1 RU2073101 C1 RU 2073101C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
pipe
working chamber
inlet
exhaust
Prior art date
Application number
SU925026560A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Атанов
Борис Петрович Рудой
Original Assignee
Сергей Николаевич Атанов
Борис Петрович Рудой
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 Николаевич Атанов, Борис Петрович Рудой filed Critical Сергей Николаевич Атанов
Priority to SU925026560A priority Critical patent/RU2073101C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2073101C1 publication Critical patent/RU2073101C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

FIELD: mechanical engineering; two-stroke and four-stroke piston internal combustion engines and pulse jet internal combustion engines. SUBSTANCE: system has at least one working chamber, separate exhaust pipeline of adjusted length connected to exhaust chamber through outlet port and consisting of through and blind end sections. It has mechanism to control outlet port made to provide possibility of closing the outlet port at beginning of compression. Hole or break is made in side surface of exhaust pipeline section opening into atmosphere or into filter or intake manifold. EFFECT: enlarged operating capabilities. 17 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двухтактных и четырехтактных поршневых двигателях внутреннего сгорания (ДВС), а также в пульсирующих воздушно-реактивных ДВС. The invention relates to mechanical engineering and can be used in two-stroke and four-stroke piston internal combustion engines (ICE), as well as in pulsating air-reactive ICEs.

Известна система газообмена ДВС [1] содержащая по меньшей мере одну рабочую камеру, индивидуальный выпускной трубопровод настроенной длины, подключенный к рабочей камере через выпускное окно и состоящий из проточного тупикового участков, механизм, управляющий выпускным окном, выполненный с возможностью закрытия выпускного окна и в начале сжатия. Данное устройство выбрано за прототип. Known gas exchange system of the internal combustion engine [1] containing at least one working chamber, an individual exhaust pipe of a configured length, connected to the working chamber through an outlet window and consisting of flowing dead ends, a mechanism that controls the outlet window, configured to close the outlet window and at the beginning compression. This device is selected for the prototype.

Недостатком известного устройства прототипа [1] являются: недостаточная эффективность ДВС вследствие использования для дозарядки рабочей камеры попавшего в выпускной трубопровод свежего заряда, который прошел через рабочую камеру, а значит, имеет повышенную температуру, насыщен отработавшими газами (ОГ) и имеется в малом количестве; значительные габариты выпускного трубопровода в следствие соосного расположения тупикового участка за проточным участком, и, следовательно, движения волны сжатия используемой для дозарядки по горячим газам; потери сжатого свежего заряда во впускной трубопровод в конце дозарядки рабочей камеры, когда давление в выпускном трубопроводе становится выше давления во впускном трубопроводе и имеется перекрытие фаз впускного и выпускного окон. A disadvantage of the known prototype device [1] are: insufficient internal combustion engine due to the use of fresh charge that has passed through the working chamber for recharging the working chamber, which has passed through the working chamber, which means it has a high temperature, is saturated with exhaust gases (OG) and is available in small quantities; Significant dimensions of the exhaust pipeline due to the coaxial location of the dead end section behind the flow section, and, consequently, the movement of the compression wave used for recharging with hot gases; loss of compressed fresh charge in the inlet pipe at the end of the recharging of the working chamber when the pressure in the outlet pipe becomes higher than the pressure in the inlet pipe and there is an overlap in the phases of the inlet and outlet windows.

Целью изобретения является повышение эффективности двигателя за счет снижения температуры наддувочного заряда. The aim of the invention is to increase engine efficiency by reducing the temperature of the charge charge.

Поставленная цель достигается тем, что в системе газообмена ДВС, содержащей по меньшей мере одну рабочую камеру, индивидуальный выпускной трубопровод настроенной длины, подключенный к последней через выпускное окно и состоящий из проточного и тупикового участков; механизм, управляющий выпускным окном, выполненный с возможностью закрытия выпускного окна в начале сжатия, в отличие от прототипа, в боковой поверхности участка выпускного трубопровода, прилегающего к рабочей камере, выполнено отверстие или разрыв, выходящее в окружающую среду, или фильтр, или впускной трубопровод. This goal is achieved by the fact that in the gas exchange system of the internal combustion engine, containing at least one working chamber, an individual outlet pipe of a configured length connected to the latter through an outlet window and consisting of flowing and dead ends; the mechanism that controls the exhaust window, made with the possibility of closing the exhaust window at the beginning of compression, in contrast to the prototype, in the lateral surface of the section of the exhaust pipe adjacent to the working chamber, a hole or a gap is released that enters the environment, or a filter, or an intake pipe.

При этом к отверстию или разрыву пристыкована трубка. In this case, the tube is docked to the hole or gap.

При этом вход в трубку расположен во впускном ресивере. In this case, the entrance to the tube is located in the inlet receiver.

При этом вход в трубку выполнен напротив входа во впускной трубопровод. In this case, the entrance to the tube is opposite the entrance to the intake pipe.

При этом тупиковый участок пристыкован к боковой поверхности проточного участка между выходным концом проточного участка и отверстием или разрывом. In this case, the dead end section is docked to the lateral surface of the flow section between the output end of the flow section and the hole or gap.

При этом тупиковый участок сообщен с проточным участком вблизи выпускного окна рабочей камеры; отверстие или разрыв выполнено в стенке тупикового участка. In this case, the dead end section is in communication with the flow section near the outlet window of the working chamber; a hole or gap is made in the wall of the blind section.

При этом в отверстии или разрыве, или трубке установлен обратный выпускной клапан. At the same time, a non-return valve is installed in the hole or gap or tube.

При этом, преимущественно в четырехтактном двигателе, механизм, управляющий выпускным окном, выполнен в виде вращающегося кулачка, действующего на клапан, с возможностью дополнительного открытия выпускного окна на такте впуска. In this case, mainly in a four-stroke engine, the mechanism controlling the exhaust window is made in the form of a rotating cam acting on the valve, with the possibility of additional opening of the exhaust window at the intake stroke.

При этом, преимущественно в четырехтактном двигателе, в проточном участке между его выходным концом и отверстием или разрывом установлен обратный клапан с минимальным сопротивлением в направлении выходного конца. In this case, mainly in a four-stroke engine, a check valve with a minimum resistance in the direction of the output end is installed in the flowing section between its output end and the hole or gap.

При этом, преимущественно в четырехтактном двигателе, в проточном участке между его выходным концом и местом присоединения тупикового участка установлен обратный клапан с минимальным сопротивлением в направлении выходного конца. In this case, mainly in a four-stroke engine, a check valve with a minimum resistance in the direction of the output end is installed in the flowing section between its output end and the connection point of the dead-end section.

При этом во впускном трубопроводе установлен обратный клапан с возможностью полного перекрытия впускного трубопровода в направлении к его выходному концу. At the same time, a non-return valve is installed in the inlet pipe with the possibility of completely blocking the inlet pipe towards its outlet end.

При этом полость между впускным окном и обратным клапаном сообщена с аккумулирующей камерой. In this case, the cavity between the inlet window and the check valve is in communication with the storage chamber.

При этом обратный клапан установлен с возможностью перекрытия тыльной стороной его подвижной пластины прохода в аккумулирующую камеру в положении полного открытия сечения впускного трубопровода. In this case, the check valve is installed with the possibility of blocking the back side of its movable plate passage into the accumulation chamber in the position of full opening of the inlet pipe section.

При этом, преимущественно в ДВС с парами рабочих камер, имеющих сдвиг фаз на 1/2 цикла и перекрытие фаз выпускных окно, на каждую пару выполнен общий тупиковый участок. In this case, mainly in the internal combustion engine with pairs of working chambers having a phase shift of 1/2 cycle and phase overlap of the outlet window, a common dead end section is made for each pair.

При этом тупиковые участки пары рабочих камер сообщены между собой на свободных концах, и тем самым образуют трубку наддува; отверстие или разрыв, или трубка выполнены в средней части трубки наддува. In this case, the dead ends of the pair of working chambers are interconnected at their free ends, and thereby form a boost pipe; hole or gap, or tube is made in the middle of the boost tube.

При этом на каждую пару выполнен общий проточный участок, подключенный к средней части трубки наддува; отверстия или разрывы, или трубки выполнены на боковых поверхностях, примыкающих к каждой рабочей камере участков трубки наддува. At the same time, a common flow section connected to the middle part of the boost tube was made for each pair; holes or gaps or tubes are made on the side surfaces adjacent to each working chamber of the sections of the boost pipe.

При этом, преимущественно в ДВС с парами рабочих камер, имеющих сдвиг фаз на 1/2 цикла и перекрытие фаз выпускных окон, входы в трубки пары выполнены друг против друга. In this case, mainly in ICE with pairs of working chambers having a phase shift of 1/2 cycle and the overlap of the phases of the outlet windows, the inputs to the tubes of the pair are made against each other.

Выполнение в боковой поверхности участка выпускного трубопровода, прилегающего к рабочей камере, отверстия или разрыва, выходящего в окружающую среду, или фильтр, или впускной трубопровод, позволяет при возникновении разрежения в участке выпускного трубопровода перед отверстием или разрывом, выходящим в окружающую среду, или фильтр, или впускной трубопровод, дополнительно впускать (эжектировать) свежий заряд в прилегающий к рабочей камере участок выпускного трубопровода из окружающей среды, или фильтра, или впускного трубопровода, что приводит к снижению температуры наддувочного заряда, повышение его плотности и чистоты от ОГ, увеличению его количества, снижению средней температуры газов в участке выпускного трубопровода, следовательно, увеличению заряда в рабочей камере и уменьшению габаритов выпускного трубопровода, а следовательно, и повышению эффективности двигателя. The execution in the lateral surface of the section of the exhaust pipe adjacent to the working chamber, an opening or a gap discharging into the environment, or a filter, or an inlet pipe, allows, if there is a vacuum in the section of the exhaust pipe in front of the opening or a gap discharging into the environment, or a filter, or inlet pipe, additionally let in (eject) a fresh charge into the section of the exhaust pipe adjacent to the working chamber from the environment, or from the filter, or the intake pipe, which leads to a decrease in the temperature of the charge charge, an increase in its density and purity from exhaust gas, an increase in its amount, a decrease in the average temperature of the gases in the exhaust pipe section, therefore, an increase in the charge in the working chamber and a decrease in the dimensions of the exhaust pipe, and therefore, an increase in engine efficiency.

Пристыковка трубки к отверстию или разрыву позволяет увеличить поступление свежего заряда в прилегающий к рабочей камере участок выпускного трубопровода, следовательно, повысить эффективность двигателя. Docking the tube to the hole or rupture allows you to increase the flow of fresh charge in the area of the exhaust pipe adjacent to the working chamber, therefore, to increase the efficiency of the engine.

Выполнение входа в трубку во впускном ресивере или в фильтре позволяет снизить шум двигателя. Entering the pipe in the intake receiver or in the filter reduces engine noise.

Выполнение входа в трубку напротив входа во впускной трубопровод позволяет использовать волны сжатия, подходящие по трубке для повышения давления во впускном ресивере и во впускном трубопроводе, что улучшает продувку и наполнение рабочей камеры, и, следовательно, повышает эффективность двигателя. Making the entrance to the tube opposite the entrance to the inlet pipe allows you to use compression waves suitable for the tube to increase the pressure in the inlet receiver and in the inlet pipe, which improves the purge and filling of the working chamber, and therefore increases the efficiency of the engine.

Пристыковка тупикового участка к боковой поверхности проточного участка между выходным концом проточного участка и отверстием, или разрывом позволяет уменьшить габариты (объем) выпускного трубопровода вследствие сокращения участков пути движения волны сжатия (в прямом и обратном направлении), проходящего по горячим ОГ, и расширить возможности компактной компоновки выпускного трубопровода, следовательно, повысить эффективность двигателя. Joining a dead end to the lateral surface of the flowing section between the outlet end of the flowing section and the hole, or a gap allows to reduce the dimensions (volume) of the exhaust pipe due to the reduction of the sections of the compression wave (forward and backward) along the hot exhaust gas and to expand the possibilities of a compact exhaust pipe layout, therefore, improve engine efficiency.

Сообщение тупикового участка с проточным участком вблизи выпускного окна рабочей камеры и наполнение отверстия или разрыва в стенке тупикового участка позволяют уменьшить габариты выпускного трубопровода, вследствие прохождения волны сжатия, используемой для наддува рабочей камеры, только по холодным газам и, следовательно, с меньшей скоростью, уменьшить подогрев и увеличить количество свежего заряда, поступающего в выпускной трубопровод, следовательно, повысить эффективность двигателя. The connection of the dead end section with the flow section near the outlet window of the working chamber and the filling of a hole or a gap in the wall of the dead end section reduce the dimensions of the exhaust pipe, due to the passage of the compression wave used to pressurize the working chamber, only for cold gases and, therefore, reduce the speed heating and increase the amount of fresh charge entering the exhaust pipe, therefore, increase engine efficiency.

Выполнение в отверстии или разрыве, или трубке обратного впускного клапана позволяет предотвратить выброс газов из выпускного трубопровода, минуя выпускной ресивер, увеличить амплитуду волн, снизить температуру и увеличить количество свежего заряда, поступающего в выпускной трубопровод, следовательно, повысить эффективность двигателя. Performing a non-return inlet valve in the hole or rupture or tube allows preventing the emission of gases from the exhaust pipe, bypassing the exhaust receiver, increasing the amplitude of the waves, lowering the temperature and increasing the amount of fresh charge entering the exhaust pipe, therefore, increasing the efficiency of the engine.

Выполнение, преимущественно в четырехтактном двигателе, механизма, управляющего выпускным окном, в виде вращающегося кулачка, действующего на клапан с возможностью дополнительного открытия выпускного окна на такте впуска позволяет увеличить время-сечение процесса впуска за счет дополнительного впуска свежего заряда из окружающей среды через элементы выпускного трубопровода и выпускное окно, используя разрежение, возникающее в рабочей камере на такте впуска, следовательно, повысить эффективность двигателя. The implementation, mainly in a four-stroke engine, of the mechanism controlling the outlet window, in the form of a rotating cam acting on the valve with the possibility of additional opening of the outlet window at the intake stroke, allows to increase the time-section of the intake process due to the additional fresh charge inlet from the environment through the elements of the exhaust pipe and the exhaust window, using the vacuum that occurs in the working chamber at the intake stroke, therefore, to increase the efficiency of the engine.

Выполнение преимущественно в четырехтактном двигателе, в проточном участке между его выходным концом и отверстием или разрывом (местом присоединения тупикового участка) обратного клапана с минимальным сопротивлением в направлении выходного конца позволяет уменьшать смешивание и поступление ОГ со свежим зарядом в период впуска, значит повысить наполнение рабочей камеры, уменьшить теплонапряженность, следовательно, повысить эффективность двигателя. Execution mainly in a four-stroke engine, in the flowing section between its output end and the opening or rupture (the connection point of the dead-end section) of the check valve with a minimum resistance in the direction of the output end, allows to reduce the mixing and supply of exhaust gas with a fresh charge during the intake period, which means to increase the filling of the working chamber , reduce heat stress, therefore, increase engine efficiency.

Выполнение во впускном трубопроводе обратного клапана с возможностью полного перекрытия впускного трубопровода в направлении к его входному концу позволяет уменьшить потери сжатого свежего заряда во впускной трубопровод в конце дозарядки рабочей камеры, когда давление свежего заряда в выпускном трубопроводе становится выше чем давление во впускном трубопроводе и имеется перекрытие фаз впускного и выпускного окон, а также аккумулировать этот свежий заряд для использования его в следующем цикле в качестве продувочного, следовательно, повысить эффективность двигателя. Performing a check valve in the intake manifold with the possibility of completely blocking the intake manifold towards its inlet end allows to reduce the loss of compressed fresh charge in the intake manifold at the end of recharging the working chamber when the fresh charge pressure in the exhaust manifold becomes higher than the pressure in the intake manifold and there is overlap phases of the inlet and outlet windows, as well as accumulate this fresh charge for use in the next cycle as a purge, therefore , increase engine efficiency.

Выполнение полости между впускным окном и обратным клапаном, сообщающейся с аккумулирующей камерой, позволяет увеличить количество сжатого свежего заряда, используемого для продувки, значит уменьшить потребность в отраженной волне разрежения для продувки и увеличить энергетическую долю отраженной волны сжатия, используемой для наддува, следовательно, повысить эффективность двигателя. The implementation of the cavity between the inlet window and the check valve in communication with the storage chamber, allows to increase the amount of compressed fresh charge used for purging, which means reducing the need for a reflected rarefaction wave for purging and increasing the energy fraction of the reflected compression wave used for boosting, therefore, increasing the efficiency engine.

Установка обратного клапана с возможностью перекрытия тыльной стороной его подвижной пластины прохода в аккумулирующую камеру в положении полного открытия сечения впускного трубопровода позволяет уменьшить демпфирование волн сжатия и разрежения аккумулирующей камерой, и в полной мере использовать аккумулирующую камеру в периоды наддува и продувки, следовательно, повысить эффективность двигателя. The installation of a non-return valve with the possibility of blocking the back side of its movable plate of the passage into the accumulation chamber in the fully open position of the inlet pipe section allows to reduce the damping of compression and rarefaction waves by the accumulation chamber, and to fully utilize the accumulation chamber during pressurization and purging, and therefore, increase engine efficiency .

Выполнение, преимущественно в ДВС с парами рабочих камер, имеющих сдвиг фаз на 1/2 цикла и перекрытие фаз выпускных окон, на каждую пару общего тупикового участка позволяет уменьшить габариты выпускного трубопровода и использовать энергию волны сжатия, формирующейся в проточном участке выпускного трубопровода, одной рабочей камеры для наддува другой рабочей камеры, следовательно, повысить эффективность двигателя. The implementation, mainly in ICE with pairs of working chambers having a phase shift of 1/2 cycle and overlapping the phases of the outlet windows, for each pair of a common dead end section allows to reduce the dimensions of the exhaust pipe and use the energy of the compression wave formed in the flow section of the exhaust pipe, one working chambers for boosting another working chamber, therefore, increase engine efficiency.

Выполнение тупиковых участков пары рабочих камер сообщенными между собой на свободных концах и тем самым образующих трубку наддува и отверстия, или разрыва, или трубки в средней части трубки наддува уменьшает габариты выпускного трубопровода и расширяет компоновочные возможности системы газообмена, следовательно, повышает эффективность двигателя. The execution of the dead ends of the pair of working chambers communicated among themselves at the free ends and thereby forming a boost pipe and a hole, or a gap, or a pipe in the middle of the boost pipe reduces the dimensions of the exhaust pipe and expands the layout of the gas exchange system, therefore, increases the efficiency of the engine.

Выполнение на каждую пару общего проточного участка, подключенного к средней части трубки наддува; отверстий или разрывов, или трубок на боковых поверхностях, примыкающих к каждой рабочей камере участков трубки наддува, позволяет уменьшить габариты выпускного трубопровода, следовательно, повысить эффективность двигателя. Performing for each pair a common flowing section connected to the middle part of the boost pipe; holes or ruptures, or tubes on the side surfaces adjacent to each working chamber of the sections of the boost pipe, allows you to reduce the dimensions of the exhaust pipe, therefore, to increase engine efficiency.

Выполнение входов в трубки пары рабочих камер друг против друга, преимущественно в ДВС с парами рабочих камер, имеющих сдвиг на 1/2 цикла и перекрытие фаз выпускных окон, позволяет увеличить подачу свежего заряда и выпускной трубопровод в период дозарядки, следовательно, повысить эффективность двигателя. The entries in the tubes of the pair of working chambers opposite each other, mainly in ICE with pairs of working chambers having a 1/2 cycle shift and overlapping phases of the outlet windows, allows to increase the supply of fresh charge and the exhaust pipe during recharging, therefore, to increase engine efficiency.

На фиг. 1 представлена схема системы газообмена ДВС и диаграмма движения волн; на фиг. 2 фазы газораспределения двухтактного ДВС; на фиг. 3 фазы четырехтактного ДВС, с двухкратным за цикл открытием выпускного окна; на фиг. 4 фазы четырехтактного ДВС, с однократным за цикл открытием выпускного окна; на фиг. 5 схема системы газообмена четырехтактного ДВС; на фиг. 6 схема впускного клапана; на фиг. 7 схема выполнения системы на паре рабочих камер, имеющих сдвиг фаз на 1/2 цикла и перекрытие фаз выпускных окон. In FIG. 1 shows a diagram of the internal combustion engine gas exchange system and a wave motion diagram; in FIG. 2 phases of gas distribution of a two-stroke ICE; in FIG. 3 phases of a four-stroke ICE, with a double opening of the exhaust window per cycle; in FIG. 4 phases of a four-stroke internal combustion engine, with a single opening of the exhaust window per cycle; in FIG. 5 diagram of the gas exchange system of a four-stroke ICE; in FIG. 6 diagram of the intake valve; in FIG. 7 is a diagram of a system implementation on a pair of working chambers having a phase shift of 1/2 cycle and phase closure of the outlet windows.

Система газообмена ДВС (фиг. 1) содержит по меньшей мере проточный участок 1 выпускного трубопровода, подключенный к рабочей камере 2 через выпускное окно (не показано); в боковой поверхности проточного участка 1 выполнено отверстие 4, выходящее в окружающую среду; тупиковый участок 5 выпускного трубопровода выполнен соосно и непосредственно за проточным участком 1 с зазором 6. В качестве рабочей камеры 2 может использоваться цилиндр двухтактного ДВС с симметричными фазами газораспределения (фиг. 2). The internal combustion engine gas exchange system (Fig. 1) comprises at least a flow section 1 of the exhaust pipe connected to the working chamber 2 through an exhaust window (not shown); in the lateral surface of the flowing section 1, a hole 4 is made that enters the environment; the dead end section 5 of the exhaust pipe is made coaxially and directly behind the flow section 1 with a gap 6. As a working chamber 2, a cylinder of a two-stroke internal combustion engine with symmetrical valve timing can be used (Fig. 2).

Описанная система работает следующим образом: при открытии выпускного окна ОГ выходят из рабочей камеры 2 в проточный участок 1 с образованием в нем волны сжатия "А" (фиг. 1); при прохождении волны сжатия "А" через зазор 6 происходит частичный выпуск ОГ из выпускного трубопровода с формированием отраженной волны разрежения "Б", движущейся к рабочей камере 2, и проход части волны сжатия "А" в тупиковый участок 5 волной сжатия "В", которая от расширяющегося участка отражается волной разрежения "Г", а от сужающегося - волной сжатия "Д", волны разрежения "Б" и "Г" движутся к рабочей камере 2; при понижении давления в проточном участке 1 перед выпускным окном, вследствие подхода волн разрежения "Б" и "Г" улучшается отсос ОГ, продувка рабочей камеры 2 свежим зарядом из впускного окна рабочей камеры, происходит заброс продувочного заряда, имеющего повышенную температуру и насыщенного ОГ, в проточный участок 1; при понижении давления в проточном участке 1 перед отверстием 4 ниже давления окружающей среды происходит подсос (эжектирование) свежего заряда (воздуха), имеющего пониженную температуру и повышенную плотность, из окружающей среды в проточный участок 1 и оттеснение продувочного заряда ближе к зазору 6; после закрытия впускного окна рабочей камеры0 через приоткрытое окно происходит дозарядка (наддув) рабочей камеры 2 свежим зарядом повышенной плотности, чистоты от ОГ и пониженной температуры из проточного участка 1 волной сжатия "Д". The described system works as follows: when the exhaust window is opened, the exhaust gases exit the working chamber 2 into the flow section 1 with the formation of a compression wave “A” in it (Fig. 1); when the compression wave "A" passes through the gap 6, the exhaust gas partially releases from the exhaust pipe with the formation of the reflected rarefaction wave "B" moving towards the working chamber 2, and part of the compression wave "A" passes into the dead end section 5 by the compression wave "B", which from the expanding section is reflected by the rarefaction wave "G", and from the narrowing - by the compression wave "D", the rarefaction waves "B" and "G" move to the working chamber 2; when the pressure decreases in the flow section 1 in front of the outlet window, due to the approach of rarefaction waves "B" and "G" the exhaust gas is improved, the working chamber 2 is purged with a fresh charge from the inlet window of the working chamber, a purge charge with an elevated temperature and saturated exhaust gas is cast, in flow section 1; when the pressure in the flow section 1 in front of the hole 4 decreases below the ambient pressure, the fresh charge (air), having a lower temperature and increased density, is sucked (ejected) from the environment into the flow section 1 and the purge charge is pushed closer to the gap 6; after closing the inlet window of the working chamber 0 through the ajar window, the working chamber 2 is recharged (pressurized) with a fresh charge of increased density, exhaust gas purity and low temperature from the flow section 1 of the D compression wave.

Система газообмена может быть также выполнена на четырехтактном ДВС и двухтактным за цикл открытием выпускного окна, обеспечиваемого самостоятельными выступами кулачка и имеющего фазы, приведенные на фиг. 3, или с однократным открытием, обеспечиваемым кулачком, имеющим один выступ, обеспечивающий открытие выпускного окна в конце рабочего хода и закрытие в начале сжатия в рабочей камере (фиг. 4). The gas exchange system can also be performed on a four-stroke ICE and push-pull for a cycle by opening the exhaust window provided by independent cam protrusions and having the phases shown in FIG. 3, or with a single opening provided by a cam having one protrusion, providing opening of the outlet window at the end of the stroke and closing at the beginning of compression in the working chamber (Fig. 4).

Система газообмена (фиг. 5), использующая в качестве рабочей камеры 2 цилиндр четырехтактного поршневого ДВС, содержит индивидуальный впускной трубопровод 13, с установленным в нем обратным клапаном 14, подключенный к рабочей камере 2 через впускное окно, снабженное впускным клапаном 15; проточный участок 1 подключен к рабочей камере 2 через выпускное окно с установленным в нем выпускным клапаном 16 приводимым кулачком 17, содержащим единственный выступ; проточный участок 1 на конце, выходящем в ресивер 3, выполнен расширяющимся; тупиковый участок 5 сообщен с проточным участком 1 вблизи рабочей камеры одним концом и с впускным трубопроводом 13 через трубку 18 с установленным в ней обратным впускным (из впускного трубопровода в тупиковый участок 5) клапаном 19 ближе к противоположному концу; в проточном участке 1 между местом присоединения тупикового участка 5 и концом проточного участка 1, выходящего в ресивер 3, ближе к месту соединения участков 1 и 5 установлен обратный клапан 20, имеющий минимальное сопротивление потоку в направлении от рабочей камеры 2 к ресиверу 3. The gas exchange system (Fig. 5), using as a working chamber 2 a cylinder of a four-stroke piston internal combustion engine, contains an individual inlet pipe 13, with a check valve 14 installed therein, connected to the working chamber 2 through an inlet window provided with an inlet valve 15; the flow section 1 is connected to the working chamber 2 through an outlet window with an exhaust valve 16 installed in it, a driven cam 17 containing a single protrusion; the flow section 1 at the end facing the receiver 3 is made expandable; the dead end section 5 is in communication with the flow section 1 near the working chamber at one end and with the inlet pipe 13 through the pipe 18 with a reverse inlet (from the inlet pipe to the dead end section 5) valve 19 installed closer to the opposite end; in the flow section 1 between the point of attachment of the dead end section 5 and the end of the flow section 1, which exits into the receiver 3, closer to the junction of sections 1 and 5, a check valve 20 is installed, which has a minimum flow resistance in the direction from the working chamber 2 to the receiver 3.

Описанная система работает следующим образом: при открытии выпускного окна выпускным клапаном 16, управляемым вращающимся кулачком 17 согласно фиг. 4, ОГ выходят из рабочей камеры 2 в проточный 1 и тупиковый 5 участки выпускного трубопровода с образованием в них волн сжатия; при повышении давления перед обратными клапанами 20 и 19, последний закрывает проход во впускной трубопровод 13, а клапан 20 открывает проход в направлении к выпускному ресиверу 3; при подходе поршня к верхней мертвой точке клапан 15 открывает впускное окно, у выпускного окна давление понижается вследствие прихода отраженной от ресивера 3 волны разрежения, при этом начинается продувка рабочей камеры 2 сжатым свежим зарядом, находящимся во впускном трубопроводе 13 ниже по потоку от обратного клапана 14, и продувка части тупикового участка 5 выпускного трубопровода, расположенной между обратным клапаном 19 и местом сообщения с проточным участком 1 выпускного трубопровода, ближе к последнему свежим зарядом из средней части тупикового участка 5; при движении поршня к нижней мертвой точке происходит впуск свежего заряда в рабочую камеру 2 из трубопроводов 13 и 8, при этом в последних формируются волны разрежения, в этот период обратный клапан 20 закрыт; перед закрытием впускного и выпускного окон рабочей камеры 2 происходит предварительный наддув рабочей камеры 2 из впускного трубопровода 13 отраженной волной сжатия, а затем наддув рабочей камеры из выпускного трубопровода отраженной волной сжатия, подходящей в этот момент по тупиковому участку 5; в этот период, при повышении давления во впускном трубопроводе 13 ниже по потоку от обратного клапана 14, последний закрывается, и начинается процесс аккумулирования свежего заряда во впускном трубопроводе между обратным клапаном 14 и впускным окном, за счет повышения давления в рабочей камере от наддува волной сжатия, подошедшей из тупикового участка 5; в этот же период происходит всасывание свежего заряда из впускного трубопровода 13 в тупиковый участок 5 выпускного трубопровода через трубку 12 и обратный клапан 19, сжатый свежий заряд, находящийся во впускном трубопроводе 13 между обратным клапаном 14 и закрытым впускным окном, используется в следующем цикле для улучшения продувки и наполнения рабочей камеры 2. Таким образом, увеличивается время-сечение в период наполнения рабочей камеры, и для наполнения и наддува используется свежий заряд повышенной плотности и чистоты от ОГ и пониженной температуры, что повышает эффективность двигателя. The described system operates as follows: when opening the outlet window, the outlet valve 16 controlled by the rotary cam 17 according to FIG. 4, the exhaust gases exit the working chamber 2 into the flow-through 1 and dead-end 5 sections of the exhaust pipe with the formation of compression waves in them; when the pressure increases in front of the check valves 20 and 19, the latter closes the passage to the inlet pipe 13, and the valve 20 opens the passage towards the exhaust receiver 3; when the piston approaches the top dead center, the valve 15 opens the inlet window, the pressure at the outlet window decreases due to the arrival of the rarefaction wave reflected from the receiver 3, and the purge of the working chamber 2 with a fresh compressed charge located in the inlet pipe 13 downstream of the check valve 14 , and purging part of the dead end section 5 of the exhaust pipe located between the non-return valve 19 and the place of communication with the flow section 1 of the exhaust pipe, closer to the last fresh charge from the middle part and dead end section 5; when the piston moves to the bottom dead center, a fresh charge is introduced into the working chamber 2 from pipelines 13 and 8, while rarefaction waves form in the latter, during which the check valve 20 is closed; before closing the inlet and outlet windows of the working chamber 2, a preliminary pressurization of the working chamber 2 from the inlet pipe 13 by the reflected compression wave occurs, and then the pressurization of the working chamber from the exhaust pipe by the reflected compression wave occurs, which is suitable at this moment along the dead end section 5; during this period, with increasing pressure in the inlet pipe 13 downstream of the check valve 14, the latter closes, and the process of accumulating fresh charge in the inlet pipe between the check valve 14 and the inlet window begins, by increasing the pressure in the working chamber from the pressurization of the compression wave coming from dead end 5; during the same period, fresh charge is sucked from the inlet pipe 13 to the dead end section 5 of the exhaust pipe through the pipe 12 and the check valve 19, the compressed fresh charge located in the inlet pipe 13 between the check valve 14 and the closed inlet window is used in the next cycle to improve purging and filling the working chamber 2. Thus, the time section increases during the filling of the working chamber, and a fresh charge of increased density and purity from the exhaust gas and reduced temperature, which increases the efficiency of the engine.

В случае выполнения впускного трубопровода 13 с установленным в нем обратным клапаном, состоящим из подвижной пластины 21 (фиг. 5) и ограничителя клапана 22, в отверстие которого входит канал 23, сообщающий впускной трубопровод 13 с аккумулирующей камерой 24, при снижении давления за клапаном (со стороны рабочей камеры) в период продувки в рабочую камеру 2 поступает сжатый свежий заряд из аккумулирующей камеры 24, затем подвижная пластина 21 открывает проходное сечение впускного трубопровода 13 и своей тыльной стороной перекрывает канал 23, сообщающий впускной трубопровод 13 с аккумулирующей камерой 24; при повышении давления за клапаном, вследствие подхода к рабочей камере 2 отраженных волн сжатия, подвижная пластина 21 перекрывает проходное сечение впускного трубопровода 13 и своей тыльной стороной открывает канал 16, пропуская сжатый свежий заряд в аккумулирующую камеру. In the case of the inlet pipe 13 with a non-return valve installed in it, consisting of a movable plate 21 (Fig. 5) and a valve stop 22, the opening of which includes a channel 23 that communicates the inlet pipe 13 with the accumulation chamber 24, while reducing the pressure behind the valve ( from the side of the working chamber) during the purge period, compressed fresh charge from the accumulating chamber 24 enters the working chamber 2, then the movable plate 21 opens the passage section of the inlet pipe 13 and closes the channel 23 with its back side, communicating second inlet conduit 13 with the storage chamber 24; when the pressure behind the valve increases, due to the approach to the working chamber 2 of the reflected compression waves, the movable plate 21 overlaps the passage section of the inlet pipe 13 and opens the channel 16 with its rear side, passing the compressed fresh charge into the storage chamber.

В двигателе, содержащем пару рабочих камер, имеющих сдвиг фаз и перекрытие фаз выпускным окон, (фиг. 6) соответствующие тупиковые участки сообщены между собой на свободных концах и тем самым образуют трубку наддува 25, сообщающую проточные участки 1а и 1б выпускных трубопроводов пары рабочих камер 2а и 2б; к средней части трубки наддува 25 пристыкована трубка 18 с установленным в ней общим обратным впускным клапаном 19. In an engine containing a pair of working chambers having a phase shift and phase overlap of the exhaust windows (Fig. 6), the corresponding dead ends are interconnected at their free ends and thereby form a boost pipe 25, which communicates the flow sections 1a and 1b of the exhaust pipes of the pair of working chambers 2a and 2b; to the middle part of the boost pipe 25, a pipe 18 is docked with a common inlet check valve 19 installed therein.

Система газообмена описанного исполнения работает следующим образом; при открытии выпускного окна рабочей камеры 2а отработавшие газы выходят в проточный участок 1а и трубку наддува 25 с образованием в последних волн сжатия; волна сжатия, проходящая по трубке наддува 25 к рабочей камере 2б, обеспечивает наддув последней свежим зарядом, находящимся в трубке наддува 25, в период перекрытия фаз выпускных окон, в период подхода отраженной волны разрежения по проточному участку 1а к трубке наддува 25, в последней понижается давление и происходит продувка трубки наддува 25 свежим зарядом, поступающим через трубку 18 и обратный впускной клапан 19; при открытии выпускного окна рабочей камеры 2б цикл работы повторяется симметрично относительно трубки 18. The gas exchange system of the described design works as follows; upon opening the exhaust window of the working chamber 2a, the exhaust gases exit into the flow section 1a and the boost pipe 25 with the formation of compression waves in the latter; the compression wave passing through the boost pipe 25 to the working chamber 2b provides the latter with a fresh charge located in the boost pipe 25, during the period of overlapping of the phases of the outlet windows, during the approach of the reflected rarefaction wave along the flow section 1a to the boost pipe 25, in the latter decreases pressure and the purge tube 25 is purged with a fresh charge coming through the tube 18 and the inlet check valve 19; when opening the outlet window of the working chamber 2b, the operation cycle is repeated symmetrically with respect to the tube 18.

Claims (17)

1. Система газообмена двигателя внутреннего сгорания, содержащая по меньшей мере одну рабочую камеру, индивидуальный выпускной трубопровод настроенной длины, подключенный к последней через выпускное окно и состоящий из проточного и тупикового участков, механизм, управляющий выпускным окном, выполненный с возможностью закрытия выпускного окна в начале сжатия, отличающаяся тем, что в боковой поверхности участка выпускного трубопровода, прилегающего к рабочей камере, выполнены отверстие, или разрыв, выходящее в окружающую среду, или фильтр, или впускной трубопровод. 1. The gas exchange system of the internal combustion engine, comprising at least one working chamber, an individual exhaust pipe of a configured length, connected to the latter through an exhaust window and consisting of flow and dead ends, a mechanism that controls the exhaust window, configured to close the exhaust window at the beginning compression, characterized in that in the lateral surface of the section of the exhaust pipe adjacent to the working chamber, a hole is made, or a gap that enters the environment, or p, or inlet pipe. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что к отверстию или разрыву пристыкована трубка. 2. The system according to claim 1, characterized in that the tube is connected to the hole or gap. 3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что вход в трубку расположен во впускном ресивере. 3. The system of claims. 1 and 2, characterized in that the entrance to the tube is located in the inlet receiver. 4. Система по пп.2 и 3, отличающаяся тем, что вход в трубку выполнен напротив входа во впускной трубопровод. 4. The system according to PP.2 and 3, characterized in that the entrance to the tube is opposite the entrance to the inlet pipe. 5. Система по пп. 1 4, отличающаяся тем, что тупиковый участок пристыкован к боковой поверхности проточного участка между выходным концом проточного участка и отверстием или разрывом. 5. The system of claims. 1 to 4, characterized in that the dead end section is docked to the side surface of the flow section between the output end of the flow section and the hole or gap. 6. Система по пп. 1 4, отличающаяся тем, что тупиковый участок сообщен с проточным участком вблизи выпускного окна рабочей камеры, отверстие или разрыв выполнены в стенке тупикового участка. 6. The system of claims. 1 to 4, characterized in that the dead end section is in communication with the flow section near the outlet window of the working chamber, an opening or a gap is made in the wall of the dead end section. 7. Система по пп. 1 6, отличающаяся тем, что в отверстии, или разрыве, или трубке установлен обратный впускной клапан. 7. The system of claims. 1 to 6, characterized in that in the hole, or gap, or tube installed check the inlet valve. 8. Система по пп. 1 7 преимущественно четырехтактного двигателя, отличающаяся тем, что механизм, управляющий выпускным окном, выполнен в виде вращающегося кулачка, действующего на клапан с возможностью дополнительного открытия выпускного окна на такте впуска. 8. The system of claims. 1 7 mainly four-stroke engine, characterized in that the mechanism that controls the exhaust window is made in the form of a rotating cam acting on the valve with the possibility of additional opening of the exhaust window at the intake stroke. 9. Система по пп. 1 4 преимущественно четырехтактного двигателя, отличающаяся тем, что в проточном участке между его выходным концом и отверстием или разрывом установлен обратный клапан с минимальным сопротивлением в направлении выходного конца. 9. The system of claims. 1 4 mainly four-stroke engine, characterized in that in the flowing section between its output end and the hole or gap installed check valve with minimal resistance in the direction of the output end. 10. Система по пп. 5 8, преимущественно четырехтактного двигателя, отличающаяся тем, что в проточном участке между его выходным концом и местом присоединения тупикового участка установлен обратный клапан с минимальным сопротивлением в направлении выходного конца. 10. The system of claims. 5 to 8, mainly a four-stroke engine, characterized in that a check valve with a minimum resistance in the direction of the output end is installed in the flowing section between its output end and the connection point of the dead-end section. 11. Система по пп. 1 10, отличающаяся тем, что во впускном трубопроводе установлен обратный клапан с возможностью полного перекрытия впускного трубопровода в направлении к его входному концу. 11. The system of claims. 1 to 10, characterized in that the check valve is installed in the inlet pipe with the possibility of completely blocking the inlet pipe in the direction of its inlet end. 12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что полость между впускным окном и обратным клапаном сообщена с аккумулирующей камерой. 12. The system according to p. 11, characterized in that the cavity between the inlet window and the check valve is in communication with the storage chamber. 13. Система по п. 12, отличающаяся тем, что обратный клапан установлен с возможностью перекрытия тыльной стороной его подвижной пластины прохода в аккумулирующую камеру в положении полного открытия сечения впускного трубопровода. 13. The system according to p. 12, characterized in that the check valve is installed so that the back side of its movable plate blocks the passage into the accumulation chamber in the fully open position of the inlet pipe section. 14. Система по пп. 5 13 преимущественно с парами рабочих камер, имеющих сдвиг фаз на 1/2 цикла и перекрытие фаз выпускных окон, отличающаяся тем, что на каждую пару выполнен общий тупиковый участок. 14. The system of claims. 5 13 mainly with pairs of working chambers having a phase shift of 1/2 cycle and phase overlap of the outlet windows, characterized in that a common dead end section is made for each pair. 15. Система по п. 14, отличающаяся тем, что тупиковые участки пары рабочих камер сообщены между собой на свободных концах и тем самым образуют трубку наддува, отверстие, или разрыв, или трубка выполнены в средней части трубки наддува. 15. The system according to claim 14, characterized in that the dead ends of the pair of working chambers are interconnected at their free ends and thereby form a boost pipe, a hole, or a gap, or a pipe made in the middle of the boost pipe. 16. Система по п. 15, отличающаяся тем, что на каждую пару выполнен общий проточный участок, подключенный к средней части трубки наддува, отверстия, или разрывы, или трубки выполнены на боковых поверхностях, примыкающих к каждой рабочей камере участков трубки наддува. 16. The system according to p. 15, characterized in that for each pair a common flow section is made connected to the middle part of the boost pipe, holes, or gaps, or pipes are made on the side surfaces adjacent to each working chamber of the sections of the boost pipe. 17. Система по пп. 2, 3 и 8 13 преимущественно с парами рабочих камер, имеющих сдвиг фаз на 1/2 цикла и перекрытие фаз выпускных окон, отличающаяся тем, что входы в трубки пары выполнены друг напротив друга. 17. The system of claims. 2, 3 and 8 13 mainly with pairs of working chambers having a phase shift of 1/2 cycle and phase overlap of the outlet windows, characterized in that the entries in the tube pair are made opposite each other.
SU925026560A 1992-02-10 1992-02-10 Internal combustion engine gas exchange system RU2073101C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU925026560A RU2073101C1 (en) 1992-02-10 1992-02-10 Internal combustion engine gas exchange system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU925026560A RU2073101C1 (en) 1992-02-10 1992-02-10 Internal combustion engine gas exchange system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2073101C1 true RU2073101C1 (en) 1997-02-10

Family

ID=21596512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU925026560A RU2073101C1 (en) 1992-02-10 1992-02-10 Internal combustion engine gas exchange system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2073101C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Рихтер Т. Картинг /Перев. с польского Д.И. Юренкова, под ред. А.С. Черкасского, А.Н. Сафонова. -М., Машиностроение, 1988, с. 275, рис. 9.43 в. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6347619B1 (en) Exhaust gas recirculation system for a turbocharged engine
CN101680348B (en) Engine, vehicle, boat, and engine secondary air supply method
RU2006145223A (en) DEVICE FOR INCREASING BRAKING POWER OF A MULTI-CYLINDER ENGINE OF A VEHICLE BURNING A VEHICLE DURING THE ENGINE'S BRAKING MODE
JPS62165564A (en) Device and method of introducing pressure gas to combustion chamber for internal combustion engine
US5044159A (en) Exhaust system for two-stroke cycle engines
US5782226A (en) Method of reducing the harmful emissions of a multicylinder internal combustion engine
SU889878A1 (en) I.c.engine
RU2073101C1 (en) Internal combustion engine gas exchange system
RU2387849C1 (en) Method of operation of two-stroke forced cylinder filling engine
US2320668A (en) Mechanical exhaust silencer
CA2271626A1 (en) Inlet system for a piston internal combustion engine
CN108266280A (en) A kind of EGR rate self-checking device of engine transient loading procedure
US4351290A (en) Internal combustion engine with improved efficiency and filling by recovery of part of the energy of the blasts which are produced during the opening of the exhaust ports
JPS63198727A (en) Method and device for controlling operating cycle of internal combustion engine
RU2499150C1 (en) Method of gas exchange in two-stroke ice
US1930786A (en) Crankless motor-compressor
RU2499149C1 (en) Method of gas exchange in two-stroke ice
KR20040062597A (en) Internal combustion engine with harmonic synchroniser system
SU1778331A1 (en) Internal combustion engine supercharger
RU2499151C1 (en) Method of gas exchange in two-stroke ice with opposing pistons (versions)
US4106289A (en) Exhaust system in a two-stroke-cycle multicylinder internal combustion engine
WO2014158047A1 (en) Method for organizing gas-exchange in two-stroke engine
US4674277A (en) Secondary air supply system for an engine exhaust gas purifying system
WO2014158046A1 (en) Method for organizing gas-exchange in two-stroke engine
JPH0578651B2 (en)