RU2105167C1

RU2105167C1 - Internal combustion engine exhaust device

Info

Publication number: RU2105167C1
Application number: RU96102524A
Authority: RU
Inventors: В.И. Кузнецов; А.Б. Яковлев; В.В. Макаров
Original assignee: Омский государственный технический университет
Priority date: 1996-02-13
Filing date: 1996-02-13
Publication date: 1998-02-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines; exhaust systems. SUBSTANCE: exhaust device has exhaust pipe and gas flow peripheral swirler consisting of swirl chamber and inlet. Swirler embraces central outlet of exhaust pipe. Swirler inlet is made in form of nozzle. Device has pipeline connecting side hole in exhaust pipe wall with swirler nozzle. Shape of inner surface of swirl chamber is Archimedean spiral whose minimum radius is equal to inner radius of exhaust pipe. Proposed device decreases amount of energy taken for providing the exhaust owing to reduction of full pressure on axis of stream by reducing energy losses in exhaust gas flow and increasing ejection effect. EFFECT: increased efficiency of operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения и может быть использовано в выхлопных системах двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to the field of engineering, in particular engine manufacturing and can be used in exhaust systems of internal combustion engines.

Известны выхлопные устройства двигателей, выхлопные каналы которых выполнены цилиндрическими или коническими с движением газа вдоль оси канала [1]. Known exhaust devices of engines, the exhaust channels of which are cylindrical or conical with the movement of gas along the axis of the channel [1].

Недостатком известного устройства является его низкая эффективность вследствие потерь энергии, затрачиваемой на организацию выхлопа. A disadvantage of the known device is its low efficiency due to the loss of energy spent on the organization of the exhaust.

Известно и выхлопное устройство для двигателя внутреннего сгорания, содержащее выхлопную трубу и воздухозаборник, выполненный в виде активного сопла эжектора, который, с целью повышения эффективности работы двигателя путем усиления эффекта эжекции выхлопных газов при движении транспортного средства, выполнен в виде тупиковых ловушек [2]. Also known is an exhaust device for an internal combustion engine containing an exhaust pipe and an air intake made in the form of an active nozzle of an ejector, which, in order to increase the efficiency of the engine by enhancing the effect of ejection of exhaust gases when the vehicle is moving, is made in the form of deadlock traps [2].

Недостатком известного устройства является то, что усиление эффекта эжекции происходит только лишь при движении транспортного средства, а не во время всей работы двигателя, что снижает эффективность работы устройства. A disadvantage of the known device is that the enhancement of the ejection effect occurs only when the vehicle is in motion, and not during the entire operation of the engine, which reduces the efficiency of the device.

Известно также выхлопное устройство для двигателя внутреннего сгорания, содержащее выхлопную трубу и завихритель периферийной части потока, включающий камеру завихрения и вход [3]. It is also known an exhaust device for an internal combustion engine containing an exhaust pipe and a swirler of the peripheral part of the stream, including a swirl chamber and an inlet [3].

Недостатком известного устройства является то, что в нем не исключены потери энергии скоростного потока выхлопных газов, что снижает эффект эжекции, а также эффективность работы устройства. A disadvantage of the known device is that it does not exclude the loss of energy of a high-speed exhaust gas flow, which reduces the effect of ejection, as well as the efficiency of the device.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы устройства, а именно: уменьшения количества энергии, затрачиваемой на организацию выхлопа за счет снижения полного давления на оси струи путем снижения потерь энергии скоростного потока выхлопных газов и усиления эффекта эжекции. The objective of the invention is to increase the efficiency of the device, namely: reducing the amount of energy spent on organizing the exhaust by reducing the total pressure on the axis of the jet by reducing the energy loss of the high-speed exhaust gas flow and enhancing the ejection effect.

Поставленная задача может быть решена за счет того, что в известном выхлопном устройстве, содержащем выхлопную трубу и завихритель периферийной части потока, включающий камеру завихрения и вход, завихритель периферийной части потока охватывает центральный выход выхлопной трубы, вход завихрителя выполнен в виде сопла, устройство снабжено трубопроводом, соединяющим боковое отверстие в стенке выхлопной трубы с соплом завихрителя, причем профиль внутренней поверхности камеры завихрения представляет собой спираль Архимеда, минимальный радиус которой равен внутреннему радиусу выхлопной трубы. The problem can be solved due to the fact that in a known exhaust device comprising an exhaust pipe and a swirl of the peripheral part of the stream, including a swirl chamber and an inlet, a swirl of the peripheral part of the stream covers the central outlet of the exhaust pipe, the swirl inlet is made in the form of a nozzle, the device is equipped with a pipeline connecting the side hole in the wall of the exhaust pipe with the swirl nozzle, and the profile of the inner surface of the swirl chamber is an Archimedes spiral, the minimum whose radius is equal to the inner radius of the exhaust pipe.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows the proposed device, a longitudinal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one.

Выхлопное устройство содержит выхлопную трубу 1, завихритель 2, трубопровод 3 подачи части потока на вход завихрителя. Вход завихрителя выполнен в виде сопла 4. Профиль внутренней поверхности камеры 5 завихрения соответствует спирали Архимеда с минимальным радиусом, равным внутреннему радиусу выхлопной трубы 1. The exhaust device comprises an exhaust pipe 1, a swirler 2, a pipe 3 for supplying a part of the flow to the input of the swirl. The swirl input is made in the form of a nozzle 4. The profile of the inner surface of the swirl chamber 5 corresponds to the Archimedes spiral with a minimum radius equal to the inner radius of the exhaust pipe 1.

Выхлопное устройство работает следующим образом. The exhaust device operates as follows.

Выхлопные газы, поступающие из цилиндров двигателя по газоподводящим каналам, попадают в выхлопную трубу 1, где разделяются на два потока. Основная часть выхлопных газов проходит через завихритель 2 на выход в атмосферу, а часть газов поступает через трубопровод 3 на вход завихрителя 2, где, проходя через сопло 4 и попадая в камеру 5 завихрителя, получает закрутку. Закрученный периферийный поток создает область пониженного давления на оси основной струи, т.е. полное давление перед завихрителем 2 падает. The exhaust gases coming from the engine cylinders through the gas supply channels enter the exhaust pipe 1, where they are divided into two streams. The main part of the exhaust gas passes through the swirl 2 to the atmosphere, and part of the gas flows through the pipe 3 to the inlet of the swirl 2, where, passing through the nozzle 4 and getting into the swirl chamber 5, it gets a swirl. The swirling peripheral flow creates a region of reduced pressure on the axis of the main jet, i.e. the total pressure in front of swirl 2 drops.

Создаваемое закрученным потоком разряжение по оси струи способствует интенсивному отсасыванию выхлопных газов из цилиндров двигателя. The vacuum created by the swirling flow along the axis of the jet contributes to the intensive suction of exhaust gases from the engine cylinders.

Использование данного изобретения позволяет снизить полное давление в выхлопном устройстве, что приведет, в свою очередь, к уменьшению количества энергии, затрачиваемой на организацию выхлопа и, соответственно, к повышению мощности двигателя и снижению удельного расхода топлива. The use of this invention allows to reduce the total pressure in the exhaust device, which, in turn, will lead to a decrease in the amount of energy spent on the organization of the exhaust and, accordingly, to increase engine power and reduce specific fuel consumption.

Claims

An exhaust device for an internal combustion engine comprising an exhaust pipe and a swirl of the peripheral part of the stream, comprising a swirl chamber and an inlet, characterized in that the swirl of the peripheral part of the stream covers the central outlet of the exhaust pipe, the swirl inlet is made in the form of a nozzle, the device is equipped with a pipe connecting the side hole in the wall of the exhaust pipe with the swirl nozzle, and the profile of the inner surface of the swirl chamber is an Archimedes spiral, the minimum radius of the cat swarm equal to the inner radius of the tailpipe.