RU2241128C2 - Device for acoustic supercharging of internal combustion engine - Google Patents

Device for acoustic supercharging of internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2241128C2
RU2241128C2 RU2002107740/06A RU2002107740A RU2241128C2 RU 2241128 C2 RU2241128 C2 RU 2241128C2 RU 2002107740/06 A RU2002107740/06 A RU 2002107740/06A RU 2002107740 A RU2002107740 A RU 2002107740A RU 2241128 C2 RU2241128 C2 RU 2241128C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
intake
sound
internal combustion
valve
combustion engine
Prior art date
Application number
RU2002107740/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002107740A (en
Inventor
А.В. Васильев (RU)
А.В. Васильев
Original Assignee
Тольяттинский государственный университет
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 Тольяттинский государственный университет filed Critical Тольяттинский государственный университет
Priority to RU2002107740/06A priority Critical patent/RU2241128C2/en
Publication of RU2002107740A publication Critical patent/RU2002107740A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2241128C2 publication Critical patent/RU2241128C2/en

Links

Images

Classifications

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

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines.
SUBSTANCE: device for acoustic (wave) supercharging of internal combustion engine contains intake pipeline, branch pipes laid to cylinders and sound radiator. At least one sound radiator is built into intake pipeline, being connected with electronic control unit and it radiates sound into intake pipeline space when charge of gas-air mixture gets into engine cylinder at intake or at rarefaction near exhaust valve at end of discharge when valves close. Additional valve is installed in cylinder head channel before intake valve whose position is fixed by sensor connected with electronic control unit. Said additional valve cracks at beginning of intake cycle and then opens fully. Number and arrangement of sound source(s) are determined experimentally depending of particular intake system. Sound source can be made in form of loudspeaker.
EFFECT: improved efficiency of supercharging of internal combustion engine.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, преимущественно к устройству впускных систем двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, mainly to the device of the intake systems of internal combustion engines.

Известно устройство для акустического (волнового) наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее впускной трубопровод и подводящие к цилиндрам патрубки, излучатель звука (см. GB 2203488, опубл. 19.10.1988). Данное устройство выбрано в качестве ближайшего аналога.A device is known for acoustic (wave) pressurization of an internal combustion engine, comprising an inlet pipe and nozzles leading to the cylinders, a sound emitter (see GB 2203488, publ. 19.10.1988). This device is selected as the closest equivalent.

Ближайший аналог не обеспечивает достаточной эффективности наддува.The closest analogue does not provide sufficient boost efficiency.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности наддува двигателя внутреннего сгорания.The technical task of the invention is to increase the efficiency of pressurization of an internal combustion engine.

Техническая задача решается устройством для акустического (волнового) наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащим впускной трубопровод и подводящие к цилиндрам патрубки, излучатель звука. Согласно изобретению, по меньшей мере, один излучатель звука вмонтирован во впускной трубопровод, связан с электронным блоком управления и излучает звук в пространство впускного трубопровода при поступлении заряда газовоздушной смеси в цилиндр двигателя при впуске либо при разрежении вблизи выпускного клапана в конце процесса выпуска в момент перекрытия клапанов, в канале головки цилиндра перед впускным клапаном установлен дополнительный клапан, положение которого фиксируется датчиком, связанным с электронным блоком управления, при этом в начале такта впуска дополнительный клапан только приоткрывается, а затем открывается полностью.The technical problem is solved by a device for acoustic (wave) pressurization of an internal combustion engine, containing an inlet pipe and pipes leading to the cylinders, a sound emitter. According to the invention, at least one sound emitter is mounted in the inlet pipe, connected to the electronic control unit and emits sound into the space of the inlet pipe when a gas-air mixture enters the engine cylinder at the inlet or at a vacuum near the exhaust valve at the end of the exhaust process at the time of shutdown valves, in the channel of the cylinder head in front of the inlet valve an additional valve is installed, the position of which is fixed by a sensor connected to the electronic control unit, at the beginning of the intake stroke, the additional valve only opens slightly and then opens completely.

Количество и расположение источника (источников) звука определяется для данной конкретной системы впуска экспериментально. Источник звука может быть выполнен в виде громкоговорителя.The quantity and location of the sound source (s) is determined experimentally for this particular intake system. The sound source may be made in the form of a speaker.

Чертежи, поясняющие изобретение:Drawings illustrating the invention:

фиг.1 - общая схема системы впуска двигателя внутреннего сгорания, содержащей устройство акустического наддува;figure 1 - General diagram of the intake system of an internal combustion engine containing an acoustic pressurization device;

фиг.2 - возможное расположение устройства акустического наддува во впускном трубопроводе;figure 2 - the possible location of the device of acoustic boost in the intake manifold;

фиг.3 - график, иллюстрирующий эффект усиления давления газовоздушной смеси при наполнении в результате интерференции волн давления воздушного потока и звукового давления, создаваемого устройством акустического наддува.figure 3 is a graph illustrating the effect of increasing the pressure of the gas-air mixture when filled as a result of interference of pressure waves of the air flow and sound pressure generated by the device of acoustic pressurization.

Устройство акустического наддува двигателя внутреннего сгорания содержит впускной трубопровод 1, патрубки 2-5, подводящие к клапанам 6 цилиндров 7. Во впускной трубопровод 1 вмонтирован, по меньшей мере, излучатель звука (динамик) 8, связанный с электронным блоком управления 9 и излучающий звук в пространство впускного трубопровода. В канале головки цилиндра перед впускным клапаном 6 установлен дополнительный клапан 10, положение которого фиксируется датчиком 11, связанным с электронным блоком управления.The device of acoustic pressurization of the internal combustion engine contains an inlet pipe 1, nozzles 2-5 leading to valves 6 of the cylinders 7. At least one sound emitter (speaker) 8 is connected to the intake pipe 1, connected to the electronic control unit 9 and emitting sound into intake manifold space. In the channel of the cylinder head in front of the intake valve 6, an additional valve 10 is installed, the position of which is fixed by a sensor 11 connected to the electronic control unit.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В начале такта впуска поток газовоздушной смеси проходит по впускному трубопроводу 1 и через впускной клапан 6 и дополнительный клапан 10 поступает в цилиндр 7 двигателя внутреннего сгорания. При этом давление и скорость потока изменяются по времени и длине трубопровода. Излучатель звука 8 излучает звук в пространство впускного трубопровода 1 с необходимыми амплитудно-частотными характеристиками, которые вырабатываются электронным блоком управления 9. В результате за счет интерференции волн давления основного воздушного потока, поступающего в систему впуска, и звукового давления, создаваемого устройством акустического наддува, достигается эффект усиления давления потока газа при поступлении заряда газовоздушной смеси в цилиндр двигателя.At the beginning of the intake stroke, the air-gas mixture flows through the intake pipe 1 and through the intake valve 6 and the additional valve 10 enters the cylinder 7 of the internal combustion engine. In this case, the pressure and flow rate vary in time and length of the pipeline. The sound emitter 8 emits sound into the space of the inlet pipe 1 with the necessary amplitude-frequency characteristics that are generated by the electronic control unit 9. As a result, due to interference of the pressure waves of the main air flow entering the intake system and the sound pressure generated by the acoustic pressurization device, the effect of increasing the pressure of the gas stream upon receipt of the charge of the gas-air mixture in the engine cylinder.

Работой дополнительного клапана управляет электронный блок 9, оптимизирующий момент полного открытия клапана и учитывающий угол открытия дроссельной заслонки двигателя α.The operation of the additional valve is controlled by the electronic unit 9, which optimizes the moment the valve opens completely and takes into account the angle of the engine throttle α.

В начале такта впуска дополнительный клапан 10 только приоткрывается, вследствие чего в цилиндре возникает значительное разряжение. Затем он открывается полностью, а излучатель звука 8 создает дополнительное звуковое давление. Газовоздушный поток с большой скоростью и звуковым давлением устремляется в цилиндр, где тормозится, обеспечивая акустический наддув.At the beginning of the intake stroke, the additional valve 10 only slightly opens, as a result of which a significant vacuum occurs in the cylinder. Then it opens completely, and the sound emitter 8 creates additional sound pressure. Gas flow with high speed and sound pressure rushes into the cylinder, where it is inhibited, providing acoustic boost.

Устройство акустического наддува может быть предварительно настроено исходя из геометрических характеристик систем газообмена ДВС, например, размеров внутреннего диаметра и длины патрубков. Учитываются также различные разновидности впускных систем:The acoustic pressurization device can be pre-configured based on the geometric characteristics of the internal combustion engine gas exchange systems, for example, the dimensions of the internal diameter and length of the nozzles. Different types of intake systems are also taken into account:

- с разветвленными патрубками для одного впускного канала или для объединенных каналов смежных цилиндров;- with branched nozzles for one inlet channel or for combined channels of adjacent cylinders;

- с индивидуальными для каждого цилиндра короткими патрубками, присоединенными к общему ресиверу;- with individual short branch pipes for each cylinder attached to a common receiver;

- с индивидуальными трубами, объединенными в общем ресивере;- with individual pipes combined in a common receiver;

- с разветвленными патрубками, объединяющими отдельные трубы разной длины, в которых процессы впуска сдвинуты на равные интервалы и др.- with branched nozzles uniting individual pipes of different lengths, in which the intake processes are shifted at equal intervals, etc.

Эффективная работа устройства достигается при оптимальном количестве и расположении источника (источников) звука, при оптимальной длине и поперечном сечении трубопроводов.Effective operation of the device is achieved with the optimal number and location of the source (s) of sound, with the optimal length and cross-section of the pipelines.

Оптимальная длина трубопровода определяется своевременным приходом волны сжатия или разряжения перед закрытием клапана соответственно для впускной и выпускной систем. Своевременный приход волны зависит от соотношения скорости ее распространения, длины трубопровода, длительности открытия клапана. Совместное влияние этих факторов на приход волны учитывается критерием Струхаля Sh.The optimal length of the pipeline is determined by the timely arrival of a compression or vacuum wave before closing the valve, respectively, for the intake and exhaust systems. Timely arrival of a wave depends on the ratio of the speed of its propagation, the length of the pipeline, the duration of the valve opening. The combined influence of these factors on the arrival of the wave is taken into account by the Strouhal criterion Sh.

Изобретение позволяет повысить эффективность наддува, увеличить мощностные показатели двигателя, снизить токсичность отработавших газов и может явиться полезным вкладом в создание прогрессивных автотранспортных средств с улучшенными эксплуатационными и экологическими качествами.EFFECT: invention makes it possible to increase boost efficiency, increase engine power indicators, reduce exhaust gas toxicity and can be a useful contribution to the creation of progressive vehicles with improved operational and environmental qualities.

Claims (3)

1. Устройство для акустического (волнового) наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее впускной трубопровод и подводящие к цилиндрам патрубки, излучатель звука, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один излучатель звука вмонтирован во впускной трубопровод, связан с электронным блоком управления и излучает звук в пространство впускного трубопровода при поступлении заряда газовоздушной смеси в цилиндр двигателя при впуске, либо при разрежении вблизи выпускного клапана в конце процесса выпуска в момент перекрытия клапанов, в канале головки цилиндра перед впускным клапаном установлен дополнительный клапан, положение которого фиксируется датчиком, связанным с электронным блоком управления, при этом в начале такта впуска дополнительный клапан только приоткрывается, а затем открывается полностью.1. Device for acoustic (wave) pressurization of an internal combustion engine, comprising an inlet pipe and nozzles leading to the cylinders, a sound emitter, characterized in that at least one sound emitter is mounted in the intake manifold, connected to the electronic control unit and emits sound into the space of the inlet pipeline when the charge of the gas-air mixture enters the engine cylinder at the inlet, or during rarefaction near the exhaust valve at the end of the exhaust process at the time of shutting off the valves, in on the side of the cylinder head, an additional valve is installed in front of the inlet valve, the position of which is fixed by a sensor connected to the electronic control unit, while at the beginning of the intake stroke, the additional valve only opens slightly and then opens completely. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что количество и расположение источника (источников) звука определяется для данной конкретной системы впуска экспериментально.2. The device according to claim 1, characterized in that the number and location of the sound source (s) is determined experimentally for this particular intake system. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник звука выполнен в виде громкоговорителя.3. The device according to claim 1, characterized in that the sound source is made in the form of a loudspeaker.
RU2002107740/06A 2002-03-26 2002-03-26 Device for acoustic supercharging of internal combustion engine RU2241128C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002107740/06A RU2241128C2 (en) 2002-03-26 2002-03-26 Device for acoustic supercharging of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002107740/06A RU2241128C2 (en) 2002-03-26 2002-03-26 Device for acoustic supercharging of internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002107740A RU2002107740A (en) 2003-09-20
RU2241128C2 true RU2241128C2 (en) 2004-11-27

Family

ID=34309801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002107740/06A RU2241128C2 (en) 2002-03-26 2002-03-26 Device for acoustic supercharging of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2241128C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1801392A3 (en) Device for increasing the braking power of a multi-cylinder internal combustion engine of a vehicle during engine braking
US7171805B2 (en) Deflector style exhaust manifold
CN102770639B (en) With the internal-combustion engine that cylinder is closed
KR100786297B1 (en) Engine inhalation device
RU2241128C2 (en) Device for acoustic supercharging of internal combustion engine
EP1148217A3 (en) Intake control device for an internal combustion engine
US7360518B2 (en) Expandable manifold
IT1290201B1 (en) MULTIPLE SECTION DUCT WITH SPECIFIC GEOMETRY FOR INTAKE AND EXHAUST FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES (DYNAMIC BOOST)
JP2008150968A (en) Engine with turbocharger
RU2008125122A (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH STATIFICATION OF INLET GASES
US20130230434A1 (en) Four Cycle Internal Combustion Engine Exhaust
CN211144657U (en) Pulsation combustion engine capable of effectively reducing air intake noise
KR20170096959A (en) Guide element for a pressure system of an internal combustion engine, pressure system for an intake tract of an internal combustion engine, and internal combustion engine with a supercharging unit
US6202409B1 (en) Acoustically-enhanced intake/exhaust system and method for internal combustion engines
KR101714325B1 (en) Apparatus for reduction of fuel consumption and of exhaust gas generation
RU2273751C1 (en) Gas-air duct of internal combustion engine
CN207974899U (en) A kind of marine engine noise elimination gas handling system
RU2002107740A (en) DEVICE FOR ACOUSTIC INFLATION OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
SU1778331A1 (en) Internal combustion engine supercharger
RU2256807C2 (en) Method of and device for hybrid acoustic supercharging of engine
KR101718286B1 (en) Apparatus for reduction of fuel consumption and of exhaust gas generation
EP1420160A3 (en) Air intake arrangement for an internal combustion engine
US20080011541A1 (en) Internal combustion engine
EP0530892B1 (en) Silencer device for internal combustion engines
GB2130643A (en) I.C. engine intake and exhaust systems

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060327