RU2575494C1

RU2575494C1 - Operation method of inlet system of combustion system and device for its implementation

Info

Publication number: RU2575494C1
Application number: RU2014132139/06A
Authority: RU
Inventors: Бафа Османович Сейфетдинов; Руслан Бафаевич Сейфетдинов; Марат Бафаевич Сейфетдинов
Original assignee: Бафа Османович Сейфетдинов; Руслан Бафаевич Сейфетдинов; Марат Бафаевич Сейфетдинов
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2016-02-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: operation method of an inlet system of a combustion system is an inertial boost of the inlet system, and includes processes of recuperation of exhaust energy to the inlet system, kinematic accumulation of energy of the gaseous working medium, and conversion of the kinetic energy of the gaseous working medium to potential energy of pressure. The additional inlet channel is organised, it implements an acoustic system of the phase inverter, and is connected to the main inlet channel in parallel such that accepts the pressure of the deaccelerated flow from the side of the combustion chamber by means of the channel, which own frequency exceeds the frequency of the channel of the acoustic mass of the phase inverter. Both the main and additional inlet channels operate on the inlet port of the combustion chamber, common for the main and additional inlet channels. Besides the device of the inertial boost of the inlet system of the combustion chamber is suggested.

EFFECT: invention increases specific power, thermodynamic efficiency, and keeps the production effectiveness of the valveless diagram of the combustion chamber with periodic action.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к камерам сгорания прерывистого действия и может быть использовано в качестве аэродинамического клапана для бесклапанных пульсирующих камер сгорания или в качестве впускной системы бесклапанных поршневых двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to intermittent combustion chambers and can be used as an aerodynamic valve for valveless pulsating combustion chambers or as an intake system for valveless piston internal combustion engines.

Способы резонансно-инерционного наддува двигателей внутреннего сгорания известны достаточно давно и широко применяются в качестве дополнительных средств борьбы за повышение эффективности двигателей. Основным механизмом работы систем резонансно-инерционного наддува является накопление во впускной системе кинетической энергии потока в процессе фазы всасывания, когда впускные клапаны открыты, и преобразование ее в потенциальную энергию давления во впускной системе в фазах, когда впускные клапаны закрыты, для чего осуществляется акустическая настройка характеристик впускной системы, в том числе добавление в ее структуру акустических резонаторов.Methods for resonant-inertial boost of internal combustion engines have been known for a long time and are widely used as additional means of struggle to increase engine efficiency. The main mechanism of operation of resonant inertial pressurization systems is the accumulation of kinetic flow energy in the intake system during the suction phase when the intake valves are open, and its conversion into potential pressure energy in the intake system in phases when the intake valves are closed, for which acoustic adjustment of characteristics intake system, including the addition of acoustic resonators to its structure.

Известны резонансно-инерционные впускные системы (US 4515115, F02B 75/22, 07.05.1985, US 6848408B1, F02M 35/10, 01.02.2005), состоящие из последовательно соединенных акустической массы и акустической емкости, представляющих собой резонансные впускные трубы и ресивер соответственно. В фазе всасывания под действием разрежения воздух ускоряется в резонансных трубах и приобретает кинетическую энергию, которая в последующем, при закрытии впускных клапанов, преобразуется посредством торможения потока в потенциальную энергию давления.Known resonant inertial inlet systems (US 4515115, F02B 75/22, 05/05/1985, US 6848408B1, F02M 35/10, 02/01/2005), consisting of series-connected acoustic mass and acoustic capacity, which are resonant inlet pipes and a receiver, respectively . In the suction phase, under the action of rarefaction, air is accelerated in the resonance tubes and acquires kinetic energy, which subsequently, when the intake valves are closed, is converted by flow inhibition into potential pressure energy.

Известна впускная система (US 8083494B2, F04F 5/00, 27.12.2011) камеры сгорания прерывистого действия, представляющая собой акустически настроенную многоступенчатую эжекторную систему, состоящую исключительно из последовательных акустических масс. При этом работа впускной системы обеспечивается за счет принудительного наддува высокоскоростной струей газообразного топлива.Known intake system (US 8083494B2, F04F 5/00, 12/27/2011) intermittent combustion chamber, which is an acoustically tuned multi-stage ejector system, consisting exclusively of sequential acoustic masses. In this case, the operation of the intake system is ensured by forced boosting with a high-speed jet of gaseous fuel.

Потенциальным недостатком вышеуказанных технических решений является резкое ухудшение аэродинамических характеристик впускной системы в случае наличия циклического обратного выхлопа из камеры сгорания во впускную систему, имеющего место в бесклапанных камерах сгорания прерывистого действия. Данный недостаток обусловлен возбуждением реверсивных колебаний потока воздуха во впускной системе, приводящих к недопустимому увеличению активной и реактивной составляющих ее аэродинамического сопротивления. Фактически применение подобных методов резонансно-инерционно наддува становится неэффективным в бесклапанных камерах сгорания прерывистого действия.A potential drawback of the above technical solutions is a sharp deterioration in the aerodynamic characteristics of the intake system in the event of a cyclic return exhaust from the combustion chamber to the intake system, which takes place in valveless intermittent combustion chambers. This disadvantage is caused by the excitation of reverse oscillations of the air flow in the intake system, leading to an unacceptable increase in the active and reactive components of its aerodynamic drag. In fact, the use of such methods of resonant-inertial boost becomes ineffective in valveless intermittent combustion chambers.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа заявляемого способа и устройства, является впускная система (US 4300488, F02B 27/00, 17.03.1981), состоящая из двух акустических емкостей, представляющих собой впускной ресивер и резонансную емкость, соединенных между собой акустической массой, представляющей собой резонансную трубу. Резонансная емкость, в свою очередь, соединена с впускным отверстием посредством короткого впускного патрубка. В фазе всасывания под действием разрежения в резонансной емкости воздух ускоряется в резонансных трубах и приобретает кинетическую энергию, которая в последующем, при закрытии впускных клапанов, преобразуется посредством торможения потока в потенциальную энергию давления в резонансной емкости и таким образом осуществляется наддув впускных патрубков. Несмотря на то что данное техническое решение позволяет обеспечить минимальную длину непосредственно впускных патрубков и снизить их сопротивление, при наличии циклического обратного выхлопа из камеры сгорания будет происходить возбуждение реверсивных колебаний потока воздуха во впускной системе, создающих недопустимое увеличение активной и реактивной составляющих аэродинамического сопротивления всей системы. Кроме того, данное техническое решение не позволяет рекуперировать энергию обратного выхлопа для повышения наддува впускной системы.The closest technical solution, selected as a prototype of the proposed method and device, is the inlet system (US 4300488, F02B 27/00, 03/17/1981), consisting of two acoustic capacitances, which are an inlet receiver and a resonant capacitance interconnected by an acoustic mass representing a resonant tube. The resonant capacitance, in turn, is connected to the inlet by means of a short inlet pipe. In the suction phase, under the influence of rarefaction in the resonance capacitance, air is accelerated in the resonance tubes and acquires kinetic energy, which subsequently, when the intake valves are closed, is converted by flow inhibition into the potential pressure energy in the resonance capacity and thus the inlet nozzles are pressurized. Despite the fact that this technical solution allows us to ensure the minimum length of the inlet pipes directly and to reduce their resistance, in the presence of a cyclic reverse exhaust from the combustion chamber, reverse oscillations of the air flow in the intake system will be excited, creating an unacceptable increase in the active and reactive components of the aerodynamic resistance of the entire system. In addition, this technical solution does not allow to recover the energy of the return exhaust to increase the boost of the intake system.

Цель изобретения заключается в повышении характеристик бесклапанных схем камер сгорания прерывистого действия до уровней схем с механическими клапанами.The purpose of the invention is to improve the characteristics of valveless circuits of intermittent combustion chambers to the levels of circuits with mechanical valves.

Технический результат заключается в расширении возможностей практического применения высокотехнологичных камер сгорания прерывистого действия с бесклапанными впускными системами.The technical result consists in expanding the possibilities of practical application of high-tech intermittent combustion chambers with valveless intake systems.

Поставленная цель и технический результат достигаются тем, что в способе работы впускной системы согласно изобретению для рекуперации энергии обратного выхлопа и кинетического накопления энергии всасывания рабочего тела организуется дополнительный впускной канал, реализующий акустическую схему фазоинвертора. Дополнительный канал подключен к основному впускному каналу параллельно и воспринимает давление заторможенного потока со стороны камеры сгорания посредством соединительного канала, собственная частота которого выше собственной частоты канала акустической массы фазоинвертора дополнительного впускного канала. Оба впускных канала работают на один общий для них впускной порт камеры сгорания.The goal and the technical result are achieved by the fact that in the method of operation of the intake system according to the invention for the recovery of reverse exhaust energy and the kinetic accumulation of suction energy of the working fluid, an additional inlet channel is realized that implements the acoustic circuit of the bass reflex. The additional channel is connected to the main inlet channel in parallel and senses the pressure of the inhibited flow from the side of the combustion chamber by means of a connecting channel whose natural frequency is higher than the natural frequency of the acoustic mass channel of the phase inverter of the additional inlet channel. Both inlet channels operate on one common inlet port of the combustion chamber.

Поставленная цель также достигается тем, что в устройстве впускной системы соединительный канал расположен непосредственно внутри основного впускного канала и одним концом открыт в сторону порта камеры сгорания, а другим концом соединен с акустической емкостью, выполненной в виде сосуда произвольной формы, к которому подсоединена, по меньшей мере, одна акустическая масса, выполненная в виде патрубка. Основной впускной канал может быть выполнен круглого постоянного по длине сечения, а акустическая емкость может представлять собой кольцевой сосуд, соосный с впускным каналом и имеющий с ним общую внутреннюю стенку. При этом соединительный канал может быть выполнен соосным с впускным каналом, может иметь кольцевое сечение и может быть образован путем помещения внутрь основного канала суживающего патрубка меньшего диаметра так, что наружная поверхность кольцевого сечения соединительного канала является внутренней стенкой впускного канала, а внутренняя поверхность кольцевого сечения соединительного канала является наружной стенкой суживающего патрубка.This goal is also achieved by the fact that in the device of the intake system the connecting channel is located directly inside the main intake channel and is open at one end towards the port of the combustion chamber, and at the other end is connected to an acoustic container made in the form of a vessel of arbitrary shape, to which at least at least one acoustic mass, made in the form of a pipe. The main inlet channel can be made round, constant in length, and the acoustic container can be an annular vessel, coaxial with the inlet channel and having a common inner wall with it. In this case, the connecting channel can be made coaxial with the inlet channel, can have an annular cross section and can be formed by placing a smaller diameter narrowing nozzle inside the main channel so that the outer surface of the annular section of the connecting channel is the inner wall of the inlet channel and the inner surface of the annular section of the connecting the channel is the outer wall of the narrowing pipe.

Именно заявленные способ организации работы впускной системы и особенности конструкции устройства обеспечивают согласно изобретениям эффективное поглощение энергии обратного выхлопа, повышение эффективности инерционного наддува, а также технологичность и минимальное аэродинамическое сопротивление устройства, что приводит к повышению характеристик бесклапанных камер сгорания прерывистого действия до уровней схем с механическими клапанами и позволяет расширить возможности практического применения высокотехнологичных камер сгорания прерывистого действия с бесклапанными впускными системами. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом. Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".It is the claimed method of organizing the operation of the intake system and the design features of the device that according to the inventions provide efficient absorption of reverse exhaust energy, increasing the efficiency of inertial pressurization, as well as manufacturability and minimal aerodynamic drag of the device, which leads to an increase in the characteristics of valveless intermittent combustion chambers to levels of circuits with mechanical valves and allows you to expand the possibilities of practical application of high-tech cgo cameras intermittent wounds with valveless intake systems. This allows us to conclude that the claimed invention is interconnected by a single inventive concept. Comparison of the claimed technical solutions with the prototype made it possible to establish compliance with their criterion of "novelty." In the study of other well-known technical solutions in this technical field, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion of "significant differences".

Техническая сущность предложенных изобретений поясняется чертежами, на которых:The technical essence of the proposed invention is illustrated by drawings, in which:

Фиг. 1 - общий вид устройства впускной системы камеры сгорания в продольном разрезе;FIG. 1 is a longitudinal view of the device of the intake system of the combustion chamber in longitudinal section;

Фиг. 2 - вариант реализации устройства.FIG. 2 is an embodiment of a device.

Способ работы впускной системы камеры сгорания представляет собой инерционный наддув впускной системы и включает в себя процессы рекуперации энергии выхлопа во впускную систему, кинетического накопления энергии газообразного рабочего тела, преобразования кинетической энергии газообразного рабочего тела в потенциальную энергию давления и инерционного перерасширения газообразного рабочего тела.The method of operation of the intake system of the combustion chamber is an inertial pressurization of the intake system and includes the processes of recovering exhaust energy into the intake system, kinetic energy storage of the gaseous working fluid, conversion of the kinetic energy of the gaseous working fluid into potential pressure energy and inertial over-expansion of the gaseous working fluid.

Согласно данному способу для рекуперации и кинетического накопления энергии колебания рабочего тела во впускной системе организуется дополнительный впускной канал, реализующий акустическую схему фазоинвертора и подключенный к основному впускному каналу параллельно. Принципиально фазоинвертор не отличается от резонатора Гельмгольца и представляет собой резонансную колебательную систему, состоящую из акустической емкости (АКУСТИКА: СПРАВОЧНИК / Ред. М.А. САПОЖКОВ. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и Связь, 1989. - 336 с: ил., с. 151, с. 53, табл. 4.4, для сведения), выполненной в виде сосуда произвольной формы и характеризующейся акустической податливостью объема и присоединенной к акустической емкости акустической массы, выполненной в виде канала и характеризующейся инерционностью, из-за объемного ускорения содержащейся в канале массы (ЛЕПЕНДИН Л.Ф. / АКУСТИКА. Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. Школа, 1978. - 448 с, ил., стр. 62 (II. 3.14), стр. 63 (II. 3.15), для сведения). В отличие от резонатора Гельмгольца фазоинвертор является системой, открытой как минимум с двух сторон, и допускает через себя расход рабочего тела. Поскольку возбуждение фазоинвертора происходит посредством изменения давления в акустической емкости, а не посредством ускорения акустической массы, как в случае резонатора Гельмгольца, то между колебаниями акустической массы и возбуждающими колебаниями рабочего тела имеет место сдвиг фаз 180°±90°. Конкретная величина сдвига фаз определяется главным образом соотношением собственной частоты фазоинвертора и возбуждающей рабочей частоты камеры сгорания.According to this method, for the recovery and kinetic accumulation of energy of the oscillation of the working fluid in the intake system, an additional inlet channel is organized that implements the acoustic circuit of the phase inverter and is connected to the main inlet channel in parallel. Fundamentally, the phase inverter does not differ from the Helmholtz resonator and is a resonant oscillatory system consisting of an acoustic capacitance (ACOUSTICS: GUIDE / Ed. M.A.SAPOZHKOV. - 2nd ed., Revised and enlarged. - M .: Radio and Communication , 1989. - 336 s: ill., P. 151, p. 53, table 4.4, for information), made in the form of a vessel of arbitrary shape and characterized by acoustic flexibility of volume and attached to the acoustic capacity of the acoustic mass, made in the form of a channel and characterized by inertia due to volume acceleration of soda living in a canal of mass (LEPENDIN LF / ACOUSTICS. Textbook for universities. - M.: Higher School, 1978. - 448 p., ill., p. 62 (II. 3.14), p. 63 (II . 3.15), for information). Unlike the Helmholtz resonator, the phase inverter is a system open at least from two sides, and allows the flow of the working fluid through itself. Since the phase inverter is excited by changing the pressure in the acoustic capacitance, and not by accelerating the acoustic mass, as in the case of the Helmholtz resonator, a phase shift of 180 ° ± 90 ° takes place between the vibrations of the acoustic mass and the exciting vibrations of the working fluid. The specific magnitude of the phase shift is determined mainly by the ratio of the natural frequency of the phase inverter and the exciting operating frequency of the combustion chamber.

Фазоинвертор возбуждается избыточным давлением при обратном выхлопе и разрежением при всасывании из атмосферы, для чего акустическая емкость дополнительного впускного канала воспринимает давление заторможенного потока со стороны камеры сгорания. В результате этого дополнительный впускной канал посредством акустической емкости одновременно поглощает энергию обратного выхлопа и преобразует накопленную акустической массой кинетическую энергию всасывания в потенциальную энергию давления. При этом накопленная акустической массой кинетическая энергия всасывания суммируется с энергией выхлопа в акустической емкости посредством инерционного торможения и преобразования кинетической энергии в потенциальную энергию давления рабочего тела. Накопленная за цикл в дополнительном впускном канале суммарная энергия колебания рабочего тела посредством обратной реакции расширения рабочего тела используется для наддува основного впускного канала вблизи фазы всасывания камеры сгорания. При этом в результате инерционного перерасширения рабочего тела в фазоинверторе в дополнительном впускном канале создается разрежение, которое в последующем способствует поглощению энергии обратного выхлопа именно дополнительным впускным каналом. Для этого акустическая емкость фазоинвертора соединяется с основным впускным каналом для восприятия давления заторможенного потока со стороны камеры сгорания посредством канала, собственная частота которого выше собственной частоты канала акустической массы фазоинвертора. Оба впускных канала работают на впускной порт камеры сгорания, общий для этих двух каналов.The phase inverter is excited by excess pressure during reverse exhaust and vacuum when sucked from the atmosphere, for which the acoustic capacity of the additional inlet channel receives the pressure of the inhibited flow from the combustion chamber. As a result of this, the additional inlet channel by means of an acoustic container simultaneously absorbs the energy of the return exhaust and converts the kinetic energy of absorption accumulated by the acoustic mass into potential pressure energy. In this case, the kinetic absorption energy accumulated by the acoustic mass is summed with the exhaust energy in the acoustic capacitance by inertial braking and the conversion of kinetic energy into the potential pressure energy of the working fluid. The total oscillation energy of the working fluid accumulated per cycle in the additional inlet channel through the reverse reaction of the expansion of the working fluid is used to pressurize the main inlet channel near the suction phase of the combustion chamber. In this case, as a result of the inertial overexpansion of the working fluid in the phase inverter, an additional vacuum is created in the additional inlet channel, which subsequently contributes to the absorption of the energy of the return exhaust by the additional inlet channel. For this, the acoustic capacity of the phase inverter is connected to the main inlet channel for sensing the pressure of the inhibited flow from the side of the combustion chamber by means of a channel whose natural frequency is higher than the natural frequency of the channel of the acoustic mass of the phase inverter. Both inlet channels operate on the inlet port of the combustion chamber common to these two channels.

Основной канал обладает минимальным аэродинамическим сопротивлением по сравнению с дополнительным каналом и обеспечивает подачу основной части рабочего тела в камеру сгорания, необходимой для работы камеры сгорания в широком диапазоне рабочих частот. При этом колебания рабочего тела в основном впускном канале существенно снижены за счет работы дополнительного впускного канала.The main channel has a minimum aerodynamic drag compared to the additional channel and provides the main part of the working fluid to the combustion chamber, which is necessary for the combustion chamber to operate in a wide range of operating frequencies. In this case, the oscillations of the working fluid in the main inlet channel are significantly reduced due to the operation of the additional inlet channel.

Применение данного способа работы впускной системы позволяет повысить удельную мощность и общий КПД силовой установки, а также обеспечить запас устойчивой работы камеры сгорания за счет повышения давления впуска и подавления колебаний зоны горения в камере сгорания в сторону впускной системы. Кроме того, предлагаемый способ работы впускной системы позволяет существенно расширить эффективный частотный рабочий диапазон впускной системы за счет ухода от резонансного режима работы и применения двухканальной схемы впускного потока.The use of this method of operation of the intake system allows to increase the specific power and overall efficiency of the power plant, as well as to ensure a stable supply of the combustion chamber by increasing the intake pressure and suppressing the combustion zone in the combustion chamber towards the intake system. In addition, the proposed method of operation of the intake system allows you to significantly expand the effective frequency range of the intake system by avoiding the resonant mode of operation and the use of a two-channel intake flow circuit.

Для реализации заявленного способа предлагается устройство, схематически представленное в продольном разрезе на фиг. 1, содержащее порт камеры сгорания 1, основной впускной канал 2, а также акустическую массу в виде как минимум одного патрубка 4 и акустическую емкость в виде сосуда 3, образующие дополнительный фазоинверторный впускной канал, который соединен через сосуд 3 с основным каналом 2 посредством соединительного канала 5, открытого в сторону порта камеры сгорания 1, так чтобы воспринимать давление заторможенного потока со стороны впускного порта камеры сгорания.To implement the inventive method, there is provided a device schematically represented in longitudinal section in FIG. 1, containing the port of the combustion chamber 1, the main inlet channel 2, and also an acoustic mass in the form of at least one pipe 4 and an acoustic container in the form of a vessel 3, forming an additional phase-inverting inlet channel, which is connected through the vessel 3 to the main channel 2 through the connecting channel 5, open towards the port of the combustion chamber 1, so as to perceive the pressure of the inhibited flow from the inlet port of the combustion chamber.

Во втором варианте устройства (фиг. 2) с целью повышения эффективности работы, технологичности, обеспечения минимальных массово-габаритных характеристик и минимального аэродинамического сопротивления основного впускного канала 2 последний выполняется круглого постоянного по длине сечения, а акустическая емкость 3 выполнена в виде кольцевого сосуда, соосного с основным каналом 2 и имеющим с ним общую внутреннюю стенку. Кроме того, соединительный канал 5 выполнен соосным с основным каналом 2, имеет кольцевое сечение и образован путем помещения внутрь основного канала патрубка 6 меньшего диаметра так, что наружная поверхность кольцевого сечения канала 5 образована внутренней стенкой канала 2, а внутренняя поверхность кольцевого сечения канала 5 образована наружной стенкой патрубка 6, через который воздух поступает в основной канал 2.In the second embodiment of the device (Fig. 2), in order to increase work efficiency, manufacturability, ensure minimum mass-dimensional characteristics and minimum aerodynamic drag of the main inlet channel 2, the latter is made of circular constant cross-sectional length, and the acoustic container 3 is made in the form of an annular vessel, coaxial with the main channel 2 and having a common inner wall with it. In addition, the connecting channel 5 is made coaxial with the main channel 2, has an annular section and is formed by placing a smaller diameter pipe 6 inside the main channel so that the outer surface of the annular section of the channel 5 is formed by the inner wall of the channel 2, and the inner surface of the annular section of the channel 5 is formed the outer wall of the pipe 6, through which air enters the main channel 2.

Соединительный канал 5, имеющий кольцевое сечение и расположенный непосредственно у стенки основного канала 2 позволяет использовать эффект фазового сдвига при реверсировании скорости между ядром потока и пограничным слоем в пристеночной области, в результате чего дополнительный канал поглощает основную часть энергии обратного выхлопа по всему периметру сечения основного канала 2. Данный эффект обусловлен более низкой инерционностью пограничного слоя в результате чего реверсирование скорости в пограничном слое наступает раньше чем в ядре потока.The connecting channel 5, having an annular section and located directly against the wall of the main channel 2, allows you to use the phase shift effect when reversing the speed between the flow core and the boundary layer in the wall region, as a result of which the additional channel absorbs the main part of the return exhaust energy along the entire perimeter of the main channel section 2. This effect is due to the lower inertia of the boundary layer, as a result of which the velocity reversal in the boundary layer occurs earlier than in the core of the stream.

Устройство работает следующим образом. В фазе сгорания в результате обратного выхлопа из камеры сгорания через порт 1 происходит повышение давления в основном впускном канале 2. При этом через соединительный канал 5 происходит повышение давления в акустической емкости 3 и ускорение массы рабочего тела в патрубке 4 в сторону выхлопа, таким образом, фазоинверторная схема дополнительного впускного канала приходит в положительное возбужденное состояние со сдвигом фазы, близким к 180°, относительно возбуждающего действия обратного выхлопа через порт 1.The device operates as follows. In the combustion phase, as a result of the return exhaust from the combustion chamber through port 1, the pressure in the main inlet channel 2 increases. In this case, through the connecting channel 5, the pressure in the acoustic container 3 increases and the mass of the working fluid in the pipe 4 accelerates towards the exhaust, thus the phase inverter circuit of the additional inlet channel comes into a positive excited state with a phase shift close to 180 ° relative to the exciting effect of the reverse exhaust through port 1.

Далее в фазе всасывания в камеру сгорания через порт 1 создается разрежение в канале 2 и через канал 5 в емкости 3. При этом в результате сдвига фаз в патрубке 4 все еще имеет место инерционное движение рабочего тела в сторону выхлопа и таким образом в емкости 3 создается усиленное разрежение за счет одновременного всасывающего действия камеры сгорания и инерционного выхлопа патрубка 4.Then, in the phase of suction into the combustion chamber through port 1, a vacuum is created in the channel 2 and through channel 5 in the tank 3. In this case, as a result of the phase shift in the nozzle 4, the inertial movement of the working fluid towards the exhaust is still taking place and thus in the tank 3 enhanced vacuum due to the simultaneous suction action of the combustion chamber and inertial exhaust pipe 4.

К моменту начала фазы обратного выхлопа в емкости 3 имеет место разрежение. Под действием данного разрежения и давления обратного выхлопа происходит ускорение рабочего тела в канале 5 в сторону акустической емкости 3 и тем самым реализуются рекуперативное поглощение дополнительным фазоинверторным каналом энергии обратного выхлопа и повышение давления в емкости 3. В то же время под действием разрежения в емкости 3 произошло ускорение рабочего тела в патрубке 4 в сторону всасывания в емкость 3. И к моменту начала фазы всасывания в камеру сгорания через порт 1 под действием инерционного торможения рабочего тела в патрубке 4 происходит повышение давления в емкости 3 и наддув основного канала 2 через канал 5. Таким образом реализуется сложение поглощенной энергии обратного выхлопа и накопленной кинетической энергии всасывания патрубка 4 в емкости 3 для наддува основного канала 2 посредством вытеснения рабочего тела из канала 5. При этом повышенное давление в емкости 3 приводит также к торможению движения рабочего тела в патрубке 4 и ускорению обратно в сторону выхлопа. Далее в результате всасывающего действия камер сгорания происходит падение давления в основном канале 2 и через канал 5 в емкости 3 и рабочий цикл повторяется.To the moment of the beginning of the phase of the reverse exhaust in the tank 3 there is a vacuum. Under the influence of this rarefaction and the pressure of the return exhaust, the working fluid in the channel 5 accelerates towards the acoustic tank 3 and thereby the regenerative absorption of the reverse exhaust energy by the additional phase-inverting channel and the pressure in the tank 3 are realized. At the same time, under the action of the vacuum in the tank 3, acceleration of the working fluid in the pipe 4 towards suction into the tank 3. And by the time the phase of absorption into the combustion chamber begins through port 1 under the action of inertial braking of the working fluid in cutting 4 there is an increase in pressure in the tank 3 and pressurization of the main channel 2 through the channel 5. In this way, the absorbed energy of the reverse exhaust and the accumulated kinetic energy of the suction of the pipe 4 in the tank 3 for boosting the main channel 2 are realized by displacing the working fluid from the channel 5. increased pressure in the tank 3 also leads to inhibition of the movement of the working fluid in the pipe 4 and acceleration back to the exhaust side. Further, as a result of the suction action of the combustion chambers, a pressure drop occurs in the main channel 2 and through the channel 5 in the tank 3 and the duty cycle is repeated.

Предлагаемый способ работы впускной системы камеры сгорания и конструкция устройства позволяют одновременно повысить удельную мощность и термодинамический КПД при сохранении высокой технологичности и высоких амплитудо-частотных характеристик бесклапанных схем камер сгорания прерывистого действия, что позволяет отказаться от применений механических клапанов.The proposed method of operation of the intake system of the combustion chamber and the design of the device can simultaneously increase the specific power and thermodynamic efficiency while maintaining high adaptability and high amplitude-frequency characteristics of valveless schemes of intermittent combustion chambers, which eliminates the use of mechanical valves.

Claims

1. The method of operation of the inlet system of the combustion chamber, which consists in using the vibration energy of the working fluid in the intake system to increase the intake pressure, characterized in that in order to recover the energy of the return exhaust and the kinetic accumulation of suction energy of the working fluid, an additional inlet channel is realized that implements the acoustic circuit of the phase inverter and connected to the main inlet channel in parallel so that it senses the pressure of the inhibited flow from the side of the combustion chamber by means of ala, the natural frequency of which is higher than the natural frequency of the channel of the acoustic mass of the phase inverter, both main and secondary inlet channels working on the inlet port of the combustion chamber, common to the main and secondary inlet channels.

2. The device of inertial pressurization of the intake system of the combustion chamber, containing at least the inlet port of the combustion chamber and one inlet channel, characterized in that by means of a connecting channel located directly inside the inlet channel and open towards the port of the combustion chamber, connected to the inlet channel acoustic capacity, made in the form of a vessel of arbitrary shape, to which is connected at least one acoustic mass, made in the form of a pipe.

3. The device of inertial pressurization of the inlet system of the combustion chamber according to claim 2, characterized in that the inlet channel is circular in constant cross section and the acoustic container is an annular vessel, coaxial with the inlet channel and having a common inner wall with it, the connecting channel made coaxial with the inlet channel, has an annular section and is formed by placing a narrowing pipe of smaller diameter inside the main channel so that the outer surface of the annular section of the connecting channel Ala is formed by the inner wall of the inlet channel, and the inner surface of the annular section of the connecting channel is formed by the outer wall of the narrowing pipe.