RU87753U1 - MEANS FOR EXHAUST INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEM OPTIMIZING ITS OPERATION - Google Patents
MEANS FOR EXHAUST INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEM OPTIMIZING ITS OPERATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU87753U1 RU87753U1 RU2008149502/22U RU2008149502U RU87753U1 RU 87753 U1 RU87753 U1 RU 87753U1 RU 2008149502/22 U RU2008149502/22 U RU 2008149502/22U RU 2008149502 U RU2008149502 U RU 2008149502U RU 87753 U1 RU87753 U1 RU 87753U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- cylindrical part
- internal combustion
- combustion engine
- diameter
- Prior art date
Links
Abstract
1. Средство для выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания, включающее корпус, имеющий внутреннюю полость, снабженную входом для газового потока и выходом для газового потока, и завихритель газового потока, расположенный во внутренней полости корпуса, отличающееся тем, что внутренняя полость корпуса имеет расположенные последовательно по ходу газового потока и сопрягающиеся между собой цилиндрическую часть и часть в форме сопла Лаваля, причем завихритель газового потока расположен в цилиндрической части внутренней полости корпуса и выполнен таким образом, что при прохождении через него газового потока его периферийная часть закручивается вокруг собственной оси, а центральная часть движется поступательно. ! 2. Средство по п.1, отличающееся тем, что длина цилиндрической части внутренней полости корпуса больше длины расположенного в ней завихрителя. ! 3. Средство по п.1, отличающееся тем, что завихритель газового потока выполнен в форме крыловидных пластин, установленных на поверхности цилиндрической части внутренней полости, имеющей диаметр D1, радиально по окружности и под углом к ее оси таким образом, что совместно они образуют на входе воронку с центральным отверстием, имеющим диаметр D2, причем D1=(4-10)D2. ! 4. Средство по п.1, отличающееся тем, что цилиндрическая часть внутренней полости имеет диаметр D1, а сопло Лаваля в критическом сечении имеет диаметр D3,причем D1=(1,5-2)D3. ! 5. Средство по п.1, отличающееся тем, что его вход сообщается с выпускной системой двигателя внутреннего сгорания, а его выход - с атмосферой.1. Means for the exhaust system of an internal combustion engine, comprising a housing having an internal cavity provided with an inlet for a gas stream and an outlet for a gas stream, and a gas flow swirler located in the internal cavity of the housing, characterized in that the internal cavity of the housing has the gas flow and the mating cylindrical part and the part in the form of a Laval nozzle, and the gas flow swirl is located in the cylindrical part of the internal cavity ca and configured such that the passage therethrough of the gas stream of its peripheral portion is twisted around its own axis, and the central part moves translationally. ! 2. The tool according to claim 1, characterized in that the length of the cylindrical part of the inner cavity of the housing is greater than the length of the swirl located in it. ! 3. The tool according to claim 1, characterized in that the gas flow swirl is made in the form of wing-shaped plates mounted on the surface of the cylindrical part of the inner cavity having a diameter D1, radially around the circumference and at an angle to its axis so that together they form on a funnel inlet with a central hole having a diameter D2, wherein D1 = (4-10) D2. ! 4. The tool according to claim 1, characterized in that the cylindrical part of the inner cavity has a diameter D1, and the Laval nozzle in a critical section has a diameter D3, with D1 = (1.5-2) D3. ! 5. The tool according to claim 1, characterized in that its input communicates with the exhaust system of the internal combustion engine, and its output - with the atmosphere.
Description
Изобретение относится к средствам для выхлопных систем двигателей внутреннего сгорания, которыми последние могут быть оснащены с различными целями: улавливания и/или дожигания несгоревших остатков топлива, и/или глушения шума выхлопа газов, и/или оптимизации работы названного двигателя и может использоваться преимущественно в автомобилестроении.The invention relates to means for exhaust systems of internal combustion engines, which the latter can be equipped with for various purposes: trapping and / or afterburning of unburned fuel residues, and / or suppressing the noise of the exhaust gases, and / or optimizing the operation of the said engine and can be used mainly in the automotive industry .
Автомобили и другие транспортные средства, работающие от двигателей внутреннего сгорания, оснащаются выхлопными системами, которые предназначены для отвода отработавших газов от цилиндров двигателя внутреннего сгорания, а также для уменьшения шума при выбросе этих газов в атмосферу. Однако, несмотря на достаточно простые функции, отведенные выхлопной системе, она может серьезно влиять на показатели работы двигателя. Так, например, для того чтобы на определенных оборотах улучшить продувку цилиндров двигателя и повысить его вращающий момент, в выпускной системе, на некотором расстоянии от клапана иногда располагают отражатель, называемый резонатором. Такой прием называют «настроенный выхлоп» и используют для корректировки моментной кривой. Если следует повысить мощность, например, для спортивного мотора, резонатор настраивают на падающий после максимума участок. Если же необходимо получить более «тяговитый» мотор на низких оборотах, резонатор настраивают на возрастающий участок до максимума.Automobiles and other vehicles powered by internal combustion engines are equipped with exhaust systems that are designed to remove exhaust gases from the cylinders of the internal combustion engine, as well as to reduce noise when these gases are released into the atmosphere. However, despite the fairly simple functions assigned to the exhaust system, it can seriously affect engine performance. So, for example, in order to improve the purge of the engine cylinders at certain speeds and increase its torque, a reflector, called a resonator, is sometimes placed at a certain distance from the valve. This technique is called “tuned exhaust” and is used to adjust the moment curve. If it is necessary to increase the power, for example, for a sports motor, the resonator is tuned to the area falling after the maximum. If it is necessary to get a more “high-torque” motor at low speeds, the resonator is tuned to an increasing section to the maximum.
Если обратиться к опыту тюнинговых компаний, то можно обнаружить, что специалисты в области выхлопных систем способны получить прибавку в мощности двигателя 10-15 лошадиных сил, а это вполне солидная величина и получают ее благодаря замене всех частей выхлопной системы, таких как катализатор, резонатор, оконечная часть и др. В автоспорте получают гораздо большую прибавку к мощности, но там нет таких жестких ограничений в плане громкости выхлопа, как у рядовых автомобилистов.If you turn to the experience of tuning companies, you can find that experts in the field of exhaust systems are able to get an increase in engine power of 10-15 horsepower, and this is quite a solid value and get it by replacing all parts of the exhaust system, such as a catalyst, a resonator, the end part, etc. In motorsport they get a much larger increase in power, but there are no such severe restrictions in terms of exhaust volume as ordinary motorists.
Известны различные устройства, встраиваемые в выхлопные системы автомобилей.Various devices are known which are integrated in automobile exhaust systems.
Например, известно устройство для выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, коллектор для подачи газа, завихритель и накопитель, каждый из которых состоит из секций, образованных перегородками, и расположенных в корпусе соосно один над другим, причем завихрите ль снабжен завихривающими элементами в виде сопел и расположен в камере, которая сообщается с накопителем через сепарационные решетки, а корпус снабжен теплоизоляцией [Патент РФ N 2064052, МПК F01N 3/00]. Это устройство имеет большое сопротивление аэродинамического входа, и не способно оптимизировать существенно работу двигателя внутреннего сгорания.For example, it is known a device for an exhaust system of an internal combustion engine, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a manifold for supplying gas, a swirl and a drive, each of which consists of sections formed by partitions and arranged coaxially one above the other, and swirl for equipped with swirling elements in the form of nozzles and located in the chamber, which communicates with the drive through the separation lattice, and the housing is equipped with thermal insulation [RF Patent N 2064052, IPC F01N 3/00]. This device has a high resistance to aerodynamic entry, and is not able to optimize significantly the operation of the internal combustion engine.
Известно также устройство для выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее выхлопную трубу, снаружи которой коаксиально посредством жестко закрепленных ребер, выполненных в виде спиральных лопастей, установлен трубчатый элемент, выполненный с расширяющейся за срезом выхлопной трубы частью, на внутренней поверхности которой продольно расположены винтообразные канавки в виде "ласточкина хвоста", переходящие в круговую канавку, находящуюся у выходного отверстия трубчатого элемента [Патент 2133350, МПК F01N 7/20]. Это устройство снижает мощность двигателя внутреннего сгорания из-за высокого аэродинамического сопротивления трубчатого элемента, обусловленное осаждением в нем пыли.A device for exhausting an exhaust gas of an internal combustion engine is also known, comprising an exhaust pipe, the outside of which is coaxially mounted by means of spiral ribs made in the form of spiral blades, a tubular element is installed, made with a part expanding beyond the exhaust pipe section, on the inner surface of which there are longitudinally helical grooves in the form of a "dovetail", turning into a circular groove located at the outlet of the tubular element [Patent 2133350, IPC F01N 7/20]. This device reduces the power of the internal combustion engine due to the high aerodynamic resistance of the tubular element due to the deposition of dust in it.
Известен ускоритель потока выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, содержащий сопло Лаваля, сообщающееся с атмосферой, напорное сопло, выполненное в виде усеченного конуса с малым углом сужения, направленного навстречу потоку воздуха, набегающего на автомобиль при его движении, имеющего профильную заслонку, во избежание выхлопа отработавших газов из напорного сопла при остановке автомобиля, камеру смешения, выполненную в форме цилиндра, имеющую местное расширение, во избежание уменьшения проходного сечения выхлопной системы автомобиля, в месте крепления с напорным соплом, также диффузор, соединенный с одной стороны с камерой смешения, а с другой - с атмосферой, выполненный в виде усеченного конуса с малым углом расширения [Заявка на изобретение РФ №2006124703]. Это устройство помимо сложной конструкции, что является его недостатком, также не способно оптимизировать существенно работу двигателя внутреннего сгоранияA known accelerator of the exhaust gas flow of internal combustion engines, comprising a Laval nozzle in communication with the atmosphere, a pressure nozzle made in the form of a truncated cone with a small angle of narrowing, directed towards the flow of air entering the car during its movement, having a profile damper, to avoid exhaust exhaust gases from the pressure nozzle when the car is stopped, the mixing chamber, made in the form of a cylinder, having local expansion, in order to avoid reducing the flow area of the exhaust system car, in the attachment point with a pressure nozzle, there is also a diffuser connected on one side to the mixing chamber, and on the other - with the atmosphere, made in the form of a truncated cone with a small angle of expansion [Application for invention of the Russian Federation No. 2006124703]. This device, in addition to a complex design, which is its drawback, is also not able to optimize significantly the operation of the internal combustion engine
Известно устройство для выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее выхлопную трубу, снаружи которой коаксиально по средствам жестко закрепленных ребер, выполненных в виде спиральных лопастей, установлен трубчатый элемент, выполненный с расширяющейся за срезом выхлопной трубы частью, на внутренней поверхности которой продольно расположены винтообразные канавки в виде "ласточкина хвоста", переходящие в круговую канавку, находящуюся у выходного отверстия трубчатого элемента, у которого кривизна спиральных лопастей имеет положительное направление вращения винтовой линии, а кривизна винтообразных канавок имеет отрицательное направление вращения винтовой линии, при этом входное отверстие трубчатого элемента снабжено металлической сеткой [Патент 2227217, МПК F01N 7/20]. Это устройство не может влиять на работу двигателя внутреннего сгорания.A device for exhausting an exhaust gas of an internal combustion engine is known, comprising an exhaust pipe, the outside of which is coaxially mounted by means of rigidly mounted ribs made in the form of spiral blades, a tubular element is installed, made with a part extending beyond the cut of the exhaust pipe, on the inner surface of which there are longitudinally helical grooves in the form of a "dovetail", turning into a circular groove located at the outlet of the tubular element, in which the curvature of the spiral jaws has a positive direction of rotation of the helix, and the curvature of the helical groove has a negative direction of rotation of the helix, the inlet opening of the tubular member is provided with a metal mesh [Patent 2227217, IPC F01N 7/20]. This device cannot affect the operation of the internal combustion engine.
Известен деселератор, встраиваемый в выхлопную систему двигателя внутреннего сгорания, который устанавливается в выхлопной системе транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания и содержит, по меньшей мере, один клапан, снабженный корпусом, образующим канал, и подвижной заслонкой, которая расположена поперечно указанному каналу и соединена с управляющим валом, и средства управления указанной заслонкой, содержащие уравнительное устройство выравнивания, противодавления, создаваемого при воздействии указанной подвижной заслонки на газы, предназначенное для срабатывания, когда заслонка находится в закрытом положении, начиная с определенной пороговой величины противодавления, открывания выпускного канала при достижении противодавлением указанной пороговой величины и удерживания его открытым за пределами пороговой величины давления независимо от режима работы двигателя с тем, чтобы создавать соответствующий расход выпуска выхлопных газов, причем уравнительное устройство содержит тарированный клапан, расположенный в указанном выпускном канале, и пружину сжатия, расположенную позади указанного тарированного клапана и оттарированную на указанную пороговую величину давления [Патент 2218469, МПК F01N 7/20]. Уравнительное устройство встроено в корпус клапана и содержит направляющую втулку, через которую проходит вал и в которой имеется осевая полость, предназначенная для установки указанного тарированного клапана и его пружины коаксиально указанному валу. Выпускной канал расположен, по существу, перпендикулярно валу и выходит в канал ниже указанной заслонки с тем, чтобы вместе с уравнительным устройством создавать перепускной проход для выпуска части потока выхлопных газов. Это устройство имеет сложную конструкцию.Known deaerator, built into the exhaust system of an internal combustion engine, which is installed in the exhaust system of a vehicle with an internal combustion engine and contains at least one valve provided with a housing forming a channel, and a movable damper, which is located transversely to the specified channel and connected to the control shaft, and control means of said damper, comprising an equalization device for leveling back pressure created by the action of said movable valve gases, designed to operate when the shutter is in a closed position, starting from a certain threshold value of backpressure, opening the outlet channel when the backpressure reaches the specified threshold value and keeping it open outside the threshold pressure value, regardless of the engine operating mode, in order to create the corresponding exhaust flow rate, and the equalization device contains a calibrated valve located in the specified exhaust channel, and springs in compression disposed behind said Tare the tared valve and to said threshold pressure [Patent 2218469, IPC F01N 7/20]. The equalization device is built into the valve body and contains a guide sleeve through which the shaft passes and in which there is an axial cavity designed to install the specified tared valve and its spring coaxially to the specified shaft. The exhaust channel is located essentially perpendicular to the shaft and exits into the channel below the specified damper so that together with the equalization device to create a bypass passage for the release of part of the exhaust gas stream. This device has a complex structure.
Известен деселератор, устанавливаемый в выхлопной системе транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, который содержит по меньшей мере один клапан, снабженный подвижной заслонкой, и управляющий этой заслонкой цилиндр, включающий в себя подвижный поршень, снабженный штоком, соединенным с упомянутой подвижной заслонкой, и по меньшей мере одно уравнительное устройство для выравнивания противодавления, создаваемого при воздействии указанной подвижной заслонки на газы, приводимое в действие, когда подвижная заслонка находится в закрытом положении, начиная с определенной пороговой величины противодавления, причем при достижении противодавлением указанной пороговой величины уравнительное устройство открывает подвижную заслонку на степень I возврата в открытое положение с тем, чтобы создавать соответствующий расход выпуска выхлопных газов для регулирования этого противодавления независимо от режима работы двигателя. Уравнительное устройство встроено в управляющий цилиндр с установкой внутри этого цилиндра между подвижным поршнем и штоком цилиндра. Шток выполнен с возможностью смещения на ход С' по отношению к подвижному поршню. Ход С' соответствует степени I возврата в открытое положение и регулируется, по меньшей мере, одной управляющей тарированной пружиной, расположенной между упомянутым подвижным поршнем и штоком [Патент РФ N 2218470, МПК F01N 3/08]. Это устройство имеет сложную конструкцию.Known for a decelerator installed in the exhaust system of a vehicle with an internal combustion engine, which contains at least one valve equipped with a movable damper, and a cylinder controlling this damper, including a movable piston provided with a rod connected to said movable damper, and at least at least one equalizing device for equalizing the backpressure generated by the action of said movable damper on gases, actuated when the movable damper is found open in a closed position, starting from a certain threshold value of counterpressure, and when the counterpressure reaches the specified threshold value, the equalization device opens the movable damper to degree I return to the open position so as to create an appropriate exhaust gas flow rate to regulate this counterpressure regardless of the engine operating mode . The equalization device is integrated in the control cylinder with the installation inside this cylinder between the movable piston and the cylinder rod. The rod is made with the possibility of displacement by stroke C 'with respect to the movable piston. The stroke C 'corresponds to the degree I of return to the open position and is regulated by at least one control calibrated spring located between the movable piston and the rod [RF Patent N 2218470, IPC F01N 3/08]. This device has a complex structure.
Известно устройство для выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, коллектор для подачи газа, завихритель и накопитель, состоящие из секций, образованных перегородками, и расположенные в корпусе соосно один над другим, которое дополнительно снабжено коническим обтекателем, усеченная вершина которого обращена в сторону входного патрубка, и имеющем центральное отверстие диаметром не более половины диаметра выходного патрубка, секции завихрителя и накопителя расположены послойно и снабжены лопастями, расположенными тангенциально к внешнему диаметру выходного патрубка, а перегородки секций выполнены в виде боковых стенок полых многогранных усеченных пирамид, причем в секциях накопителя указанные стенки многогранных усеченных пирамид направлены вершинами друг к другу, а основания этих пирамид соединены цилиндрической обечайкой [Патент РФ N 2136907, МПК F01N 3/08].A device for the exhaust system of an internal combustion engine is known, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a manifold for supplying gas, a swirler and a storage device, consisting of sections formed by partitions, and located in the housing coaxially one above the other, which is further provided with a conical fairing, a truncated apex which faces the inlet pipe, and having a central hole with a diameter of not more than half the diameter of the output pipe, sections of the swirl and drive are located in layers about and equipped with blades located tangentially to the outer diameter of the outlet pipe, and the partition walls are made in the form of side walls of hollow polyhedral truncated pyramids, and in the sections of the drive these walls of polyhedral truncated pyramids are directed vertices to each other, and the bases of these pyramids are connected by a cylindrical shell [Patent RF N 2136907, IPC F01N 3/08].
Это устройство является ближайшим аналогом заявляемого средства для выпускной системы двигателя внутреннего сгорания и принято за прототип изобретения. Прототип имеет следующие недостатки:This device is the closest analogue of the claimed means for the exhaust system of an internal combustion engine and is taken as a prototype of the invention. The prototype has the following disadvantages:
- устройство в основном способствует дожиганию паров топлива, содержащихся в отходящих газах и недостаточно эффективно оптимизирует работу двигателя внутреннего сгорания;- the device mainly contributes to the afterburning of fuel vapor contained in the exhaust gases and does not optimize efficiently the operation of the internal combustion engine;
- двигатель внутреннего сгорания при наличии такого устройства в выхлопной системе все равно имеет существенный расход топлива;- an internal combustion engine with such a device in the exhaust system still has a significant fuel consumption;
- двигатель при наличии такого устройства недостаточно плавно реагирует на увеличение или уменьшение подачи в него рабочей газовой смеси - недостаточно «эластичен».- the engine in the presence of such a device does not respond smoothly enough to an increase or decrease in the supply of the working gas mixture to it - it is not sufficiently "elastic".
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание эффективного средства для выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания, способного оптимизировать его работу, существенно снизить расход топлива и повысить эластичность его работы.The problem to which the invention is directed, is to create an effective tool for the exhaust system of an internal combustion engine that can optimize its operation, significantly reduce fuel consumption and increase the elasticity of its operation.
Поставленная задача решается тем, что предлагается средство для выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания, включающее корпус, имеющий внутреннюю полость, снабженную входом для газового потока и выходом для газового потока, и завихритель газового потока, расположенный во внутренней полости корпуса, у которого внутренняя полость корпуса имеет расположенные последовательно по ходу газового потока и сопрягающиеся между собой цилиндрическую часть, и часть в форме сопла Лаваля, причем завихритель газового потока расположен в цилиндрической части внутренней полости корпуса и выполнен таким образом, что при прохождении через него газового потока его периферийная часть закручивается вокруг собственной оси, а центральная часть движется поступательно.The problem is solved in that a means is proposed for the exhaust system of an internal combustion engine, comprising a housing having an internal cavity provided with an inlet for a gas stream and an outlet for a gas stream, and a gas flow swirl located in an internal cavity of the housing, in which the internal cavity of the housing has arranged sequentially along the gas flow and mating between themselves a cylindrical part, and part in the form of a Laval nozzle, and the swirl of the gas stream is located in the cylinder of the internal part of the housing and is designed in such a way that when a gas stream passes through it, its peripheral part is twisted around its own axis, and the central part moves progressively.
Длина цилиндрической части внутренней полости корпуса может быть больше длины расположенного в ней завихрителя и таким образом между завихрителем и соплом Лаваля может образоваться цилиндрическая полость.The length of the cylindrical part of the inner cavity of the housing may be greater than the length of the swirl located in it, and thus a cylindrical cavity may form between the swirl and the Laval nozzle.
Завихритель газового потока может быть выполнен в форме крыловидных пластин, установленных на поверхности цилиндрической части внутренней полости, имеющей диаметр D1, радиально по окружности, и под углом к ее оси, таким образом, что совместно они образуют воронку, имеющую наклонные периферийные газоходы и центральное отверстие диаметром D2, причем D1=(4-10)D2.The gas flow swirl can be made in the form of wing-shaped plates mounted on the surface of the cylindrical part of the inner cavity having a diameter D 1 , radially around the circumference, and at an angle to its axis, so that together they form a funnel having inclined peripheral flues and a central a hole with a diameter of D 2 , with D 1 = (4-10) D 2 .
Центральное отверстие образуется из-за размера лопастей, самый большой линейный размер которых меньше радиуса цилиндрической части внутренней полости корпуса.The central hole is formed due to the size of the blades, the largest linear size of which is less than the radius of the cylindrical part of the inner cavity of the housing.
Цилиндрическая часть внутренней полости корпуса может быть выполнена с диаметром D1, а сопло Лаваля в критическом сечении - с диаметром D3, причем при соотношении их размеров D1=(1.5-2)D3 - такое соотношение размеров оптимально для работы средства.The cylindrical part of the inner cavity of the housing can be made with a diameter of D 1 , and the Laval nozzle in a critical section with a diameter of D 3 , and with a ratio of their sizes D 1 = (1.5-2) D 3 - this ratio of sizes is optimal for the tool.
Вход средства сообщается с выпускной системой двигателя внутреннего сгорания, а его выход - с атмосферой.The input means communicates with the exhaust system of the internal combustion engine, and its output - with the atmosphere.
На рисунке представлен в разрезе общий вид заявляемого устройства, имеющего цилиндрическую полость между завихрителем газового потока и соплом Лаваля и завихритель с 12-ю лопастями, где:The figure shows in section a General view of the inventive device having a cylindrical cavity between a swirl of a gas stream and a Laval nozzle and a swirl with 12 blades, where:
1 - вход для газового потока,1 - input for gas flow,
2 - корпус,2 - housing
4 - лопасть завихрителя газового потока,4 - blade swirl gas flow,
6 - цилиндрическая часть внутренней полости,6 - cylindrical part of the inner cavity,
7 - сопло Лаваля,7 - Laval nozzle,
8 - докритический участок сопла Лаваля,8 - subcritical section of the Laval nozzle,
9 - критический участок сопла Лаваля,9 - a critical section of the Laval nozzle,
10 - закритический участок сопла Лаваля,10 - supercritical section of the Laval nozzle,
11 - выход для газового потока,11 - outlet for gas flow,
Средство, установленное в выхлопной системе, например, автомобиля, после выхлопного коллектора или турбокомпрессора работает следующим образом.The tool installed in the exhaust system, for example, of a car, after the exhaust manifold or turbocharger operates as follows.
На его вход 1 поступает поток отработавшего выхлопного газа двигателя внутреннего сгорания, который сразу попадает в завихритель газового потока 2, где происходит закручивание его периферийной части, при попадании газа на крыловидные лопасти 4, расположенные таким образом, что вместе они образуют воронку с направляющими газоходами между соседними лопастями и центральным отверстием. Газовый поток в результате обретает, кроме исходного поступательного движения центральной его части вдоль оси средства, проходящего через центральное отверстие, тангенциальное вращательное движение периферийной части. В данном случае крыловидная форма лопасти означает, что она имеет форму прямоугольного треугольника или прямоугольной трапеции, прикрепленными одной стороной прямого угла к цилиндрической поверхности и наклонно к ее оси. При этом линейный размер другой стороны прямоугольного угла лопасти увеличивается от меньшего к большему по мере прохождения газового потока. Закрученная периферийная часть газового потока соединяется с поступательно движущейся центральной частью и образует скрученный поток, имеющий разряжение в центральной части. Следует отметить, что завихритель газового потока может иметь иную конструкцию, важно, чтобы он был способен создать такой скрученный газовый поток. Сформированный завихрителем газового потока скрученный газовый поток поступает в цилиндрическую полость 6 при ее наличии, или непосредственно в сопло Лаваля 7. Этот скрученный поток характеризуется тем, что его центральная область движется поступательно вдоль собственной оси и имеет более низкое давление по сравнению с его периферийной областью, т.е газовый поток имеет в сечении центральную зону разряжения..At its input 1, the exhaust gas stream of the internal combustion engine enters, which immediately enters the gas flow swirler 2, where its peripheral part is twisted, when gas enters the pterygoid blades 4, which are arranged so that together they form a funnel with guiding flues between adjacent blades and a central hole. As a result, the gas flow acquires, in addition to the initial translational movement of its central part along the axis of the means passing through the central hole, the tangential rotational movement of the peripheral part. In this case, the wing-shaped shape of the blade means that it has the shape of a right-angled triangle or a rectangular trapezoid attached to one side of a right angle to a cylindrical surface and inclined to its axis. In this case, the linear dimension of the other side of the rectangular angle of the blade increases from smaller to larger as the gas flows. The swirling peripheral part of the gas stream is connected to a progressively moving central part and forms a twisted flow having a vacuum in the central part. It should be noted that the gas flow swirl may have a different design, it is important that it is able to create such a twisted gas flow. The twisted gas stream formed by the swirl of the gas stream enters the cylindrical cavity 6, if any, or directly into the Laval nozzle 7. This twisted stream is characterized by the fact that its central region moves progressively along its own axis and has a lower pressure compared to its peripheral region, that is, the gas stream has a central rarefaction zone in cross section.
Сопло Лаваля - техническое приспособление, служащее для ускорения газового потока, проходящего по нему, до скоростей, превышающих скорость звука. Сопло представляет собой канал, сужающийся в середине. В простейшем случае такое сопло может состоять из пары усеченных конусов - конфузора и диффузора, сопряженных друг с другом меньшими окружностями.Laval nozzle - a technical device that serves to accelerate the gas flow passing through it to speeds exceeding the speed of sound. The nozzle is a channel narrowing in the middle. In the simplest case, such a nozzle may consist of a pair of truncated cones - a confuser and a diffuser, paired with each other in smaller circles.
При прохождении скрученного потока отработавшего выхлопного газа через конфузор, т.е. участок, где сопло Лаваля сужается, газ имеет дозвуковую скорость движения (М<1), при прохождении газа через диффузор, т.е. участок, где сопло расширяется, газ имеет сверхзвуковую скорость движения газа (М>1), а при прохождении газа через самое узкое сечение сопла, называемое критическим, газ имеет скоростью звука (М=1).When a twisted exhaust gas flow passes through a confuser, i.e. the section where the Laval nozzle narrows, the gas has a subsonic speed (M <1), when the gas passes through the diffuser, i.e. the section where the nozzle expands, the gas has a supersonic gas velocity (M> 1), and when the gas passes through the narrowest section of the nozzle, called critical, the gas has a speed of sound (M = 1).
При работе сопла Лаваля в непустой среде, т.е. в атмосфере, сверхзвуковое течение может возникнуть только при достаточно большом избыточном давлении газа на входе в сопло по сравнению с давлением окружающей среды. При возникновении сверхзвукового течения давление газа на выходном срезе сопла может оказаться даже меньше давления окружающей среды (вследствие перерасширения газа при движении по соплу). Такой газовый поток может оставаться стабильным, поскольку давление окружающей среды (пока оно не на много превышает давление газа на срезе сопла) не может распространяться против сверхзвукового газового потока.When the Laval nozzle operates in a non-empty environment, i.e. in the atmosphere, a supersonic flow can occur only with a sufficiently large excess gas pressure at the inlet of the nozzle compared to ambient pressure. When a supersonic flow occurs, the gas pressure at the exit section of the nozzle may even be lower than the ambient pressure (due to over-expansion of the gas when moving along the nozzle). Such a gas stream can remain stable, since the ambient pressure (until it is much higher than the gas pressure at the nozzle exit) cannot propagate against a supersonic gas stream.
Таким образом, на сужающемся докритическом участке сопла Лаваля 8 движение газового потока происходит с дозвуковыми скоростями. В самом узком критическом сечении сопла 9 локальная скорость газового потока достигает звуковой, или близкой к ней. При описанной конструкции завихрителя газового потока целесообразно, чтобы сопло Лаваля в критическом сечении имело диаметр в 1.5-2 меньше диаметра отверстия воронки завихрителя газового потока. На расширяющемся закритическом участке сопла 11 газовый поток движется со сверхзвуковыми или близкими к ним скоростями. В результате снижения давления в диффузоре обеспечивается так называемый «подсос» - принудительный отвод отработанных газов из двигателя с высокой скоростью. Кроме того, в сопле Лаваля в результате увеличения скорости газового потока уменьшается давление газа в центральной зоне разряжения закрученного газового потока настолько, что может сформироваться обратный поток свежего атмосферного воздуха, направленный от выхода средства к его входу. В результате такого движения газа, в короткий отрезок времени, когда у работающего двигателя одновременно открываются впускной и выпускной клапаны, происходит полная продувка его цилиндров. Далее, при открытых впускных клапанах происходит полное наполнение цилиндров рабочей смесью, обогащенной кислородом. При рабочем цикле - сжатии рабочей смеси и возникновении искры происходит возгорание рабочей смеси и ее горение. Присутствующий в рабочей смеси озон распадается на кислород и отрицательно заряженные ионы кислорода, что приводит к интенсификации процесса окисления и топливо в рабочей смеси сгорает практически полностью. В результате сгорание топлива происходит эффективно, расход топлива снижается, а выбросы несгоревшего топлива либо ничтожны, либо их нет вовсе.Thus, in the tapering subcritical section of the Laval nozzle 8, the gas flow moves at subsonic speeds. In the narrowest critical section of nozzle 9, the local velocity of the gas stream reaches sound, or close to it. With the described design of the gas flow swirler, it is advisable that the Laval nozzle in the critical section have a diameter of 1.5-2 less than the diameter of the funnel swirl hole of the gas flow. In the expanding supercritical section of the nozzle 11, the gas flow moves with supersonic or close to their speeds. As a result of reducing the pressure in the diffuser, a so-called "suction" is ensured - forced exhaust gases from the engine at high speed. In addition, as a result of an increase in the gas flow rate in the Laval nozzle, the gas pressure in the central rarefaction zone of the swirling gas stream decreases so that a reverse flow of fresh atmospheric air can be formed, directed from the outlet of the medium to its inlet. As a result of such gas movement, in a short period of time, when the inlet and outlet valves simultaneously open at the working engine, its cylinders are completely purged. Further, with the inlet valves open, the cylinders are completely filled with a working mixture enriched with oxygen. When the working cycle is compression of the working mixture and the occurrence of a spark, the working mixture ignites and burns. Ozone present in the working mixture decomposes into oxygen and negatively charged oxygen ions, which leads to an intensification of the oxidation process and the fuel in the working mixture burns out almost completely. As a result, fuel combustion is efficient, fuel consumption is reduced, and unburned fuel emissions are either negligible or none at all.
Испытания показали, что при наличии предлагаемого средства в выхлопной системе автомобиля с двигателем внутреннего сгорания происходит практически полное сгорание топлива, поэтому расход топлива снижается, а выбросы токсичных веществ в атмосферу ничтожны. Например, после установки такого средства в выхлопную систему японского автомобиля «Лексус» с объемом двигателя 4.7 л, при 2000 об выбросы СО снизились с 0.08% до 0.06%, а СН с 200 ррm до 70 ррm, а при 2500 об выбросы СО снизились с 0.09% до 0.05%, а СН с 250 ррm до 70 ppm. Кроме того, двигатель без задержки и плавно реагирует на изменение положения педали акселератора, увеличивая или уменьшая вращающий момент, в зависимости от увеличения или уменьшения поступления в него рабочей газовой смеси, что свидетельствует о его хорошей эластичности.Tests have shown that with the proposed means in the exhaust system of a car with an internal combustion engine, almost complete combustion of fuel occurs, therefore, fuel consumption is reduced, and emissions of toxic substances into the atmosphere are negligible. For example, after installing such a tool in the exhaust system of a Japanese Lexus car with an engine capacity of 4.7 l, at 2000 rpm, CO emissions decreased from 0.08% to 0.06%, and CH from 200 rpm to 70 rpm, and at 2500 rpm, CO emissions decreased from 0.09% to 0.05%, and heart failure from 250 ppm to 70 ppm. In addition, the engine without delay and smoothly responds to a change in the position of the accelerator pedal, increasing or decreasing the torque, depending on the increase or decrease in the flow of the working gas mixture, which indicates its good elasticity.
Таким образом, предлагаемое средство для выхлопной системы двигателя внутреннего сгорания способствует интенсивному удалению выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания и оптимизирует процессы горения при его работе, а, следовательно, в целом оптимизирует работу двигателя внутреннего сгорания.Thus, the proposed tool for the exhaust system of an internal combustion engine promotes the intensive removal of exhaust gases from the internal combustion engine and optimizes the combustion processes during its operation, and, therefore, generally optimizes the operation of the internal combustion engine.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008149502/22U RU87753U1 (en) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | MEANS FOR EXHAUST INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEM OPTIMIZING ITS OPERATION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008149502/22U RU87753U1 (en) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | MEANS FOR EXHAUST INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEM OPTIMIZING ITS OPERATION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU87753U1 true RU87753U1 (en) | 2009-10-20 |
Family
ID=41263283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008149502/22U RU87753U1 (en) | 2008-12-15 | 2008-12-15 | MEANS FOR EXHAUST INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEM OPTIMIZING ITS OPERATION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU87753U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU183942U1 (en) * | 2018-04-02 | 2018-10-09 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | EXHAUST DEVICE FOR A SHIP GAS TURBINE ENGINE |
| RU2703643C1 (en) * | 2019-05-07 | 2019-10-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Gas flow swirler |
-
2008
- 2008-12-15 RU RU2008149502/22U patent/RU87753U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU183942U1 (en) * | 2018-04-02 | 2018-10-09 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | EXHAUST DEVICE FOR A SHIP GAS TURBINE ENGINE |
| RU2703643C1 (en) * | 2019-05-07 | 2019-10-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Gas flow swirler |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2012504202A (en) | Exhaust turbocharger for internal combustion engines | |
| KR100766806B1 (en) | Exhaust gas-discharging device of vehicle | |
| KR20170111940A (en) | Fluid flow acceleration apparatus for internal-combustion engine | |
| KR100684568B1 (en) | Exhaust for automobile | |
| JP7465558B2 (en) | Exhaust promotion device for internal combustion engine and method for improving exhaust system | |
| RU87753U1 (en) | MEANS FOR EXHAUST INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEM OPTIMIZING ITS OPERATION | |
| JP2022024007A5 (en) | Exhaust promotion device for internal combustion engine and method for improving exhaust system | |
| US20060076185A1 (en) | Exhaust system | |
| US20130019590A1 (en) | Dynamically adjusting tuned exhaust system | |
| RU2440498C2 (en) | Device for exhaust system of internal combustion engine, which optimises its operation | |
| JP5478920B2 (en) | Spiral tail for energy-saving exhaust muffler and usage of spiral tail | |
| US4303143A (en) | Exhaust gas control system | |
| RU106658U1 (en) | MUFFLER | |
| US2023024A (en) | Engine muffler | |
| KR20130002483U (en) | Sub-muffler for automobile exhaust system | |
| CN2414201Y (en) | Power boosting fuel-saving silencer for motor vehicle | |
| KR102232248B1 (en) | The exaust fumes reduction device for internal combustion engine | |
| CA2630268A1 (en) | Exhaust pipe accessory | |
| KR102127140B1 (en) | The exaust fumes reduction device for internal combustion engine | |
| KR102232251B1 (en) | The exaust fumes reduction device for internal combustion engine of ship | |
| RU2220298C2 (en) | Internal combustion engine muffler | |
| KR200312121Y1 (en) | A silencer for the automobile | |
| KR102180488B1 (en) | The exaust fumes reduction device for internal combustion engine of ship | |
| KR102319070B1 (en) | The exhaust fumes reduction device for internal combustion engine of automobile | |
| US3767006A (en) | Silencer for gas discharging devices employing means for reducing drag |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20091216 |