SU1290002A1 - Method for adjusting resonance inlet and outlet system of internal combustion engine - Google Patents
Method for adjusting resonance inlet and outlet system of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- SU1290002A1 SU1290002A1 SU853890088A SU3890088A SU1290002A1 SU 1290002 A1 SU1290002 A1 SU 1290002A1 SU 853890088 A SU853890088 A SU 853890088A SU 3890088 A SU3890088 A SU 3890088A SU 1290002 A1 SU1290002 A1 SU 1290002A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- exhaust
- intake
- pipelines
- ratio
- air
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B27/00—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
- F02B27/02—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
- F02B27/0205—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means characterised by the charging effect
- F02B27/021—Resonance charging
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B27/00—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
- F02B27/02—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
- F02B27/0226—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means characterised by the means generating the charging effect
- F02B27/0231—Movable ducts, walls or the like
- F02B27/0236—Movable ducts, walls or the like with continuously variable adjustment of a length or width
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B27/00—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
- F02B27/04—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues in exhaust systems only, e.g. for sucking-off combustion gases
- F02B27/06—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues in exhaust systems only, e.g. for sucking-off combustion gases the systems having variable, i.e. adjustable, cross-sectional areas, chambers of variable volume, or like variable means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к двига- телестроению и позвол ет повысить экономичность двигател внутреннего сгорани . Система содержит настраиваемые впускной и выпускной трубопроводы 1 и 2, цилиндры 3, подвижные насадки 4 и 5 с окнами 6 и 7. При помощи поворота насадок осуществл етс изменение акустической длины трубопроводов I и 2, т.е. настройка резонансной системы впуска и выпуска . Измер температуру при помощи датчиков 8 и 9 и подава управл ющий сигнал на привод 10, производ т изменение передаточного отношени путем перемещени цилиндрического диска 13 по оси 18. Диск 13 кинематически св зан с коническими дисками ,11 и 12, закрепленными на насадках 4 и 5. С их помощью изменение акустической длины трубопроводов производ т одновременно и в отношении, обратном отношению скоростей звука в воздухе и в отработавщих газах. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. (ЛThe invention relates to engine building and makes it possible to increase the efficiency of an internal combustion engine. The system contains adjustable inlet and outlet pipes 1 and 2, cylinders 3, moving nozzles 4 and 5 with windows 6 and 7. By turning the nozzles, the acoustic length of pipes I and 2, i.e. tuning resonant intake and exhaust systems. Measuring the temperature using sensors 8 and 9 and applying a control signal to the drive 10, the gear ratio is changed by moving the cylindrical disk 13 along the axis 18. The disk 13 is kinematically connected with conical disks 11 and 12 fixed on nozzles 4 and 5 With their help, the change in the acoustic length of the pipelines is made simultaneously in relation to the inverse ratio of the speeds of sound in the air and in the exhaust gases. 2 sec. f-ly, 2 ill. (L
Description
Изобретение относитс к машиностроению , а именно к двигателестрое нию и может быть использовано в дви гател х внутреннего сгорани с резонансными системами впуска и выпуска .The invention relates to mechanical engineering, namely engine building, and can be used in internal combustion engines with resonant intake and exhaust systems.
Цель изобретени - повьппение эффективности настройки резонансной системы впуска и выпуска и соответственно экономичности двигател внутреннего сгорани .The purpose of the invention is to increase the efficiency of tuning the intake and exhaust resonance system and, accordingly, the efficiency of the internal combustion engine.
На фиг. показана резонансна система впуска и выпуска двигател , общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.FIG. shows a resonant engine intake and exhaust system, a general view; figure 2 - section aa in figure 1.
Система впуска и .выпуска содержит настраиваемые трубопроводы I и 2 впуска и выпуска, цилиндры 3 с неперекрывающимис фазами газораспределени , подвижные насадки 4 и 5 с окнами 6 и 7, датчики 8 и 9 температуры , электромеханический привод 10 и механическую передачу. Последн выполнена в виде двух конических дисков И и 12, установленны на параллельных ос х и ориентиро- ваннных вершинами в противоположных направлени х, и расположенного между ними подвижного цилиндрического диска 13, установленного с возможностью изменени передаточного отношени между коническими дисками 11 и 12 в соответствии с отношением квадратных корней из температур воз духа и отработавших газов в трубопроводах 1. и 2 впуска и выпуска. .Последние подключены к цилиндрам 3 и снабжены продольными окнами 14 и 15 на концах. Подвижные насадки 4 и 5 установлены на концах трубопроводов I и 2. Одна из сторон 16 и 17 окон 6 и 7 выполнена по наклонной к образующей насадков 4 и 5. Датчик 8 и 9 температуры размещены в трубопроводах 1 и 2 впуска и вьтуска. Электромеханический привод 10 подключен к датчикам 8 и 9 температуры и к цилиндрическому подвижному диску 13 механической передачи. Диск 13 выполнен подвижным по оси 18.The intake and exhaust system contains adjustable inlet and outlet pipelines I and 2, cylinders 3 with non-overlapping valve timing, moving nozzles 4 and 5 with windows 6 and 7, temperature sensors 8 and 9, electromechanical drive 10 and mechanical transmission. The latter is made in the form of two conical disks And and 12, mounted on parallel axes and oriented vertices in opposite directions, and a movable cylindrical disk 13 interposed between them, installed with the possibility of changing the gear ratio between conical disks 11 and 12 in accordance with the ratio of the square roots of air temperatures and exhaust gases in pipelines 1. and 2 inlets and outlets. . The latter are connected to cylinders 3 and provided with longitudinal windows 14 and 15 at the ends. Mobile nozzles 4 and 5 are installed at the ends of pipelines I and 2. One of the sides 16 and 17 of windows 6 and 7 is inclined to the forming nozzles 4 and 5. Temperature sensor 8 and 9 are located in inlet and outlet pipes 1 and 2. The electromechanical actuator 10 is connected to sensors 8 and 9 of temperature and to a cylindrical movable disk 13 of a mechanical transmission. The disk 13 is made movable along the axis 18.
Система впуска и выпуска работае следующим образом.The intake and exhaust system works as follows.
В начале такта выпуска газов в одном из цилиндров 3, например, в среднем, в трубопроводе 2 выпуска формируетс волна давлени , котора начинает распростран етс , со скоростью звука в сторону глухого и отAt the beginning of a gas discharge stroke in one of the cylinders 3, for example, on average, a pressure wave forms in the discharge pipe 2, which begins to propagate, with the speed of sound towards the deaf and away from
5five
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
крытого концов трубопровода 2. Волна, отраженна от глухого конца, практически мгновенно возвращаетс к цилиндру (без изменени знака волны. Друга волна, движуща с по трубопроводу 2 в сторону открытого конца, отражаетс от окна, образованного положением накпонной стороны 17 окна 7 насадка 5 и продольного окна 15 трубопровода 2, с изменением знака волны на обратный. Волна разрежени движетс в обратном направлении в сторону цилиндра и при подходе к нему обеспечивает отсос отработавших газов из него в трубопровод 2. Согласование амплитуды и частоты волн с режимами работы двигател осуществл етс путем изменени акустической длины трубопровода 2 при помощи поворота насадка 5 вокруг своей оси.the covered pipe ends 2. A wave reflected from the blind end almost instantly returns to the cylinder (without changing the sign of the wave. Another wave moving from pipe 2 towards the open end is reflected from the window formed by the on-board side 17 of window 7 nozzle 5 and the longitudinal window 15 of the pipeline 2, with a change in the sign of the wave on the back. The rarefaction wave moves in the opposite direction towards the cylinder and when approaching it provides exhaust gases from it into the pipeline 2. Coordination of amplitude and h The frequency of the waves with engine operating modes is carried out by changing the acoustic length of the pipeline 2 by rotating the nozzle 5 around its axis.
Аналогичным образом осуществл етс настройка резонансной системы впуска. Импульс разрежени , образую- 1ЦИЙСЯ на такте впуска одного из цилиндров 3, передаетс из него в бопровод 1 впуска и, двига сь со скоростью звука в сторону открытого конца, достигает окна, образованного наложе1Й1ем наклонной, стороны 16 окна 6 насадка 4 и продольного окна 14 трубопровода 1. Отразившись от открытого окна с изменением знака волны на обратный, образовавша с волна давлени движетс обратно к органам газораспределени цилиндров 3. За счет подбора длины трубопровода путем поворота насадка 4 обеспечиваетс подход волШ) давлени к одному из цилиндров 3 в момент перекрыти органов газораспределени , что обеспечивает улучшение продувки и наполнени цилиндра.The resonant intake system is tuned in a similar manner. A vacuum pulse, which is formed at the intake stroke of one of the cylinders 3, is transmitted from it to the intake conduit 1 and, moving at the speed of sound towards the open end, reaches a window formed by an inclined superimposed 16 side 6 of the nozzle 4 and the longitudinal window 14 pipeline 1. Reflecting from the open window with a reversal of the wave sign, the resulting pressure wave moves back to the gas distribution organs of the cylinders 3. By adjusting the length of the pipeline by turning the nozzle 4, the pressure pressure approach to one Om from the cylinder 3 at the time of overlap of the valve, which provides improved purging and filling of the cylinder.
Наиболее эффективно способ реализуетс в 3-х и 4-х цилиндровых двигател х с равномерным чередованием циклов. В этом случае, при резонансной настройке трубопровода 1 впуска к началу и концу такта впуска каждо го цилиндра приходит волна давлени , а к началу и концу каждого такта .выпуска - волна разрежени . При этом период между пиками (экстремумами) -волн давлени и разрежени составл ет приблизительно 90 угла поворота коленчатого вала, т.е. период колебаний в системах впуска и выпуска одинаков, а следовательно, отношение длин трубопроводов 1 и 2 впуска и выпуска равно отношению скоростей звука в воздухе и газе,The method is most efficiently implemented in 3 and 4 cylinder engines with uniform alternation of cycles. In this case, with the resonant adjustment of the inlet pipeline 1, a pressure wave arrives at the beginning and end of the intake stroke of each cylinder, and a rarefaction wave comes to the beginning and end of each exhaust stroke. In this case, the period between the peaks (extremes) of the pressure and vacuum waves is approximately 90 degrees of rotation of the crankshaft, i.e. the oscillation period in the intake and exhaust systems is the same, and therefore, the ratio of the lengths of the inlet and outlet pipelines 1 and 2 is equal to the ratio of the speeds of sound in air and gas,
Таким образом, длина трубопровода 2 вьтуска должна быть больше длины трубопровода 1 впуска в таком соотношении, в каком скорость звука в гор чем газе больше скорости звука в воздухе. Поскольку скорость звука а зависит от температуры Т среды, а fKRT, где К и R - показатель адиабаты и газова посто нна соответственно , то отношение длин трубопроводов 1 и 2 должно составл ть величину , равную отношению квадратных корней из температур (если в первом приближении пренебречь отличием К и R дл воздуха и газа). В такой постановке способ вл етс более удобным при практической реализации его в устройстве, так как измерение температур осуществить достаточно просто . В этом случае, измер температуру , на каждом режиме работы двигател определ ют скорости звука в отработавших газах и в воздухе и производ т изменение акустической длины трубопроводов 1 и 2 одновременно и в соотношении, обратном отношению скоростей звука в воздухе в отработавших газах.Thus, the length of pipeline 2 inlets must be greater than the length of pipeline 1 inlet in such a ratio, in which the speed of sound in a hot gas is greater than the speed of sound in air. Since the speed of sound a depends on the temperature T of the medium, and fKRT, where K and R are the adiabatic exponent and the gas constant, respectively, the ratio of the lengths of pipelines 1 and 2 should be equal to the ratio of the square roots of the temperatures (if in the first approximation we neglect difference between K and R for air and gas). In this formulation, the method is more convenient in the practical implementation of it in the device, since the measurement of temperatures is quite simple. In this case, measuring the temperature, in each engine operation mode, determine the speed of sound in the exhaust gases and in the air and change the acoustic length of pipelines 1 and 2 simultaneously and in a ratio inverse to the ratio of the speeds of sound in the air in the exhaust gases.
Изменение акустических длин трубопроводов 1 и 2 осуществл етс сле- дуюш;им образом.The change in acoustic lengths of pipelines 1 and 2 is carried out in the following way.
С помощью датчиков 8 и 9 температуры подаетс управл ющий сигнал на электромеханический привод 10, который осуществл ет изменение пере даточного отношени механической передачи путем перемещени цилиндрического диска 13 по оси 18. Дис1с кинематически св зан с коническими дисками 11 и 12 закрепленных насадков 4 и 5. При перемещении диска 13 измен етс передаточное отношение i между коническими дисками П и 12 в соответствии с отношением квадратТ .Using temperature sensors 8 and 9, a control signal is applied to the electromechanical actuator 10, which changes the transmission ratio of the mechanical transmission by moving the cylindrical disk 13 along the axis 18. The disk is kinematically connected with conical disks 11 and 12 of fixed nozzles 4 and 5. When the disk 13 is moved, the gear ratio i between the conical disks P and 12 changes in accordance with the square T ratio.
ных корней из температур Т иroots from temperatures T and
оabout
воздуха и отработавших газов вair and exhaust gases in
бопроводах 1 иpipelines 1 and
or тру2 впуска и выпускаor 2 intake and exhaust
fV-Така настройка системы впуска и выпуска приводит к пЬвшпению эффективности и экономичности двигател внутреннего сгорани .fV-Tak tuning an intake and exhaust system leads to a greater efficiency and economy of the internal combustion engine.
Формул аFormula
иand
4 зоб4 goiter
р е т е н и rete n i
10ten
1515
5five
I. Способ настройки.резонансной системы впуска и выпуска двигател внутреннего сгорани путем формировани в трубопроводах впуска и выпуска волн давлени воздуха и отработавших газов и согласовани амплитуды и частоты волн с режимами работы двигател при помощи изменени акустической длины трубопроводов впуска и выпуска, о т л и ч а ю- щ и и с тем, что, с целью повышени эффективности, на каждом режиме определ ют отношение скорости звука в отработавших газах к скорости звука в воздухе и производ т изменение акустической длины трубопроводов одновременна и в сооткоше- 0 НИИ, обратном отношению скоростей звука в воздухе и в отработавших газах.I. The tuning method of the resonant intake and exhaust system of an internal combustion engine by shaping the pressure of air and exhaust gases in the intake and exhaust pipelines and matching the amplitude and frequency of the waves with the engine operating modes by changing the acoustic length of the intake and exhaust pipelines In order to increase efficiency, the ratio of the speed of sound in exhaust gases to the speed of sound in air is determined in each mode and the acoustic length of the pipe is changed. horseflies and simultaneous sootkoshe- 0 NII reverse relative sound velocity in air and the exhaust gases.
2. Резонансна система впуска и выпуска двигател внутреннего сгорани , содержаща настраиваемые трубопроводы впуска и выпуска, подключенные к цилиндрам с неперекры- ваюшлмис фазами газораспределени , снабженные продольными окнами на концах, и установленные на последних подвижные насадки с окнами, одна из сторон которых выполнена по наклонной к образующей насадка, отличающа с тем, что, с целью повьш ени экономичности двигател , система дополнительно снабжена датчиками температуры, электромеханическим приводом и механической передачей, причем последн выполнена в виде двух конических дисков, установленных на параллельных ос х, ориентировaHtaix вершинами .в противоположных направлени х, и расположенного между ними подвижного цилиндрического диска, установленного с возможностью изменени передаточного отношени между кони- чecки в да|сками в соответствии с отношением квадратных корней из температур воздуха и отработавших газов .в трубопроводах впуска и выпуска , датчики температуры размещены в трубопроводах впуска и выпуска, а электромеханический привод подключен к датчикам температуры и к цилиндрическому подвижному диску механической передачи.2. Resonant intake and exhaust system of an internal combustion engine, containing adjustable intake and exhaust pipelines connected to cylinders with non-overlapping timing, fitted with longitudinal windows at the ends, and mounted on the latter moving nozzles with windows one side of which are inclined to forming a nozzle, characterized in that, in order to increase the efficiency of the engine, the system is additionally equipped with temperature sensors, an electromechanical drive and a mechanical transmission This is done in the form of two conical disks mounted on parallel axes, oriented by Htaix vertices in opposite directions, and a movable cylindrical disk positioned between them, mounted with the possibility of changing the ratio between axes in accordance with the ratio of the square roots of air temperature and exhaust gases .in the intake and exhaust pipelines, temperature sensors are located in the intake and exhaust pipelines, and the electromechanical drive is connected It is suitable for temperature sensors and a cylindrical rolling mechanical disc.
00
5five
СWITH
5five
00
5five
16sixteen
tftt/ff.2tftt / ff.2
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU853890088A SU1290002A1 (en) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | Method for adjusting resonance inlet and outlet system of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU853890088A SU1290002A1 (en) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | Method for adjusting resonance inlet and outlet system of internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1290002A1 true SU1290002A1 (en) | 1987-02-15 |
Family
ID=21175236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU853890088A SU1290002A1 (en) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | Method for adjusting resonance inlet and outlet system of internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1290002A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000000723A1 (en) * | 1998-06-26 | 2000-01-06 | Vadim Sergeevich Silin | Method for supercharging an internal combustion engine |
-
1985
- 1985-04-26 SU SU853890088A patent/SU1290002A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент GB № 1094877, кл. F 1 В, 1967. Авторское свидетельство СССР № 544759, кл. F 02 В 27/00, 1976. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000000723A1 (en) * | 1998-06-26 | 2000-01-06 | Vadim Sergeevich Silin | Method for supercharging an internal combustion engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3056104A (en) | Underwater signaling and apparatus therefor | |
| JPH0647344A (en) | Acoustic resonator | |
| Ross et al. | Measurement of the acoustic internal source impedance of an internal combustion engine | |
| US4889082A (en) | Intake system for multiple-cylinder engine | |
| SU1290002A1 (en) | Method for adjusting resonance inlet and outlet system of internal combustion engine | |
| Jones et al. | Determination of two-stroke engine exhaust noise by the method of characteristics | |
| MXPA97008006A (en) | Piston motors li | |
| CA2175524A1 (en) | Method and Apparatus for Tuned Pipe Water Injection | |
| US4381739A (en) | Cam internal combustion engine | |
| US4805318A (en) | Acoustically enhanced heat exchange and drying apparatus | |
| Winterbone et al. | Efficiency of the manifolds of turbocharged engines | |
| SU1663210A1 (en) | Interval combustion engine and method for operating same | |
| Shimamoto et al. | A research on inertia charging effect of intake system in multi-cylinder engines | |
| SU1184959A1 (en) | Exhaust system of i.c.engine | |
| SU1622600A1 (en) | Line of gas-exchange system of i.c.engine | |
| SU1265385A1 (en) | Internal combustion engine exhaust system | |
| SU1725764A3 (en) | Resonance exhaust system of internal combustion engine | |
| Binder et al. | An introduction to an analysis of gas vibrations in engine manifolds | |
| SU1343060A2 (en) | Device for resonance supercharging of internal combustion engine | |
| SU1359450A1 (en) | Outlet system of internal combustion engine | |
| Gupta et al. | Time-domain-finite-wave analysis of the engine exhaust system by means of the stationary-frame method of characteristics. Part II. Computed results and experimental corroboration thereof | |
| SU557197A1 (en) | Blower for internal combustion engine | |
| RU2008457C1 (en) | Exhaust system of internal combustion engine | |
| RU2312235C1 (en) | Intake system of internal combustion engine | |
| SU1657691A1 (en) | Four-cylinder row internal combustion engine |