SU800402A1 - Exhaust manifold of supercharged i.c.engine - Google Patents
Exhaust manifold of supercharged i.c.engine Download PDFInfo
- Publication number
- SU800402A1 SU800402A1 SU792747167A SU2747167A SU800402A1 SU 800402 A1 SU800402 A1 SU 800402A1 SU 792747167 A SU792747167 A SU 792747167A SU 2747167 A SU2747167 A SU 2747167A SU 800402 A1 SU800402 A1 SU 800402A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- section
- exhaust
- pipelines
- cylinder
- bodies
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Supercharger (AREA)
Description
Изобретение относится к машиностроению^ а именно даигателестроению и в частности к устройству выхлопных систем двигателей внутреннего сгорания с наддувом.The invention relates to mechanical engineering ^ namely, to engine building, and in particular to a device for exhaust systems of supercharged internal combustion engines.
Известны выпускные коллекторы двигателей внутреннего сгорания с наддувом, содер- 5 жащие выпускные трубопроводы, каждый из которых объединяет попарно выпускные органы со смещенными фазами выпуска и подключен к общему преобразователю импульсов, снабженному выпускным диффузорным, переходным цилиндрическим и входным конфузорным участками и разделителем потоков, установленным в конфузорном участке [1].There are known exhaust manifolds of supercharged internal combustion engines containing 5 exhaust pipelines, each of which combines exhaust elements in pairs with offset exhaust phases and is connected to a common pulse converter equipped with exhaust diffuser, transition cylindrical and inlet confuser sections and a flow separator installed in confuser site [1].
В известных выпускных коллекторах конфу зорный участок образован соединенными под углом друг к другу выходными сечениями двух выпускных трубопроводов, поэтому один преобразователь импульсов не позволяет объединять более четырех цилиндров.In known exhaust manifolds, the confluent section is formed by outlet sections of two exhaust pipelines connected at an angle to one another; therefore, one pulse converter does not allow combining more than four cylinders.
Основным недостатком известных устройств является то, что они не могут быть использованы в многоцилиндровых двигателях. Так, например при числе цилиндров, кратном чегы2 рем, приходится устанавливать дополнительные преобразователи импульсов, что при последовательном их соединении загромождает выпускную систему и приводит к дополнительным потерям располагаемой энергии выпускных газов. Параллельное же подключение дополнительных преобразователей импульсов к многозаходной турбине приводит к увеличению вентиляционных потерь в турбокомпрессоре наддува двигателя, что также снижает полезное использование располагаемой энергии выпускных газов.The main disadvantage of the known devices is that they cannot be used in multi-cylinder engines. So, for example, when the number of cylinders is a multiple of two, we have to install additional pulse converters, which, when connected in series, clutters the exhaust system and leads to additional losses of the available energy of the exhaust gases. Parallel connection of additional pulse converters to a multi-start turbine leads to an increase in ventilation losses in the turbocharger of the engine boost, which also reduces the useful use of available exhaust gas energy.
В связи с тем, что в цилиндрическом участке преобразователя происходит объединение фактически только двух потоков (активного и пассивного) на входе в диффузор сохраняется неравномерность профиля скоростей потока газов, что снижает эффективность преобразования кинетической энергии газа в давление, а также ослабляет эжекцию пассивного потока активным на входе в смеситель и тем самым ухудшает продувку камеры сгорания, снижая индикаторные показатели процесса сгорания и ухудшая топливную экономичность двигателя.Due to the fact that in the cylindrical section of the converter, only two flows (active and passive) are combined at the inlet of the diffuser, the nonuniformity of the gas flow velocity profile is preserved, which reduces the efficiency of converting the kinetic energy of the gas into pressure, and also weakens the ejection of the passive flow by active the entrance to the mixer and thereby degrades the purge of the combustion chamber, reducing the indicators of the combustion process and impairing fuel efficiency of the engine.
Кроме того, выпускной коллектор двигателя с таким преобразователем импульсов малоэффективен или совершенно не пригоден для многоцилиндровых дизелей с числом цилиндров, не кратным четырем, особенно .для турбокомпрессора с однозаходной турбиной, которая имеет более высокий КПД по Сравнению с парциальным подводом газов.In addition, the exhaust manifold of an engine with such a pulse converter is ineffective or completely unsuitable for multi-cylinder diesel engines with a number of cylinders not a multiple of four, especially for a turbocharger with a single-start turbine, which has a higher efficiency in comparison with the partial supply of gases.
Цель изобретения — уменьшение потерь, располагаемой энергии выпускных газов двигателя внутреннего сгорания.The purpose of the invention is the reduction of losses, available energy of the exhaust gases of an internal combustion engine.
Указанная цель достигается тем, что разделитель потоков выполнен в виде двух групп пластин разной длины, чередующихся между собой, установленных радиально и образующих секторные камеры, каждая из которых связана с выпускным трубопроводом, причем длина пластин одной группы составляет 0,65—0,75 от длины пластин второй группы, а один из выпускных трубопроводов расположен в преобразователе импульсов по оси конфузора. При этом площадь выходного сечения конфузорного участка выполнена в ' соответствии с соотношением f = (0,81-0,83) (1 + ) Fmo)x, где Fmax — эффективное проходное сечение при полном открытии выпускных органов одного цилиндра;This goal is achieved by the fact that the flow separator is made in the form of two groups of plates of different lengths, alternating between each other, mounted radially and forming sector cameras, each of which is connected to the exhaust pipe, and the plate length of one group is 0.65-0.75 the lengths of the plates of the second group, and one of the exhaust pipelines is located in the pulse converter along the axis of the confuser. Moreover, the outlet cross-sectional area of the confuser section is made in accordance with the relation f = (0.81-0.83) (1 +) F mo) x , where F max is the effective cross-section with full opening of the exhaust organs of one cylinder;
Ψ — отношение суммарного время-сечения одновременно открытых выпускных органов к время-сечению выпускных органов одного цилинд ра;Ψ is the ratio of the total time section of the simultaneously open exhaust organs to the time section of the exhaust organs of one cylinder;
f — площадь выходного сечения кон- 35 фу зорного участка.f - the outlet section area concentration 35 fu Zorn portion.
На фиг. 1 представлен описываемый выпускной коллектор двигателя с четным количеством объединяемых трубопроводов, общий вид,' на фиг. 2 — сечение А—А входного учас- 48 тка преобразователя импульсов на фит. 1; на фиг. 3 — входной участок с нечетным количеством объединяемых трубопроводов, общий вид; на фиг. 4 — то же, сечение Б—Б на фиг. 3; на фиг. 5 — то же, сечение В—В на 45 фиг. 4; на фиг. 6 — графически изображено перекрытие время-сечения выпускных органов 8-ми цилиндрового двигателя; на фиг. 7 — графически изображено время-сечение выпускных органов 14-ти цилиндрового двигателя. 50In FIG. 1 shows the described exhaust manifold of an engine with an even number of combined pipelines, a general view, 'in FIG. 2 - section A — A of the input section of the 48 pulse converter to fit. 1; in FIG. 3 - input section with an odd number of combined pipelines, general view; in FIG. 4 - same, section B — B in FIG. 3; in FIG. 5 is the same, section B-B at 45 of FIG. 4; in FIG. 6 - graphically shows the overlapping time-section of the exhaust organs of an 8-cylinder engine; in FIG. 7 - graphically shows the time section of the exhaust bodies of a 14-cylinder engine. fifty
Описываемый выпускной коллектор, например для 8-ми цилиндрового двигателя, < включает в себя выпускные органы (не показаны) цилиндров 1, подключенные через выпускные патрубки 2 к выпускным трубопро- 55 водам 3 и к общему преобразователю 4 импульсов выпуска, снабженному выпускным диффузорным 5, переходным цилиндрическим 6 и входным конфузорным 7 участками. Кон фузорный участок 7 с установленным в нем разделителем 8 потоков представляет из себя смеситель 9 газовых потоков. Разделитель 8 потоков выполнен в виде двух групп пластин 10 и 11 различной длины, которые образуют секторные камеры 12. Выпускные трубопроводы 3 объединяют попарно выпускные органы со смещенными фазами выпуска. Преобразователь 4 импульсов своим выходным диффузорным участком 5 подключен к уравнительной емкости 13 и к агрегату наддува 14. Один из трубопроводов расположен в преобразователе импульсов по оси конфузора и снабжен соплом 15. Выходное сечение 16 конфузорного участка 7 имеет вполне определенное значение своей площади.The described exhaust manifold, for example for an 8-cylinder engine, <includes exhaust bodies (not shown) of the cylinders 1, connected through the exhaust pipes 2 to the exhaust pipes 3 and to a common converter 4 output pulses, equipped with an exhaust diffuser 5, transitional cylindrical 6 and input confuser 7 sections. The confuser section 7 with the flow separator 8 installed therein is a mixer 9 of gas flows. The separator 8 flows is made in the form of two groups of plates 10 and 11 of different lengths, which form the sector chambers 12. The exhaust pipes 3 combine pairwise exhaust bodies with offset phases of the release. The pulse converter 4, with its output diffuser section 5, is connected to equalization tank 13 and to the boost unit 14. One of the pipelines is located in the pulse converter along the confuser axis and is equipped with a nozzle 15. The output section 16 of the confuser section 7 has a well-defined value of its area.
Выходные сечения трубопроводов 3 связаны непосредственно с секторными камерами 12, которые образованы пластинами 10 и 11, установленными радиально и чередующимися между собой в конфузорном входном участке 7 смесителя 9. Длина пластин первбй группы 10 для обеспечения оптимальной скорости потока в выходном сечении секторных камер 12 выбрана в диапазоне 0,65—0,75 от длины пластин второй группы 11.The output sections of the pipelines 3 are connected directly to the sector chambers 12, which are formed by plates 10 and 11 mounted radially and alternating between each other in the confuser inlet section 7 of the mixer 9. The length of the plates of the first group 10 is chosen to ensure the optimal flow rate in the output section of the sector chambers 12 the range of 0.65-0.75 of the length of the plates of the second group 11.
Проходное сечение ^выпускных патрубков и трубопроводов 3 выбирают в зависимости от степени форсировки двигателя по давлению наддува и частоте вращения коленвала в следующих пределах ^max < fn 6 F, !The through section ^ of the exhaust pipes and pipelines 3 is selected depending on the degree of engine boost by the boost pressure and the crankshaft speed in the following limits ^ max <f n 6 F,!
где Fn Fmax — соответственно геометрическое и эффективное проходное сечение при полном открытии выпускных органов одного цилиндра.where F n F max - respectively, the geometric and effective cross-section with full opening of the exhaust organs of one cylinder.
Выходное сечение 16 конфузорного участка 7 выполнено в соответствии с соотноше нием f = (0,81-0,83) (1 + ΨΣ) Fmax, где f — площадь выходного сечения конфу-The output section 16 of the confuser section 7 is made in accordance with the relation f = (0.81-0.83) (1 + Ψ Σ ) F max , where f is the area of the output section of the confuser
зорного участка; отношение суммарного время-сечения одновременно открытых выпускных органов к время-сечению выпускных органов одного цилиндра.zorny plot; the ratio of the total time section of simultaneously open exhaust organs to the time section of the exhaust organs of one cylinder.
Величина представляет собой относительную величину время-сечения перекрываемых фаз выпуска цилиндров, объединяемых секторными камерами 12 за полный период от крытия выпускных органов одного цилиндра. Для 8-ми цилиндрового двигателя перекрытие время-сечений выпускных органов за период приведено на фиг. 6, где по оси ординат отложено проходное сечение F , аThe value is the relative value of the time-section of the overlapping phases of the release of the cylinders, united by sector cameras 12 for the full period from the opening of the exhaust organs of one cylinder. For an 8-cylinder engine, the overlapping time-sections of the exhaust bodies for the period are shown in FIG. 6, where the passage section F is plotted along the ordinate axis, and
I по оси абсцисс — период открытия выпускных органов ΐ. Величина для рассматрив;I along the abscissa - the period of the opening of the exhaust organs ΐ. Value for considering;
емого примера определяется планиметрированием площадей под кривыми, a^,c^d,e, т.е.This example is determined by planimetricizing the areas under the curves, a ^, c ^ d, e, i.e.
где , Vd и - время-сечение выпускных органов различных цилиндров.where, Vd and is the time-section of the exhaust organs of various cylinders.
Коэффициент '0,81-0,83 в приведенном выше соотношении является экспериментальной величиной оптимального сужения проходного сечения каждой секторной камеры 12 для обеспечения оптимальной эжекции пассивного потока активным на срезе пластин первой группы 10 и справедлив для всех типов дизелей.The coefficient '0.81-0.83 in the above ratio is the experimental value of the optimal narrowing of the passage section of each sector chamber 12 to ensure optimal passive flow ejection active on the cut of the plates of the first group 10 and is valid for all types of diesel engines.
Величины Ртах и выбираются с учетом конструктивных параметров конкретной ‘•системы газораспределения рассматриваемого дизеля. Следовательно, соотношение для определения выходного сечения f секторных камер 12 носит обобщающий характер и приемлемо для всех типов дизелей.The values of Pmax and are selected taking into account the design parameters of a specific ‘• gas distribution system of the diesel in question. Therefore, the ratio for determining the output section f of the sector cameras 12 is generalizing and acceptable for all types of diesel engines.
Угол сходимости а и длина ί конфузорного входного участка 7 смесителя 9 приняты из условия обеспечения минимальной потери напора и находятся в пределах:The angle of convergence a and the length ί of the confuser inlet section 7 of the mixer 9 are taken from the condition of ensuring a minimum pressure loss and are within:
а = 40-60°; С 0,565 ΥΓa = 40-60 °; C 0.565 ΥΓ
Работа выпускного коллектора двигателя внутреннего сгорания с наддувом заключается в следующем.The work of the exhaust manifold of a supercharged internal combustion engine is as follows.
Отработавшие газы в порядке работы цилиндров поступают по выпускным патрубкам :2 к трубопроводам 3, по которым подходят к секторным камерам 12. Приданная секторным камерам 12 форма тел вращения (фиг.2) у соосных с выходными сечениями трубопроводов 3, снижает входное сопротивление и обеспечивает снижение потери напора при прохождении через них выпускных газов.The exhaust gases in the order of the cylinders are supplied through exhaust pipes : 2 to the pipelines 3, through which they approach the sector chambers 12. The shape of the rotation bodies attached to the sector chambers 12 (Fig. 2) in the pipes 3 aligned with the outlet cross sections reduces the input resistance and reduces loss of pressure during the passage of exhaust gases through them.
Предлагаемое изобретение преобразования импульсов выпуска многоцилиндрового двигателя обеспечивает подвод выпускных газов к однозаходной турбине, которая обладает большим КПД (по сравнению с многозаходной) в результате уменьшения вентиляционных потерь. Кроме того, : оно пригодно как для четного количества трубопроводов 3, объединяющих выпускные патрубки двух цилиндров (фиг. 1 и 2), так и нечетного.The present invention converts the pulses of the exhaust of a multi-cylinder engine provides the supply of exhaust gases to a single-flow turbine, which has a higher efficiency (compared to multi-flow) as a result of reducing ventilation losses. In addition: it is suitable for an even number of pipelines 3, combining the exhaust pipes of two cylinders (Fig. 1 and 2), and odd.
На фиг. 3 представлен общий вид входного участка 7 смесителя 9 многокамерного преобразователя импульсов 4, выполненного для нечетного количества трубопроводов 3. Основным отличием в этом случае является то, что один из трубопроводов 3 размещен в центре входного участка 7 и снабжен соплом 15.· Остальные же трубопроводы 3 связаны с секторными камерами 12. Угол сходимости срп800402 4 ла 15 центрального трубопровода 3 выполнен равным углу сходимости а конфузорного входного участка 7 смесителя 9. Выходное сечение ' и протяженность сопла 15 выполнены рав, ными fc = (0,81-0,83) Fmax, 10 In FIG. 3 shows a general view of the inlet section 7 of the mixer 9 of the multi-chamber pulse converter 4, made for an odd number of pipelines 3. The main difference in this case is that one of the pipelines 3 is located in the center of the inlet section 7 and is equipped with a nozzle 15. · The remaining pipelines 3 connected with sector cameras 12. The angle of convergence of cp800402 4 la 15 of the central pipeline 3 is equal to the angle of convergence a of the confuser inlet section 7 of mixer 9. The exit section 'and the length of the nozzle 15 are equal to f c = (0 , 81-0.83) Fmax, 10
Конструктивные соотношения f , f, В и а рассматриваемого выпускного коллектора комбинированного ДВС с нечетным количеством трубопроводов 3 определяются по ранее 15 приведенным соотношениям. Перекрытие время-сечений выпускных клапанов для 14-ти цилиндрового двигателя. графически представлено на фиг. 7.The design ratios f, f, B and a of the exhaust manifold of the combined ICE with an odd number of pipelines 3 are determined by the above 15 ratios. Overlap time-sections of exhaust valves for a 14-cylinder engine. graphically represented in FIG. 7.
Положительный эффект от реализации пред20 латаемого выпускного коллектора может найти отражение в уменьшении спотерь располагаемой энергии, так как конструкция предлагаемого многокамерного преобразователя импульсов обеспечивает подвод выпускных газов к одно25 заходной турбине с меньшими вентиляционными потерями.The positive effect of the implementation of the proposed exhaust manifold can be reflected in a decrease in the available energy loss, since the design of the proposed multi-chamber pulse converter provides the supply of exhaust gases to a one-way turbine with less ventilation losses.
В результате объединения одним преобразователем импульсов предлагаемой многокамерной конструкции более четырех цилиндров, 30 происходит наиболее полное выравнивание профиля скоростей потоков газа на входе в диффузор, что способствует повышению эффектив.ности преобразования кинетической энергии выпускных газов в давление и, следовательно, 33 снижает потери располагаемой энергии газа в период транспортировки его к турбокомпрессору наддува.As a result of combining the proposed multi-chamber design with more than four cylinders, one of the pulse converters, 30 the most complete alignment of the gas flow velocity profile at the inlet of the diffuser occurs, which improves the efficiency of converting the kinetic energy of the exhaust gases into pressure and, therefore, 33 reduces the loss of available gas energy during transportation to a turbocharger boost.
Расширение поверхности соприкосновения взаимодействия активных и пассивных потоков ГС на входе в смеситель усиливает эжекционный эффект, понижающий противодавление поршню в момент выпуска газов из объединяемых секторными камерами цилиндров, что уменьшает отрицательную работу насосных ходов ‘и, следовательно, повышает топливную эконо45 мичность двигателя.Expansion contact surface interaction of active and passive heavy streams entering the mixer intensifies the effect of ejection, reducing the back pressure to the piston at the time of the combined venting sectorial chambers of cylinders, which reduces the negative work of pumping strokes' and hence, improves fuel ekono 45 michnost engine.
В результате усиления эжекционного эф. фекта улучшается качество газообмена и jg индикаторные показатели двигателя внутреннего сгорания.As a result of increased ejection eff. The quality of gas exchange and jg indicator indicators of the internal combustion engine are improved.
Наиболее полное использование располагаемой энергии выпускных газов, например для ss дизелей типа 8ЧН9, 5/10, может обеспечить снижение среднеэксплуатационного расхода топлива на 3 г/э л^с - ч, что при выпуске дизелей 2000 шт, в год даст экономический эффект в сумме 350000 рублей.The most complete use of the available energy of exhaust gases, for example for ss diesel engines of type 8CHN9, 5/10, can provide a decrease in average operating fuel consumption by 3 g / e l ^ s - h, which, when diesel engines are produced in 2000 units, will give an economic effect in total 350,000 rubles.
ΊΊ
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792747167A SU800402A1 (en) | 1979-04-05 | 1979-04-05 | Exhaust manifold of supercharged i.c.engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792747167A SU800402A1 (en) | 1979-04-05 | 1979-04-05 | Exhaust manifold of supercharged i.c.engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU800402A1 true SU800402A1 (en) | 1981-01-30 |
Family
ID=20819729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792747167A SU800402A1 (en) | 1979-04-05 | 1979-04-05 | Exhaust manifold of supercharged i.c.engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU800402A1 (en) |
-
1979
- 1979-04-05 SU SU792747167A patent/SU800402A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4641610A (en) | Air intake system of a multicylinder internal combustion engine | |
US4732118A (en) | Two-cycle internal combustion engine | |
CN114135380B (en) | Exhaust manifold | |
JPS5947129B2 (en) | internal combustion engine exhaust manifold | |
KR960706016A (en) | METHOD FOR IMPROVING THE OPERATION OF AN AIR-SCAVENGED SUPERCHARGED HEAT ENGINE, AND HEAT ENGINE THEREFOR | |
EP0249129B1 (en) | Two-cycle internal combustion engine | |
CN100510343C (en) | Gas flow guiding composite pulse conversion turbo supercharging system | |
US3077071A (en) | Exhaust system for turbocharged engine | |
JP2571056B2 (en) | Exhaust system for multi-cylinder engine with turbocharger | |
EP0725890B1 (en) | Cylinder head for a four stroke combustion engine | |
US11092061B2 (en) | Pulse exhaust pipe and diesel engine installed with pulse exhaust pipe | |
SU800402A1 (en) | Exhaust manifold of supercharged i.c.engine | |
US6038855A (en) | Collector device for the primary pipes of an exhaust manifold | |
CN101413430A (en) | Supercharging mode-adjustable turbocharging system | |
KR102006532B1 (en) | Guide element for a pressure system of an internal combustion engine, pressure system for an intake tract of an internal combustion engine, and internal combustion engine with a supercharging unit | |
CN102400757A (en) | Anti-interference module type quasi pulse turbo charging system | |
CN214577322U (en) | Multi-combination exhaust manifold and engine | |
JPH01244154A (en) | Exhauster for engine with pressure wave supercharger | |
US4781154A (en) | Two-cycle internal combustion engine | |
CN108291480B (en) | Four-stroke internal combustion engine | |
JPH0458055A (en) | Exhaust gas recirculation device for diesel engine | |
CN218266080U (en) | Exhaust manifold, cylinder head, engine and vehicle | |
CN216811955U (en) | Pulse mixer and natural gas engine | |
RU151787U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
EP3499016B1 (en) | Air duct arrangement and internal combustion engine |