RU2756831C1 - Method for pressurizing internal combustion engines - Google Patents

Method for pressurizing internal combustion engines Download PDF

Info

Publication number
RU2756831C1
RU2756831C1 RU2021102212A RU2021102212A RU2756831C1 RU 2756831 C1 RU2756831 C1 RU 2756831C1 RU 2021102212 A RU2021102212 A RU 2021102212A RU 2021102212 A RU2021102212 A RU 2021102212A RU 2756831 C1 RU2756831 C1 RU 2756831C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
exhaust
engine
vortex
air
Prior art date
Application number
RU2021102212A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Викторович Ниппард
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «УРАРТУ»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью «УРАРТУ» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «УРАРТУ»
Priority to RU2021102212A priority Critical patent/RU2756831C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2756831C1 publication Critical patent/RU2756831C1/en

Links

Images

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
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • 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
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/10—Engines with means for rendering exhaust gases innocuous
    • 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)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of mechanical engineering, namely to engine construction, and can be used to increase the efficiency, power and altitude of reciprocating internal combustion engines. The unit for implementing the method consists of an attachment flange (1) to the engine exhaust manifold, an exhaust pipe (2), an air ejection pipe (3), a snail (4), an engine pressurization pipe (5) serving to exit a cold vortex, a pipe ( 6) a hot vortex serving to exhaust gases into the atmosphere, a conical movable body - a throttle (7). The diameter of the pipe (6) of the hot vortex is greater than the diameter of the pipe (5) of the engine boost. The tube (6) of the hot vortex and the throttle (7) form the exhaust hole (8) with the possibility of changing the cross-section. The exhaust gas branch pipe (2) and the pipe (3) form an air ejector, the volute (4), the branch pipe (5) and the pipe (6) with the throttle (7) together form a Ranque vortex tube providing the required Ranque-Hilsch effect.
EFFECT: increasing reliability and efficiency of the pressurization device for reciprocating internal combustion engines without direct use of mechanical energy, as well as reducing the temperature of the exhaust gases at the exhaust and the engine noise.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для повышения КПД, мощности и высотности поршневых двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to engine construction, and can be used to increase the efficiency, power and altitude of reciprocating internal combustion engines.

В настоящее время применяются три вида схем наддува с использованием энергии выхлопных газов: резонансная, турбонаддув и волновая. Currently, there are three types of boosting schemes using exhaust gas energy: resonant, turbocharging and wave.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания является самым распространённым тепловым двигателем. Он используется для привода средств наземного, воздушного и водного транспорта, боевой, сельскохозяйственной и строительной техники, электрогенераторов, компрессоров, водяных насосов, помп, моторизованного инструмента (бензорезок, газонокосилок, бензопил) и прочих машин, как мобильных, так и стационарных, и производится в мире ежегодно в количестве нескольких десятков миллионов изделий. Мощность поршневых двигателей внутреннего сгорания колеблется в пределах от нескольких ватт (двигатели авиа-, мото- и судомоделей) до 90 000 кВт - двигатели контейнеровозов. Огромную долю этого парка составляют малоразмерные двигатели, не имеющие технической возможности постановки агрегата наддува существующих схем. Этому есть несколько причин: стоимость агрегата наддува соизмерима со стоимостью маломерного двигателя; отсутствие на двигателе развитой системы смазки и охлаждения; КПД турбины, компрессора, барабана волнового нагнетателя при малых расходах газа будут очень низкие.The piston internal combustion engine is the most common heat engine. It is used to drive means of land, air and water transport, military, agricultural and construction equipment, electric generators, compressors, water pumps, pumps, motorized tools (gas cutters, lawn mowers, chainsaws) and other machines, both mobile and stationary, and is produced in the world annually in the amount of tens of millions of products. The power of reciprocating internal combustion engines ranges from several watts (engines of aircraft, motorcycle and ship models) to 90,000 kW - engines of container ships. A huge share of this park is made up of small-sized engines, which do not have the technical capability of setting up a pressurization unit of the existing schemes. There are several reasons for this: the cost of the pressurization unit is commensurate with the cost of a small engine; lack of a developed lubrication and cooling system on the engine; The efficiency of the turbine, compressor, drum of the wave blower at low gas flow rates will be very low.

Известен способ работы турбокомпрессора (Турбокомпрессоры. 1968г. автор Мисарек Д.М., с. 209-213), приводимого во вращение турбиной, на которой срабатывается давление выхлопных газов, турбина вращает компрессор, который подаёт свежий заряд воздуха под давлением на вход в двигатель - наиболее массовый. Частота вращения ротора несколько десятков тысяч оборотов в минуту, но на некоторых турбокомпрессорах частота вращения достигает 200 000 оборотов в минуту.A known method of operation of a turbocharger (Turbocompressors. 1968, author Misarek D.M., pp. 209-213), driven by a turbine, on which the exhaust gas pressure is triggered, the turbine rotates the compressor, which supplies a fresh charge of air under pressure to the engine inlet - the most widespread. The rotor speed is several tens of thousands of revolutions per minute, but on some turbochargers the speed reaches 200,000 revolutions per minute.

Основным недостатком подобных систем является требование очень хорошей смазки подшипников, т.е. необходима масляная система и непосредственно охлаждение масла, а это, в свою очередь, требует высокой культуры технического обслуживания. Вторая проблема – турбопровал при резком увеличении режима работы двигателя необходимо время для раскрутки ротора, чтобы подать нужный расход воздуха.The main disadvantage of such systems is the requirement for very good lubrication of the bearings, i.e. an oil system and direct oil cooling are required, and this, in turn, requires a high culture of maintenance. The second problem is a turbo failure with a sharp increase in the engine operating mode, it takes time for the rotor to spin up in order to supply the required air flow.

Известен нагнетатель системы волнового наддува и способ эксплуатации нагнетателя системы волнового наддува (патент РФ 2682463, МПК F02B 33/42, F04F 13/00, опубл. 19.03.2019), согласно которому выхлопной газ в каналах ротора непосредственно давит на столб воздуха и выдавливает его на вход в двигатель. Каналы расположены вдоль образующей барабана, который при вращении своими торцевыми поверхностями соединяет их с соответствующими полостями. За первую половину оборота вращения ротора канал заполняется воздухом, за вторую – воздух выдавливается выхлопными газами на вход в двигатель. A known blower of a wave pressurization system and a method of operating a blower of a wave pressurization system (RF patent 2682463, IPC F02B 33/42, F04F 13/00, publ. 03/19/2019), according to which the exhaust gas in the rotor channels directly presses on the air column and squeezes it out at the entrance to the engine. The channels are located along the generatrix of the drum, which, when rotated by its end surfaces, connects them with the corresponding cavities. During the first half of the rotation of the rotor, the channel is filled with air, during the second half, the air is squeezed out by the exhaust gases to the engine inlet.

Такой вид конструкции также имеет ряд недостатков. Выхлопные газы частично перемешиваются с воздухом, это обстоятельство усугубляется перетеканием газов через тепловые зазоры между ротором и корпусом. Привод ротора осуществляется через мультипликатор от коленчатого вала, либо энергией выхлопных газов – в этом случае также наблюдается турбопровал. Частота вращения ротора также очень велика, а отсюда следуют те же проблемы, что и у турбокомпрессора.This type of design also has several disadvantages. Exhaust gases are partially mixed with air, this circumstance is aggravated by the overflow of gases through the thermal gaps between the rotor and the housing. The rotor is driven through a multiplier from the crankshaft, or by the energy of the exhaust gases - in this case, a turbo dip is also observed. The rotor speed is also very high, and hence the same problems as with the turbocharger.

Известен способ работы поршневого двигателя внутреннего сгорания с рециркуляцией отработавших газов (патент РФ 124321, МПК F02M 25/07, F02B 47/10, опубл. 20.01.2013), согласно которому из цилиндра поршневого двигателя внутреннего сгорания отработавшие газы направляют в вихревую трубку (трубку Ранка), где их поток разделяется на два - холодный, который направляется во впускной коллектор двигателя, и горячий, который выбрасывается в атмосферу. Доля холодных отработавших газов, направляющихся во впускной коллектор, регулируется дросселем вихревой трубки.There is a known method of operation of a piston internal combustion engine with recirculation of exhaust gases (RF patent 124321, IPC F02M 25/07, F02B 47/10, publ. 20.01.2013), according to which exhaust gases are directed from the cylinder of a piston internal combustion engine into a vortex tube (tube Rank), where their flow is divided into two - cold, which is directed to the engine intake manifold, and hot, which is emitted into the atmosphere. The proportion of cold exhaust gas that is directed to the intake manifold is controlled by the swirl tube throttle.

Недостатком данного технического решения является отсутствие какого-либо наддува, трубка Ранка применяется для охлаждения перепускных газов. The disadvantage of this technical solution is the absence of any pressurization, the Ranque tube is used to cool the bypass gases.

Также известен способ работы устройства регулирования глубины охлаждения наддувочного воздуха комбинированного двигателя (патент РФ 166043, МПК F02B 29/04, F02B 37/00, опубл. 10.11.2016 г.), согласно которому устройство обеспечивает оптимальную температуру наддувочного воздуха при работе комбинированного двигателя в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов, а также на режиме холостого хода.Also known is a method of operation of the device for controlling the depth of cooling of the charge air of a combined engine (RF patent 166043, IPC F02B 29/04, F02B 37/00, publ. a wide range of speed and load modes, as well as at idle.

Основным недостатком данного устройства является отсутствие возможности эжекции (всасывания) и сжатия свежей порции воздуха без непосредственной механической энергии. Трубка Ранка применяется для охлаждения наддувочного воздуха турбокомпрессором.The main disadvantage of this device is the lack of the possibility of ejection (suction) and compression of a fresh portion of air without direct mechanical energy. The Rank tube is used to cool the charge air by a turbocharger.

Наиболее близким по набору существенных признаков является способ наддува с одновременным снижением шума двигателя внутреннего сгорания (патент РФ 2270350, МПК F02B 37/00, F02B 33/38, опубл. 20.02.2006 г.), согласно которому компрессор связывают с преобразователем энергии при помощи ведущего вала, а вращение роторов преобразователя энергии обеспечивают за счет давления выхлопных газов. Компрессор и преобразователь энергии имеют одинаковое устройство, каждый в виде двух роторов, содержащих радиальные выступы, постоянно соприкасающиеся между собой и с соответствующими корпусами. Между радиальными выступами имеется свободное пространство. Вращение роторов компрессора обеспечивает подачу предварительно сжатого воздуха в цилиндры двигателя. Один из роторов преобразователя закреплен на ведущем валу. Роторы преобразователя энергии совместно с их радиальными выступами образуют сплошную преграду для распространения шума от двигателя при выходе выхлопных газов.The closest in terms of a set of essential features is the pressurization method with a simultaneous reduction in the noise of the internal combustion engine (RF patent 2270350, IPC F02B 37/00, F02B 33/38, publ. 20.02.2006), according to which the compressor is connected to the energy converter using drive shaft, and the rotation of the rotors of the energy converter is provided by the pressure of the exhaust gases. The compressor and the energy converter have the same device, each in the form of two rotors containing radial protrusions constantly in contact with each other and with the corresponding housings. There is free space between the radial projections. The rotation of the compressor rotors supplies the pre-compressed air to the engine cylinders. One of the inverter rotors is fixed to the drive shaft. The rotors of the energy converter, together with their radial protrusions, form a solid barrier for the propagation of engine noise at the exit of the exhaust gases.

Основным недостатком данного устройства также является отсутствие возможности эжекции (всасывания) и сжатия свежей порции воздуха без непосредственной механической энергии.The main disadvantage of this device is also the lack of the possibility of ejection (suction) and compression of a fresh portion of air without direct mechanical energy.

Задачей технического решения является упрощение способа наддува поршневых двигателей за счёт оптимизации конструкции агрегата наддува при сохранении эффективности его работы путём применения новой эжекционновихревой схемы. The task of the technical solution is to simplify the method of pressurizing piston engines by optimizing the design of the pressurization unit while maintaining its efficiency by using a new ejection vortex circuit.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение надежности и эффективности работы устройства наддува поршневых двигателей внутреннего сгорания без непосредственного использования механической энергии, а также снижение температуры отработавших газов на выхлопе и шумности двигателя.The technical result of the claimed technical solution is to increase the reliability and efficiency of the pressurization device for reciprocating internal combustion engines without direct use of mechanical energy, as well as to reduce the temperature of the exhaust gases at the exhaust and the engine noise.

Технический результат достигается за счет того, что согласно способу, заключающемуся в использовании энергии выхлопных газов для эжекции и сжатия свежей порции воздуха, саму эжекцию свежей порции воздуха производят непосредственно потоком выхлопных газов, который увлекает за собой и сжимает среду свежего воздуха, с помощью эжектора воздуха, образованного патрубком, присоединенным к выхлопному коллектору двигателя, и трубы эжекции, одним концом связанной с атмосферой, а вторым концом связанной с потоком выхлопных газов, поступающих из коллектора и движущихся по патрубку, причем смешанный поток выхлопных газов и свежего воздуха закручивают и разделяют с помощью вихревого эффекта в трубе Ранка таким образом, что холодный вихрь, содержащий в большей массе свежий воздух, направляют на наддув двигателя, а горячий вихрь, состоящий в большей массе из выхлопных газов, направляют в атмосферу через выхлопное отверстие, причем выхлопное отверстие изготавливают с возможностью изменения сечения.The technical result is achieved due to the fact that according to the method, which consists in using the energy of exhaust gases for ejection and compression of a fresh portion of air, the very ejection of a fresh portion of air is carried out directly by the flow of exhaust gases, which entrains and compresses the medium of fresh air, using an air ejector formed by a pipe connected to the engine exhaust manifold and an ejection pipe, one end connected to the atmosphere, and the other end connected to the flow of exhaust gases coming from the manifold and moving along the pipe, and the mixed flow of exhaust gases and fresh air is swirled and separated using the vortex effect in the Ranque tube in such a way that a cold vortex containing fresh air in a larger mass is directed to pressurize the engine, and a hot vortex, consisting of a larger mass of exhaust gases, is directed into the atmosphere through the exhaust hole, and the exhaust hole is made with the possibility of changing section.

Осуществление эжекции свежей порции воздуха непосредственно потоком выхлопных газов позволяет добиваться необходимого эффекта без использования дополнительных механических средств, что повышает надежность и эффективность работы устройства наддува поршневых двигателей внутреннего сгорания. Поток с более высоким давлением, движущийся с большой скоростью, увлекает за собой и сжимает среду низкого давления, что позволяет присоединить значительные массы воздуха к отработавшим (выхлопным) газам, благодаря чему снижается температура отработавших газов на выхлопе и шумность двигателя.Ejection of a fresh portion of air directly by the exhaust gas stream allows achieving the desired effect without the use of additional mechanical means, which increases the reliability and efficiency of the pressurization device for reciprocating internal combustion engines. A high-pressure stream moving at a high speed carries with it and compresses the low-pressure medium, which allows to attach significant air masses to the exhaust (exhaust) gases, thereby reducing the temperature of the exhaust gases at the exhaust and the engine noise.

Применение вихревого эффекта в образованной трубе Ранка позволяет без механической энергии разделять холодный поток с основным содержанием свежего воздуха от горячего потока с основным содержанием выхлопных газов и направлять его на наддув двигателя.The use of the vortex effect in the formed Ranque tube makes it possible, without mechanical energy, to separate the cold stream with the main content of fresh air from the hot stream with the main content of exhaust gases and send it to the engine boost.

Изготовление выхлопного отверстия с возможностью изменения сечения позволяет регулировать степенью сжатия воздуха в конструкции агрегата наддува, что также повышает надежность и эффективность работы устройства.The manufacture of the exhaust opening with the possibility of changing the cross-section allows you to adjust the degree of air compression in the structure of the pressurization unit, which also increases the reliability and efficiency of the device.

Заявленное техническое решение характеризуется чертежом, на котором изображен внешний вид одного из возможных вариантов реализации конструкции газодинамического (эжекционновихревого) агрегата наддува поршневых двигателей внутреннего сгорания.The claimed technical solution is characterized by a drawing, which shows the appearance of one of the possible options for implementing the design of a gas-dynamic (ejection-vortex) pressurization unit for reciprocating internal combustion engines.

Агрегат состоит из фланца крепления (1) к выхлопному коллектору двигателя, патрубка (2) выхлопных газов, трубы (3) эжекции воздуха, улитки (4), патрубка (5) наддува двигателя, служащего для выхода холодного вихря, трубы (6) горячего вихря, служащей для выхлопа отработанных газов в атмосферу, конического подвижного тела – дросселя (7). Диаметр трубы (6) горячего вихря больше диаметра патрубка (5) наддува двигателя. Труба (6) горячего вихря и дроссель (7) образуют выхлопное отверстие (8) переменного сечения. Патрубок (2) выхлопных газов и труба (3) образуют эжектор воздуха, а улитка (4), патрубок (5) и труба (6) с дросселем (7) в совокупности образуют вихревую трубу Ранка, обеспечивающую необходимый эффект Ранка – Хилша (эффект температурного разделения газа при закручивании в цилиндрической или конической камере при условии, что поток газа в трубке проходит не только прямо, но и обратно). The unit consists of a mounting flange (1) to the engine exhaust manifold, an exhaust pipe (2), an air ejection pipe (3), a snail (4), an engine pressurization pipe (5) serving to exit a cold vortex, a pipe (6) hot a vortex that serves to exhaust exhaust gases into the atmosphere, a conical movable body - a throttle (7). The diameter of the pipe (6) of the hot vortex is larger than the diameter of the pipe (5) of the engine boost. The hot vortex tube (6) and the throttle (7) form a variable section exhaust port (8). The exhaust gas branch pipe (2) and the pipe (3) form an air ejector, and the volute (4), the branch pipe (5) and the pipe (6) with the throttle (7) together form the Ranque vortex tube, providing the required Rank - Hilsch effect (effect temperature separation of gas when swirling in a cylindrical or conical chamber, provided that the gas flow in the tube passes not only directly, but also vice versa).

Работает газодинамический (эжекционновихревой) агрегат наддува поршневого двигателя следующим образом.The gas-dynamic (ejection-vortex) unit for pressurizing a piston engine operates as follows.

Фланцем крепления (1) агрегат монтируется к выхлопному коллектору двигателя, по патрубку (2) выхлопных газов протекает со скоростью отработанный газ и по трубе (3) эжекции воздуха засасывает воздух. Эффект эжекции заключается в том, что поток с более высоким давлением, движущийся с большой скоростью, увлекает за собой и сжимает среду низкого давления (широко применяется в струйных аппаратах). Учитывая энергию отработавших (выхлопных) газов, масса эжектируемого воздуха может превосходить массу отработавших (выхлопных) газов в 4 … 8 раз и более. Далее поток закручивается в улитке (4), закрученный поток уходит в большую по диаметру трубу (6) горячего вихря, достигая конического подвижного тела – дросселя (7), поток окончательно разделяется, холодный вихрь вдоль оси агрегата направляется в противоположную сторону к патрубку (5) наддува двигателя, а оставшийся газ выходит в атмосферу, омывая коническое подвижное тело (7) через выхлопное отверстие переменного сечения (8). Система автоматического управления двигателем контролирует давление наддува и выдаёт команду исполнительному механизму на перемещение дросселя (7), который управляет этим давлением.With the mounting flange (1), the unit is mounted to the engine exhaust manifold, exhaust gas flows through the exhaust pipe (2) at a speed and air is sucked in through the air ejection pipe (3). The ejection effect is that a higher-pressure flow moving at a high speed entrains and compresses a low-pressure medium (it is widely used in jet devices). Taking into account the energy of the exhaust (exhaust) gases, the mass of the ejected air can exceed the mass of the exhaust (exhaust) gases by 4 ... 8 times or more. Further, the flow swirls in the volute (4), the swirling flow goes into a large-diameter pipe (6) of the hot vortex, reaching the conical moving body - the throttle (7), the flow is finally separated, the cold vortex along the axis of the unit is directed in the opposite direction to the branch pipe (5 ) engine boost, and the remaining gas escapes into the atmosphere, washing the conical movable body (7) through the variable section exhaust port (8). The automatic engine control system monitors the boost pressure and issues a command to the actuator to move the throttle (7), which controls this pressure.

В отработавших газах два основных продукта сгорания – углекислый газ СО2 (13,7 % по объему) и водяной пар Н2O (13,1 %). Из сильно закрученного потока сепарируются твёрдые частицы кокса, сажа, пары воды и наиболее плотные газы, они прижимаются к стенке трубы и выходят в атмосферу вместе с горячим вихрем. Холодный вихрь, по массе близкий массе выхлопных газов, вдоль оси трубы уходит в противоположную сторону на вход в двигатель. Соотношение между холодным и горячим вихрями (потоками) и давление наддува определяет положение центрального тела – дросселя на выходе из трубы горячего вихря.The exhaust gases contain two main combustion products - carbon dioxide CO 2 (13.7% by volume) and water vapor H 2 O (13.1%). Solid particles of coke, soot, water vapor and the most dense gases are separated from the strongly swirling stream, they are pressed against the pipe wall and go out into the atmosphere along with the hot vortex. A cold vortex, similar in mass to the mass of exhaust gases, along the pipe axis goes in the opposite direction to the engine inlet. The ratio between cold and hot vortices (flows) and the boost pressure determine the position of the central body - the throttle at the outlet of the hot vortex tube.

Все детали газодинамического агрегата наддува поршневого двигателя выполнены из листового металла. Окончательная сборка – сварка, затем монтируется единственная подвижная часть – дроссель (7), который не требует строгой центровки относительно оси агрегата. Конструкция устройства не содержит быстродвижущихся высокоточных роторов, не нуждается в смазке и высококвалифицированном обслуживании. Таким образом агрегат получается намного легче и дешевле относительно известных аналогов. Момент инерции закрученного газа очень мал, поэтому турбопровал будет неощутим.All parts of the gas-dynamic pressurization unit of the piston engine are made of sheet metal. The final assembly is welding, then the only moving part is mounted - the choke (7), which does not require strict alignment relative to the unit axis. The design of the device does not contain fast-moving high-precision rotors, does not require lubrication and highly qualified maintenance. Thus, the unit is much lighter and cheaper than known analogs. The moment of inertia of the swirling gas is very small, so the turbo dip will be imperceptible.

В большинстве современных двигателей для снижения токсичности выхлопа предусмотрена рециркуляция отработавших газов, т. е. их подают на вход в двигатель через фильтр и специальный клапан. Рециркуляция отработавших газов (EGR — Exhaust Gas Recirculation) повышает эффективность работы двигателя, уменьшает расход топлива, снижает "жесткую" работу дизельного двигателя и детонацию в бензиновом двигателе. При повторном попадании выхлопных газов в цилиндр из них выгорает несгоревшее топливо, доокисляются углеводороды СН и окись углерода СО, а понижение температуры горения смеси существенно снижает самые токсичные комплексы оксидов азота NOx. Параллельно со снижением токсичности, снижается температура отработавших газов на выхлопе и шумность ввиду присоединения значительной массы воздуха к отработавшим (выхлопным) газам. Это важно для двигателей беспилотников – скрытность в инфракрасном излучении и акустическом давлении. Таким образом агрегат наддува двигателя, работающий и изготовленный согласно способу, может иметь малые габариты и рассматриваться как эффективный глушитель – выхлопное устройство.In most modern engines, exhaust gases are recirculated to reduce exhaust toxicity, that is, they are fed to the engine inlet through a filter and a special valve. Exhaust Gas Recirculation (EGR) improves engine efficiency, reduces fuel consumption, and reduces diesel "hard" operation and gasoline engine knocking. When the exhaust gases re-enter the cylinder, unburned fuel burns out, CH hydrocarbons and carbon monoxide CO are oxidized, and a decrease in the combustion temperature of the mixture significantly reduces the most toxic complexes of nitrogen oxides NOx. In parallel with the decrease in toxicity, the temperature of the exhaust gases at the exhaust and the noise level decrease due to the addition of a significant mass of air to the exhaust (exhaust) gases. This is important for drone engines - stealth in infrared radiation and acoustic pressure. Thus, the engine pressurization unit, operating and manufactured according to the method, can have small dimensions and can be considered as an effective muffler - exhaust device.

Claims (1)

Способ наддува двигателей внутреннего сгорания, заключающийся в использовании энергии выхлопных газов для эжекции и сжатия свежей порции воздуха, отличающийся тем, что эжекцию свежей порции воздуха производят непосредственно потоком выхлопных газов, который увлекает за собой и сжимает среду свежего воздуха, с помощью эжектора воздуха, образованного патрубком, присоединенным к выхлопному коллектору двигателя, и трубы эжекции воздуха, одним концом связанной с атмосферой, а вторым концом связанной с потоком выхлопных газов, поступающих из коллектора и движущихся по патрубку, причем смешанный поток выхлопных газов и свежего воздуха закручивают и разделяют с помощью вихревого эффекта в трубе Ранка таким образом, что холодный вихрь, содержащий в большей массе свежий воздух, направляют на наддув двигателя, а горячий вихрь, состоящий в большей массе из выхлопных газов, направляют в атмосферу через выхлопное отверстие, причем выхлопное отверстие изготавливают с возможностью изменения сечения.The method of pressurizing internal combustion engines, which consists in using the energy of exhaust gases for ejection and compression of a fresh portion of air, characterized in that the ejection of a fresh portion of air is carried out directly by the flow of exhaust gases, which entrains and compresses the environment of fresh air, using an air ejector formed a pipe connected to the engine exhaust manifold and an air ejection pipe, one end connected to the atmosphere, and the other end connected to the flow of exhaust gases coming from the manifold and moving through the pipe, and the mixed flow of exhaust gases and fresh air is swirled and separated by means of a vortex effect in the Ranque tube in such a way that a cold vortex, containing fresh air in a larger mass, is directed to the engine pressurization, and a hot vortex, consisting of a larger mass of exhaust gases, is directed into the atmosphere through the exhaust hole, and the exhaust hole is made with the possibility of changing the cross section ...
RU2021102212A 2021-02-01 2021-02-01 Method for pressurizing internal combustion engines RU2756831C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021102212A RU2756831C1 (en) 2021-02-01 2021-02-01 Method for pressurizing internal combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021102212A RU2756831C1 (en) 2021-02-01 2021-02-01 Method for pressurizing internal combustion engines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2756831C1 true RU2756831C1 (en) 2021-10-06

Family

ID=78000047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021102212A RU2756831C1 (en) 2021-02-01 2021-02-01 Method for pressurizing internal combustion engines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2756831C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780250C1 (en) * 2022-05-23 2022-09-21 Сергей Владимирович Никонов Method for cooling a part of the powder gases generated when firing from a chilled or firearm

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992003639A1 (en) * 1990-08-13 1992-03-05 Flowmaster, Inc. Header assembly for internal combustion engine and method
RU2055224C1 (en) * 1991-09-12 1996-02-27 Юрий Вяйнович Гявгянен Internal combustion engine
RU2150015C1 (en) * 1998-12-22 2000-05-27 Колмогоров Николай Иванович Exhaust system of internal-combustion engine
RU2197622C2 (en) * 2000-10-09 2003-01-27 Адельшин Альмир Вагисович Method of operation and design of internal combustion engine using for its operation aggregative phase thermodynamic cycle
KR101472910B1 (en) * 2014-03-24 2014-12-17 동명대학교산학협력단 Intake air cooling apparatus using vortex tube
RU2548330C1 (en) * 2014-01-22 2015-04-20 Рудольф Анатольевич Серебряков Exhaust gas vortex ejector of carb and diesel engines

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992003639A1 (en) * 1990-08-13 1992-03-05 Flowmaster, Inc. Header assembly for internal combustion engine and method
RU2055224C1 (en) * 1991-09-12 1996-02-27 Юрий Вяйнович Гявгянен Internal combustion engine
RU2150015C1 (en) * 1998-12-22 2000-05-27 Колмогоров Николай Иванович Exhaust system of internal-combustion engine
RU2197622C2 (en) * 2000-10-09 2003-01-27 Адельшин Альмир Вагисович Method of operation and design of internal combustion engine using for its operation aggregative phase thermodynamic cycle
RU2548330C1 (en) * 2014-01-22 2015-04-20 Рудольф Анатольевич Серебряков Exhaust gas vortex ejector of carb and diesel engines
KR101472910B1 (en) * 2014-03-24 2014-12-17 동명대학교산학협력단 Intake air cooling apparatus using vortex tube

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780250C1 (en) * 2022-05-23 2022-09-21 Сергей Владимирович Никонов Method for cooling a part of the powder gases generated when firing from a chilled or firearm
RU224945U1 (en) * 2023-11-16 2024-04-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Керченский государственный морской технологический университет" (ФГБОУ ВО "КГМТУ") DIESEL TURBOCHARGING SYSTEM WITH AIR SUCTION IN FRONT OF THE TURBINE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6273051B2 (en) How to operate a ported uniflow scavenging opposed piston engine
US6378308B1 (en) Turbocharged internal combustion engine
US6205786B1 (en) Engine having increased boost at low engine speeds
US4635590A (en) Internal combustion engine and operating cycle therefor
EP0159320B1 (en) Internal combustion engine and operating cycle therefor
US11396841B2 (en) Air handling in a heavy-duty opposed-piston engine
US9206752B2 (en) Air handling system for an opposed-piston engine in which a supercharger provides boost during engine startup and drives EGR during normal engine operation
US20100229806A1 (en) Internal combustion engines with surcharging and supraignition systems
CN103026024A (en) Egr construction for opposed-piston engines
AU5620500A (en) Turbocharger incorporating an integral pump for exhaust gas recirculation
US20070223352A1 (en) Optical disc assemblies for performing assays
US9228491B2 (en) Two-stroke uniflow turbo-compound internal combustion engine
US4873825A (en) Positive displacement engine compounded with a gas turbine engine
JP2009013814A (en) Supercharger
DK180131B1 (en) A large two-stroke uniflow scavenged gaseous fueled engine and method for reducing preignition/diesel-knock
RU2756831C1 (en) Method for pressurizing internal combustion engines
US20080022980A1 (en) Reciprocating internal combustion engine and a method of eliminating particles from burnt gas for such a reciprocating engine
US4232521A (en) System for starting internal combustion engines
US5222361A (en) Rocketjet engine
US20150068503A1 (en) Compressor cover with integrated egr valve
US20220056802A1 (en) Rotary engine, parts thereof, and methods
US3574997A (en) High pressure hot gas generator for turbines
Piancastelli et al. Supercharging systems in small aircraft diesel common rail engines derived from the automotive field
JP6391027B2 (en) Engine charge system
RU2090774C1 (en) Turbocharged internal combustion engine with exhaust gas recirculation