RU49115U1 - INJECTOR TIP FOR SILENCER OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к системе выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.The utility model relates to engine manufacturing, in particular to an exhaust system of an internal combustion engine.

Полезная модель позволяет снизить потери мощности двигателя внутреннего сгорания на преодоление газодинамических сопротивлений выпускной системы за счет ускорения течения отработавших газов в корпусе насадки при движении автомобиля.The utility model allows to reduce the power loss of the internal combustion engine to overcome the gas-dynamic resistance of the exhaust system by accelerating the flow of exhaust gases in the nozzle body when the car moves.

Насадка инжекторная к основному глушителю системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания содержит полый корпус с продольным центрирующими ребрами, обеспечивающие соосную установку полого корпуса на выхлопной трубе основного глушителя и устройство крепления насадки к выхлопной трубе. Полый корпус, имеющий две цилиндрические полости разного диаметра, соединяющиеся полостью в форме усеченного конуса, образует вокруг выхлопной трубы кольцевую цилиндрическую полость и кольцевую полость в форме усеченного конуса, за торцом выхлопной трубы, образует конусную полость и цилиндрическую полость, причем в радиальном сечении по торцу выхлопной трубы образует кольцевой зазор между конусной частью корпуса и торцевой поверхностью выхлопной трубы.The nozzle for injecting to the main muffler of the exhaust system of an internal combustion engine contains a hollow body with longitudinal centering ribs providing coaxial installation of the hollow body on the exhaust pipe of the main muffler and a device for attaching the nozzle to the exhaust pipe. A hollow body having two cylindrical cavities of different diameters connected by a truncated cone-shaped cavity forms an annular cylindrical cavity and a truncated conical annular cavity, behind the exhaust pipe end, forms a conical cavity and a cylindrical cavity, moreover, in a radial section at the end the exhaust pipe forms an annular gap between the conical part of the body and the end surface of the exhaust pipe.

Description

Полезная модель относится к области автомобилестроения и предназначена для системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания (ДВС) автомобиля.The utility model relates to the field of automotive industry and is intended for the exhaust system of an internal combustion engine (ICE) of a car.

Известны насадки к основному глушителю ДВС, снижающие потери мощности двигателя в глушителе, устанавливаемые на свободный конец выхлопной трубы и использующие процесс эжекции - подсос отработавших газов ускоренным потоком встречного воздуха, создаваемого корпусом насадки и направляемого параллельно оси выхлопной трубы. Эффект эжекции достигается при скорости потока встречного воздуха более скорости истечения отработавших газов. (А.С. №1657685, 1988).Known nozzles for the main muffler of the internal combustion engine, which reduce engine power losses in the muffler, are installed on the free end of the exhaust pipe and use the ejection process - suction of exhaust gases by the accelerated flow of oncoming air created by the nozzle body and directed parallel to the axis of the exhaust pipe. The ejection effect is achieved when the oncoming air flow rate is greater than the exhaust velocity. (A.S. No. 1657685, 1988).

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели, является известная конструкция насадки к глушителю двигателя автомобиля, выполненная в виде эжектора, в котором функцию потока, создающего разряжение, выполняют потоки встречного воздуха, поступающие в камеру смешения по радиально выполненным каналам на центральной трубе насадки, соосно установленной на конце выхлопной трубы глушителя; при этом потоки воздуха направлены в камеру смешения (цилиндрическую полость за торцом выхлопной трубы) горизонтально и эффект эжекции достигается при скорости автомобиля порядка 50 км/час. (Патент №2025298, 1991).Closest to the proposed utility model is the well-known design of the nozzle to the muffler of the car engine, made in the form of an ejector, in which the function of the flow that creates the discharge is performed by the flows of oncoming air entering the mixing chamber through radially made channels on the central nozzle pipe, coaxially mounted on silencer exhaust pipe end; while air flows are directed into the mixing chamber (cylindrical cavity behind the end of the exhaust pipe) horizontally and the ejection effect is achieved at a vehicle speed of about 50 km / h. (Patent No. 2025298, 1991).

Недостатками прототипа является низкая эффективность - создание эффекта эжекции при движении автомобиля со скоростью порядка 50 км/час, а также малая величина разряжения, создаваемая эжектором, и повышенные газодинамические сопротивления конструкции насадки, приводящие к дополнительным потерям мощности двигателя при движении автомобиля со скоростью до 50 км/час.The disadvantages of the prototype are low efficiency - the creation of the ejection effect when the car is moving at a speed of about 50 km / h, as well as the low vacuum generated by the ejector, and increased gas-dynamic resistance of the nozzle design, leading to additional engine power losses when the car moves at speeds up to 50 km /hour.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении эффективной мощности двигателя автомобиля.The problem to which the utility model is directed is to increase the effective power of the car engine.

Из теории двигателей внутреннего сгорания известно, что на мощностные и экономические характеристики ДВС большое влияние оказывает полнота заполнения цилиндра, зависящая от давления на выходе из системы выпуска. Чем ниже давление, тем больше полнота наполнения, а следовательно, больше мощность двигателя и ниже удельный эффективный расход топлива.It is known from the theory of internal combustion engines that the power and economic characteristics of internal combustion engines are greatly influenced by the completeness of cylinder filling, depending on the pressure at the outlet of the exhaust system. The lower the pressure, the greater the completeness of filling, and therefore, the greater engine power and lower specific fuel efficiency.

Снижения статического давления в выпускном коллекторе можно достичь в том случае, если отработавшие газы пропустить через устройство, работающего по принципу газоструйного инжектора, в котором рабочий поток создается динамическим давлением встречного потока воздуха на входе в устройство; инжектируемым потоком являются The reduction of static pressure in the exhaust manifold can be achieved if the exhaust gases are passed through a device operating on the principle of a gas-jet injector, in which the working flow is created by the dynamic pressure of the oncoming air flow at the inlet to the device; the injection stream are

отработавшие газы ДВС. В результате инжектирования отработавших газов, скорость и давление среды (смеси воздуха и отработавших газов) увеличивается.engine exhaust gases. As a result of the injection of exhaust gases, the velocity and pressure of the medium (mixture of air and exhaust gases) increases.

Учитывая следствия из уравнения Бернулли для течения газов с малым перепадом давления и скоростью меньше скорости звука, увеличение скорости течения газов (среды) в устройстве приводит к снижению давления среды в сечении по торцу выхлопной трубы и в выпускном коллекторе на величину приращения динамического давления среды в устройстве.Given the consequences of the Bernoulli equation for the flow of gases with a small pressure drop and a speed less than the speed of sound, an increase in the velocity of the gases (medium) in the device leads to a decrease in the pressure of the medium in the section at the end of the exhaust pipe and in the exhaust manifold by the increment of the dynamic pressure of the medium in the device .

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении полезной модели, заключается в снижении давления на выходе их системы выпуска.The technical result that can be achieved by implementing a utility model is to reduce the pressure at the outlet of their exhaust system.

Технический результат достигается за счет конструкции насадки к основному глушителю системы выпуска ДВС, содержащей полый корпус, охватывающий с зазором выхлопную трубу и образующий вместе с ней инжектор, у которого камера смешения установлена соосно с выхлопной трубой, ориентирован по ходу движения автомобиля, а выхлопная труба ориентирована в сторону, противоположную движению автомобиля, согласно полезной модели, полый корпус выполнен в виде двух цилиндрических полостей разного диаметра, соединяющихся полостью в форме усеченного конуса с образованием вокруг выхлопной трубы кольцевой цилиндрической полости и кольцевой полости в виде усеченного конуса, с образованием за торцом выхлопной трубы конусной полости и цилиндрической полости, кольцевого зазора в радиальном сечении по торцу выхлопной трубы между конусной частью корпуса и торцевой поверхностью выхлопной трубы, и снабжен продольными центрирующими ребрами для соосной установки полого корпуса на выхлопной трубе и устройством крепления к выхлопной трубе.The technical result is achieved due to the design of the nozzle to the main muffler of the ICE exhaust system, comprising a hollow body, covering the exhaust pipe with a gap and forming an injector with it, the mixing chamber is mounted coaxially with the exhaust pipe, oriented along the direction of the vehicle, and the exhaust pipe is oriented in the direction opposite to the movement of the car, according to the utility model, the hollow body is made in the form of two cylindrical cavities of different diameters, connected by a cavity in the form of a truncated nous with the formation around the exhaust pipe of an annular cylindrical cavity and an annular cavity in the form of a truncated cone, with the formation of a conical cavity and a cylindrical cavity behind the end of the exhaust pipe, an annular gap in radial section along the end of the exhaust pipe between the conical part of the body and the end surface of the exhaust pipe, and is equipped with longitudinal centering ribs for coaxial installation of the hollow body on the exhaust pipe and attachment device to the exhaust pipe.

Возможны дополнительные варианты осуществления насадки, в которых целесообразно, чтобы:Additional options for the implementation of the nozzle, in which it is advisable that:

- диаметр первой цилиндрической полости насадки в 1,75÷3,0 раза был больше внутреннего диаметра выхлопной трубы, диаметр второй цилиндрической полости насадки составлял 0,75÷1,0 внутреннего диаметра выхлопной трубы. Полость в форме усеченного конуса имела угол а конуса при его вершине от 15° до 45°;- the diameter of the first cylindrical cavity of the nozzle was 1.75 ÷ 3.0 times larger than the inner diameter of the exhaust pipe, the diameter of the second cylindrical cavity of the nozzle was 0.75 ÷ 1.0 of the inner diameter of the exhaust pipe. The cavity in the shape of a truncated cone had an angle a of the cone at its apex from 15 ° to 45 °;

- кольцевой зазор между конусной частью корпуса и торцевой поверхностью выхлопной трубы составлял 0,08÷0,15 внутреннего диаметра выхлопной трубы;- the annular gap between the conical part of the body and the end surface of the exhaust pipe was 0.08 ÷ 0.15 of the inner diameter of the exhaust pipe;

На фигуре 1 показан продольный разрез предлагаемой насадки, на фигуре 2 - вид слева сбоку насадки.Figure 1 shows a longitudinal section of the proposed nozzle, figure 2 is a left side view of the nozzle.

Полезная модель содержит полый корпус, имеющий цилиндрическую полость 1, конусную полость 2 и цилиндрическую полость 3, частично охватывающий с зазором 4 The utility model comprises a hollow body having a cylindrical cavity 1, a conical cavity 2 and a cylindrical cavity 3, partially covering with a gap 4

выхлопную трубу 5 и образующий вместе с ней инжектор с камерой смешения 6, четыре продольных центрирующих ребра 7 и устройство крепления насадки 8 (фиг.2).the exhaust pipe 5 and forming with it an injector with a mixing chamber 6, four longitudinal centering ribs 7 and the attachment device of the nozzle 8 (figure 2).

Изменение величины кольцевого зазора 4 осуществляется перемещением насадки по выхлопной трубе 5.The change in the size of the annular gap 4 is carried out by moving the nozzle along the exhaust pipe 5.

Предлагаемая насадка к глушителю ДВС автомобиля работает следующим образом.The proposed nozzle to the muffler of the internal combustion engine of the car works as follows.

При движении автомобиля потоки встречного воздуха создают избыточное динамическое давление в полости 1 и 2 корпуса насадки, при этом часть воздуха течет через кольцевой зазор 4 под углом α/2 к оси выхлопной трубы со скоростью, превышающей скорость автомобиля в 2-4 раза, с давлением, превышающим давление отработавших газов. За счет ускоренного потока воздуха с избыточным давлением, поступающего через кольцевой зазор 4 в камеру смешения 6, происходит инжектирование поступающих в эту полость отработавших газов. При этом скорость среды (смеси воздуха и отработавших газов) увеличивается более чем в 1,5 раза на выходе из корпуса насадки (цилиндрической полости 3) при скорости автомобиля более 25 км/час.When the car moves, the oncoming air flows create excessive dynamic pressure in the cavities 1 and 2 of the nozzle body, while part of the air flows through the annular gap 4 at an angle α / 2 to the axis of the exhaust pipe at a speed 2-4 times faster than the car’s speed exceeding the pressure of the exhaust gases. Due to the accelerated flow of air with excess pressure entering through the annular gap 4 into the mixing chamber 6, the exhaust gases entering this cavity are injected. In this case, the speed of the medium (mixture of air and exhaust gases) increases by more than 1.5 times at the outlet of the nozzle body (cylindrical cavity 3) at a vehicle speed of more than 25 km / h.

Увеличение скорости течения среды в корпусе насадки приводит к снижению давления отработавших газов в сечении по торцу выхлопной трубы 5 и в выпускном коллекторе на величину приращения динамического давления среды в корпусе насадки (полостях 1 и 2). Получаемое снижение давления отработавших газов позволяет уменьшить потери мощности двигателя на преодоление сопротивления среды в выпускном коллекторе и соответственно увеличить эффективную мощность двигателя на 0,1-0,25% при условии движения автомобиля со скоростью в интервале 25-100 км/час.An increase in the flow velocity of the medium in the nozzle body leads to a decrease in the pressure of the exhaust gases in the section along the end of the exhaust pipe 5 and in the exhaust manifold by the increment of the dynamic pressure of the medium in the nozzle body (cavities 1 and 2). The resulting reduction in exhaust gas pressure can reduce engine power loss to overcome the resistance of the medium in the exhaust manifold and, accordingly, increase the effective engine power by 0.1-0.25% if the vehicle moves at a speed in the range of 25-100 km / h.

Claims (3)

1. Насадка инжекторная к глушителю двигателя внутреннего сгорания, содержащая полый корпус, охватывающий с зазором выхлопную трубу и образующий вместе с ней инжектор, у которого камера смешения установлена соосно с выхлопной трубой, и который ориентирован по ходу движения автомобиля, а выхлопная труба ориентирована в сторону, противоположную движению автомобиля, отличающаяся тем, что полый корпус выполнен в виде цилиндрической полости диаметром больше внутреннего диаметра выхлопной трубы, цилиндрической полости диаметром меньше или равным внутреннему диаметру выхлопной трубы, соединенных полостью в форме усеченного конуса и снабжен продольными центрирующими ребрами и устройством крепления к выхлопной трубе.1. Injection nozzle to a silencer of an internal combustion engine, comprising a hollow body, covering the exhaust pipe with a gap and forming an injector with it, in which the mixing chamber is mounted coaxially with the exhaust pipe, and which is oriented along the direction of the vehicle, and the exhaust pipe is oriented to the side opposite to the movement of the car, characterized in that the hollow body is made in the form of a cylindrical cavity with a diameter greater than the inner diameter of the exhaust pipe, a cylindrical cavity with a diameter less than or p an apparent inner diameter of the exhaust pipe connected to a cavity in the shape of a truncated cone and is provided with longitudinal ribs and a centering device attachment to the exhaust pipe. 2. Насадка по п.1, отличающаяся тем, что диаметр первой цилиндрической полости составляет 1,75÷3,0 внутреннего диаметра выхлопной трубы, диаметр второй цилиндрической полости составляет 0,75÷1,0 внутреннего диаметра выхлопной трубы, а конусная часть имеет угол α конуса при его вершине от 15 до 45°.2. The nozzle according to claim 1, characterized in that the diameter of the first cylindrical cavity is 1.75 ÷ 3.0 of the inner diameter of the exhaust pipe, the diameter of the second cylindrical cavity is 0.75 ÷ 1.0 of the inner diameter of the exhaust pipe, and the conical part has the angle α of the cone at its apex is from 15 to 45 °. 3. Насадка по п.1, отличающаяся тем, что кольцевой зазор составляет 0,08÷0,15 внутреннего диаметра выхлопной трубы.

3. The nozzle according to claim 1, characterized in that the annular gap is 0.08 ÷ 0.15 of the inner diameter of the exhaust pipe.