[go: up one dir, main page]

RU2850577C1 - Two-stroke engine with corpusless exhaust device - Google Patents

Two-stroke engine with corpusless exhaust device

Info

Publication number
RU2850577C1
RU2850577C1 RU2025117681A RU2025117681A RU2850577C1 RU 2850577 C1 RU2850577 C1 RU 2850577C1 RU 2025117681 A RU2025117681 A RU 2025117681A RU 2025117681 A RU2025117681 A RU 2025117681A RU 2850577 C1 RU2850577 C1 RU 2850577C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exhaust
manifold
engine
exhaust device
combustion products
Prior art date
Application number
RU2025117681A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Николаевич Захаров
Юрий Вячеславович Богачев
Виктор Яковлевич Кругликов
Владислав Александрович Михеев
Original Assignee
Акционерное общество "Северный пресс"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Северный пресс" filed Critical Акционерное общество "Северный пресс"
Application granted granted Critical
Publication of RU2850577C1 publication Critical patent/RU2850577C1/en

Links

Abstract

FIELD: internal combustion engines.
SUBSTANCE: invention relates to two-stroke internal combustion engines with devices for regulating the parameters of combustion product efflux. A two-stroke engine with a caseless exhaust device comprises a casing (1) with a cylinder (2) having blow-off ports and at least one exhaust port connected to the atmosphere. The exhaust port is connected to the atmosphere via the cylinder exhaust channel, the exhaust manifold and the exhaust device. The exhaust device (5) is connected to the engine shaft and is designed to create at least some resistance to the movement of combustion products leaving the exhaust manifold (3) during part of the engine's operating cycle. One end of the exhaust manifold (3) is connected to the exhaust channel, and the other end is open, allowing the combustion products to be discharged into the atmosphere directly from the outlet (6) of the manifold. The exhaust device (5) is located outside the engine housing (1) and is installed so that it can act on the flow of combustion products directed into the atmosphere from the outlet (6) of the exhaust manifold.
EFFECT: reduction in engine weight without compromising its specific characteristics.
4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двухтактным двигателям внутреннего сгорания с устройствами регулирования параметров истечения продуктов сгорания. The invention relates to the field of engine building, namely to two-stroke internal combustion engines with devices for regulating the parameters of the exhaust of combustion products.

Известен двухтактный двигатель с выпускным устройством, содержащий корпус с цилиндром, имеющим продувочные окна и, по крайней мере, одно выпускное окно, сообщенное с атмосферой посредством выпускного канала цилиндра и выпускного коллектора, а также связанное с валом двигателя секторное вращающееся устройство, выполненное с возможностью воздействия своим выступом в течение части процесса выпуска на поток продуктов сгорания, выходящих из выпускного коллектора, (RU2017993С1, опуб., 15.08.1994).A two-stroke engine with an exhaust device is known, comprising a housing with a cylinder having purge ports and at least one exhaust port communicated with the atmosphere via an exhaust channel of the cylinder and an exhaust manifold, as well as a sector rotating device connected to the engine shaft, made with the possibility of influencing with its projection during part of the exhaust process the flow of combustion products exiting the exhaust manifold (RU2017993C1, published 15.08.1994).

Недостатками известного двигателя являются повышенная масса двигателя и сложность изготовления. The disadvantages of the known engine are its increased weight and manufacturing complexity.

Технической проблемой является устранение указанных недостатков.The technical problem is to eliminate the indicated shortcomings.

Техническим результатом является снижение массы двигателя без ухудшения его удельных характеристик. The technical result is a reduction in engine weight without deteriorating its specific characteristics.

Техническая проблема решается, и технический результат достигается тем, что двухтактный двигатель содержит корпус с цилиндром, имеющим продувочные окна и, по крайней мере, одно выпускное окно, сообщенное с атмосферой посредством выпускного канала цилиндра и выпускного коллектора, а также связанное с валом двигателя выпускное устройство, выполненное с возможностью создания, по крайней мере, сопротивления движению выходящих из выпускного коллектора продуктов сгорания в течение части рабочего процесса двигателя, при этом, согласно изобретению, один конец коллектора сообщен с выпускным каналом, а другой его конец выполнен открытым с возможностью выпуска продуктов сгорания в атмосферу непосредственно из выходного отверстия коллектора, выпускное устройство расположено снаружи корпуса двигателя и установлено с возможностью воздействия на поток продуктов сгорания, направляемый в атмосферу из выходного отверстия выпускного коллектора. The technical problem is solved and the technical result is achieved in that a two-stroke engine comprises a housing with a cylinder having purge ports and at least one exhaust port communicated with the atmosphere by means of an exhaust channel of the cylinder and an exhaust manifold, as well as an exhaust device connected to the engine shaft, configured to create at least resistance to the movement of combustion products leaving the exhaust manifold during a part of the engine's operating process, wherein, according to the invention, one end of the manifold is communicated with the exhaust channel, and its other end is made open with the possibility of releasing combustion products into the atmosphere directly from the outlet opening of the manifold, the exhaust device is located outside the engine housing and is installed with the possibility of influencing the flow of combustion products directed into the atmosphere from the outlet opening of the exhaust manifold.

Технический результат достигается также тем, что выпускное устройство может быть выполнено в виде вращающегося диска с секторным выступом, имеющим плоскую управляющую поверхность, а открытый конец выпускного коллектора расположен с зазором относительно управляющей плоскости секторного выступа.The technical result is also achieved by the fact that the exhaust device can be made in the form of a rotating disk with a sector protrusion having a flat control surface, and the open end of the exhaust manifold is located with a gap relative to the control plane of the sector protrusion.

Технический результат достигается также тем, что выпускное устройство может иметь вращающуюся цилиндрическую управляющую поверхность, а открытый конец выпускного коллектора расположен с зазором относительно цилиндрической управляющей поверхности.The technical result is also achieved by the fact that the exhaust device can have a rotating cylindrical control surface, and the open end of the exhaust manifold is located with a gap relative to the cylindrical control surface.

Технический результат достигается также тем, что выпускное устройство может содержать рассекатели потока продуктов сгорания, расположенные с возможностью воздействия на поток перед созданием выпускным устройством сопротивления движению продуктов сгорания из выпускного отверстия коллектора. The technical result is also achieved in that the exhaust device may contain combustion product flow dividers located with the possibility of influencing the flow before the exhaust device creates resistance to the movement of combustion products from the outlet opening of the manifold.

Изобретение поясняется при помощи чертежей.The invention is explained with the help of drawings.

Фиг. 1 – внешний вид на двигатель при положении выпускного устройства в процессе свободного выпуска продуктов сгорания.Fig. 1 – external view of the engine with the exhaust device in the position during free release of combustion products.

Фиг. 2 – то же, в процессе создания сопротивления проходу продуктов сгорания в атмосферу.Fig. 2 – the same, in the process of creating resistance to the passage of combustion products into the atmosphere.

Фиг. 3 – вид на выпускное устройство с цилиндрической управляющей поверхностью.Fig. 3 – view of the outlet device with a cylindrical control surface.

Фиг. 4 – вид на выпускное устройство с рассекателями.Fig. 4 – view of the exhaust device with diffusers.

Описываемый двигатель содержит корпус 1 с цилиндром 2, имеющим продувочные окна и, по крайней мере, одно выпускное окно (на чертежах не показаны), сообщенное с атмосферой посредством выполненного в цилиндре 2 выпускного канала и выпускного коллектора 3. Двигатель также снабжен связанное с валом 4 двигателя выпускное устройство 5, выполненное с возможностью создания, по крайней мере, сопротивления движению выходящих из выпускного коллектора продуктов сгорания в течение части рабочего процесса двигателя. Один конец коллектора 3 соединен с цилиндром 2 и сообщен с его выпускным каналом, а другой его конец выполнен открытым с возможностью выпуска продуктов сгорания в атмосферу непосредственно из выходного отверстия 6 коллектора 3. Выпускное устройство 5 расположено снаружи корпуса 1 двигателя и установлено с возможностью воздействия на поток продуктов сгорания, направляемый в атмосферу из выходного отверстия 6 выпускного коллектора 3. The engine being described comprises a housing 1 with a cylinder 2 having purge ports and at least one exhaust port (not shown in the drawings) communicated with the atmosphere by means of an exhaust channel formed in the cylinder 2 and an exhaust manifold 3. The engine is also provided with an exhaust device 5 connected to the engine shaft 4, configured to create at least resistance to the movement of combustion products leaving the exhaust manifold during a part of the engine operating process. One end of the manifold 3 is connected to the cylinder 2 and communicated with its exhaust channel, and its other end is made open with the possibility of releasing combustion products into the atmosphere directly from the outlet opening 6 of the manifold 3. The exhaust device 5 is located outside the engine housing 1 and is mounted with the possibility of influencing the flow of combustion products directed into the atmosphere from the outlet opening 6 of the exhaust manifold 3.

Выпускное устройство 5 может быть выполнено в виде вращающегося диска с секторным выступом (на чертежах не показан), имеющим плоскую управляющую поверхность, а открытый конец выпускного коллектора 3 расположен с зазором относительно управляющей плоскости секторного выступа.The outlet device 5 can be made in the form of a rotating disk with a sector-shaped protrusion (not shown in the drawings), having a flat control surface, and the open end of the outlet manifold 3 is located with a gap relative to the control plane of the sector-shaped protrusion.

Выпускное устройство 5 может иметь вращающуюся цилиндрическую управляющую поверхность 7, а открытый конец выпускного коллектора 3 расположен с зазором относительно указанной поверхности 7.The outlet device 5 may have a rotating cylindrical control surface 7, and the open end of the outlet manifold 3 is located with a gap relative to said surface 7.

Выпускное устройство 5 может содержать рассекатели 8 потока продуктов сгорания, расположенные с возможностью воздействия на поток перед созданием выпускным устройством сопротивления движению продуктов сгорания из выпускного отверстия 6 коллектора 3. Рассекатели 8 могут быть выполнены в виде выступов различной формы и расположены на заданном расстоянии один от другого с целью обеспечения возможности прохождения между ними продуктов сгорания без оказания значительного сопротивления их движению. Выступы могут иметь аэродинамические поверхности и выполнены, например, в виде лопаток, отклоняющих поток или создающих полезную работу, передаваемую на вал 4 двигателя. Рассекатели 8 могут быть выполнены в виде круговых поверхностей, например, фигурных, в которых могут быть выполнены отверстия для прохода газов. The exhaust device 5 may comprise combustion product flow dividers 8 arranged to act on the flow before the exhaust device creates resistance to the movement of combustion products from the exhaust opening 6 of the manifold 3. The dividers 8 may be in the form of projections of various shapes and arranged at a predetermined distance from one another to allow combustion products to pass between them without significantly resisting their movement. The projections may have aerodynamic surfaces and be designed, for example, in the form of blades that deflect the flow or create useful work transmitted to the engine shaft 4. The dividers 8 may be in the form of circular surfaces, for example, shaped, in which openings for the passage of gases may be made.

Ось вращения устройства 5 может быть расположена в любом угловом положении относительно оси вращения вала 4. The axis of rotation of device 5 can be located in any angular position relative to the axis of rotation of shaft 4.

При этом сообщение выпускного канала цилиндра 2 с выпускным коллектором 3 в месте их соединения выполнено тангенциальным с возможностью закрутки продуктов сгорания в выпускном коллекторе 3, в поперечной его плоскости.In this case, the communication of the exhaust channel of cylinder 2 with the exhaust manifold 3 at the place of their connection is made tangential with the possibility of swirling the combustion products in the exhaust manifold 3, in its transverse plane.

Свободный конец коллектора 3 в районе расположения его выпускного отверстия 6 может быть подкреплен к корпусу 1 двигателя при помощи компактного кронштейна (на чертежах не показан) с целью снижения колебаний конца коллектора 3 относительно устройства 5 при работе двигателя.The free end of the collector 3 in the area of its outlet opening 6 can be secured to the engine body 1 using a compact bracket (not shown in the drawings) in order to reduce vibrations of the end of the collector 3 relative to the device 5 during engine operation.

Описываемый двигатель работает следующим образом. В конце расширения продуктов сгорания, начинается свободный их выпуск из цилиндра 2 через выпускное окно, выпускной канал в выпускной коллектор 3. Пройдя по коллектору 3, продукты сгорания выпускаются из него через выпускное отверстие 6 непосредственно в атмосферу. Таким образом, по крайней мере, в процессе свободного выпуска, продукты сгорания истекают из цилиндра 2 без какого-либо внешнего воздействия на них. За счет этого ускоряется освобождение полости цилиндра 2 от продуктов сгорания и уменьшается величина остаточных газов.The engine described operates as follows. At the end of the combustion product expansion, they begin to freely exit cylinder 2 through the exhaust port and exhaust channel into exhaust manifold 3. After passing through manifold 3, the combustion products are released through outlet 6 directly into the atmosphere. Thus, at least during the free-flowing process, the combustion products flow out of cylinder 2 without any external influence. This accelerates the release of combustion products from cylinder 2 and reduces the amount of residual gases.

Ось, относительно которой закручена спираль коллектора 3, может быть расположена в любом угловом положении относительно оси вращения вала 4.The axis, relative to which the spiral of the collector 3 is twisted, can be located in any angular position relative to the axis of rotation of the shaft 4.

По окончании свободного выпуска открываются продувочные окна, и начинается процесс заполнения полости цилиндра 2 свежим зарядом. Часть свежего заряда при этом может перетекать в выпускной канал и коллектор 3 через выпускное окно. Кроме того, при ходе поршня двигателя от его нижней мертвой точки часть свежего заряда выдавливается из полости цилиндра 2 также через выпускное окно. Для возврата свежего заряда обратно в полость цилиндра 2 через выпускное окно, в заданный момент, согласованный с положением поршня в цилиндре 2, увеличивают давление газа в коллекторе 3 за счет перекрытия выходного отверстия 6 коллектора 3 управляющей поверхностью 7 устройства 5. Для реализации указанного явления необходимо обеспечить требуемые длину и площадь поперечного сечения выпускного коллектора 3. При этом устройство 5 выполнено бескорпусным и расположено в открытом пространстве снаружи корпуса 1 двигателя. С целью снижения шума выхлопа и снижения концентрации теплового потока (при использовании двигателя в военной авиации), поток продуктов сгорания пропускают через вращающиеся на устройстве 5 рассекатели 8, не создающие заметного сопротивления потоку. Рассекатели 8 размещают на поверхности устройства 5, не являющейся управляющей.Upon completion of free exhaust, the purge ports open, and the process of filling the cylinder 2 cavity with a fresh charge begins. Part of the fresh charge may flow into the exhaust channel and manifold 3 through the exhaust port. Furthermore, during the engine piston's stroke from its bottom dead center, part of the fresh charge is also forced out of the cylinder 2 cavity through the exhaust port. To return the fresh charge back to the cylinder 2 cavity through the exhaust port, at a predetermined moment, coordinated with the piston position in cylinder 2, the gas pressure in manifold 3 is increased by closing the outlet opening 6 of manifold 3 with the control surface 7 of device 5. To implement this phenomenon, it is necessary to ensure the required length and cross-sectional area of exhaust manifold 3. In this case, device 5 is made without a housing and is located in an open space outside the engine housing 1. To reduce exhaust noise and lower the heat flux concentration (when using the engine in military aircraft), the combustion product flow is passed through rotating diffusers 8 on device 5, which do not create significant flow resistance. The diffusers 8 are located on the non-control surface of device 5.

Таким образом, использование описанного технического решения позволяет снизить удельный расход топлива при обеспечении минимальной массы двигателя, приемлемой компактности и с минимальным сопротивлением движению продуктов сгорания, выпускаемых из цилиндра.Thus, the use of the described technical solution allows for a reduction in specific fuel consumption while ensuring minimum engine weight, acceptable compactness, and minimal resistance to the movement of combustion products released from the cylinder.

Claims (4)

1. Двухтактный двигатель с бескорпусным выпускным устройством, содержащий корпус с цилиндром, имеющим продувочные окна и по крайней мере одно выпускное окно, сообщенное с атмосферой посредством выпускного канала цилиндра и выпускного коллектора, а также связанное с валом двигателя выпускное устройство, выполненное с возможностью создания, по крайней мере, сопротивления движению выходящих из выпускного коллектора продуктов сгорания в течение части рабочего процесса двигателя, отличающийся тем, что один конец коллектора сообщен с выпускным каналом, а другой его конец выполнен открытым с возможностью выпуска продуктов сгорания в атмосферу непосредственно из выходного отверстия коллектора, выпускное устройство расположено снаружи корпуса двигателя и установлено с возможностью воздействия на поток продуктов сгорания, направляемый в атмосферу из выходного отверстия выпускного коллектора. 1. A two-stroke engine with a caseless exhaust device, comprising a housing with a cylinder having purge ports and at least one exhaust port communicated with the atmosphere by means of an exhaust channel of the cylinder and an exhaust manifold, as well as an exhaust device connected to the engine shaft, made with the possibility of creating at least resistance to the movement of combustion products leaving the exhaust manifold during a part of the working process of the engine, characterized in that one end of the manifold is communicated with the exhaust channel, and its other end is made open with the possibility of releasing combustion products into the atmosphere directly from the outlet opening of the manifold, the exhaust device is located outside the engine housing and is installed with the possibility of influencing the flow of combustion products directed into the atmosphere from the outlet opening of the exhaust manifold. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что выпускное устройство выполнено в виде вращающегося диска с секторным выступом, имеющим плоскую управляющую поверхность, а открытый конец выпускного коллектора расположен с зазором относительно управляющей плоскости секторного выступа.2. An engine according to claim 1, characterized in that the exhaust device is made in the form of a rotating disk with a sector-shaped protrusion having a flat control surface, and the open end of the exhaust manifold is located with a gap relative to the control plane of the sector-shaped protrusion. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что выпускное устройство имеет вращающуюся цилиндрическую управляющую поверхность, а открытый конец выпускного коллектора расположен с зазором относительно цилиндрической управляющей поверхности.3. An engine according to claim 1, characterized in that the exhaust device has a rotating cylindrical control surface, and the open end of the exhaust manifold is located with a gap relative to the cylindrical control surface. 4. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что выпускное устройство содержит рассекатели потока продуктов сгорания, расположенные с возможностью воздействия на поток перед созданием выпускным устройством сопротивления движению продуктов сгорания из выпускного отверстия коллектора.4. An engine according to claim 1, characterized in that the exhaust device contains combustion product flow dividers located with the possibility of influencing the flow before the exhaust device creates resistance to the movement of combustion products from the outlet opening of the manifold.
RU2025117681A 2025-06-26 Two-stroke engine with corpusless exhaust device RU2850577C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2850577C1 true RU2850577C1 (en) 2025-11-12

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2403844A (en) * 1943-07-12 1946-07-09 Saurer Ag Adolph Regulation of the scavenging and charging of two-stroke fuel injection internal-combustion engines
US2431266A (en) * 1944-02-01 1947-11-18 Michel Kadenacy Two-stroke cycle internalcombustion engine
DE3212422A1 (en) * 1981-04-03 1982-11-11 Jawa N.P., Týnec nad Sázavou Exhaust for a two-stroke internal combustion engine
RU2017993C1 (en) * 1992-01-21 1994-08-15 Геня Те Method of operation of two-stroke internal combustion engine and internal combustion engine
RU2499150C1 (en) * 2012-03-15 2013-11-20 Евгений Николаевич Захаров Method of gas exchange in two-stroke ice
RU2581753C1 (en) * 2014-10-20 2016-04-20 Евгений Николаевич Захаров Internal combustion engine control method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2403844A (en) * 1943-07-12 1946-07-09 Saurer Ag Adolph Regulation of the scavenging and charging of two-stroke fuel injection internal-combustion engines
US2431266A (en) * 1944-02-01 1947-11-18 Michel Kadenacy Two-stroke cycle internalcombustion engine
DE3212422A1 (en) * 1981-04-03 1982-11-11 Jawa N.P., Týnec nad Sázavou Exhaust for a two-stroke internal combustion engine
RU2017993C1 (en) * 1992-01-21 1994-08-15 Геня Те Method of operation of two-stroke internal combustion engine and internal combustion engine
RU2499150C1 (en) * 2012-03-15 2013-11-20 Евгений Николаевич Захаров Method of gas exchange in two-stroke ice
RU2581753C1 (en) * 2014-10-20 2016-04-20 Евгений Николаевич Захаров Internal combustion engine control method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4312305A (en) Two-stroke cycle gasoline engine
US3911878A (en) Internal combustion engine having continuous combustion
JPH05256129A (en) Muffler for exhaust system
JPH03156122A (en) Exhaust control valve device for parallel multiple cylinder two cycle engine
US4491096A (en) Two-stroke cycle engine
US3985476A (en) Rotary internal combustion engine with valved inlet through piston
WO1990014513A1 (en) Rotary exhaust control valve for two-stroke cycle engines and process for using the same
FI107826B (en) Internal combustion engine with rotary piston
JP2013113224A (en) Exhaust device for multi-cylinder engine
JP2009013873A (en) Turbocharger
RU2850577C1 (en) Two-stroke engine with corpusless exhaust device
US4258669A (en) Two-stroke cycle gasoline engine
JP2013104354A (en) Exhaust control device of multi-cylinder engine
MXPA96004534A (en) Inte combustion engine
RU2720879C1 (en) Rotary-piston internal combustion engine
US5351660A (en) Electrically activated dynamic valve for spark ignition engines
GB1591050A (en) Internal combustion engine
RU2196905C2 (en) Internal combustion rotary-vane engine
US4036566A (en) Fluid displacement apparatus
US5315962A (en) Valves for a duct, and two-stroke combustion engine incorporating the valves
RU2842844C1 (en) Two-stroke engine with circular exhaust manifold
RU2847048C1 (en) Two-stroke engine with conical outlet device
RU2843330C1 (en) Two-stroke engine with spiral exhaust manifold
US4144865A (en) Fluid displacement apparatus
RU2032815C1 (en) Valve gear for internal combustion engine