RU2850577C1 - Two-stroke engine with corpusless exhaust device - Google Patents
Two-stroke engine with corpusless exhaust deviceInfo
- 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
Links
Abstract
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)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2850577C1 true RU2850577C1 (en) | 2025-11-12 |
Family
ID=
Citations (6)
| 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)
| 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 |