CS255120B1

CS255120B1 - Fluidized vortex closing device for bypass correction of turbocharger function for internal combustion engines

Info

Publication number: CS255120B1
Application number: CS862228A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Tesar; Vladimir Kliment; Michal Takats; Vladimir Stibinger; Petr Kusy
Original assignee: Vaclav Tesar; Vladimir Kliment; Michal Takats; Vladimir Stibinger; Petr Kusy
Priority date: 1986-04-01
Filing date: 1986-04-01
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS222886A1

Abstract

Ústrojí má na odbočující větev výfukového potrubí připojenou prstencovou štěrbinovou trysku směřující do primárního kolektoru, který vede do vírové komory soustavou tangeciá]nich vtoků, vytvořených jako mezery mezi nehybnými lopatkami, přičemž po straně primárního kolektoru, oddělen děličem, je vstup do vnitřního kanálu, rovněž ústícího do vírové komory, avšak na menším poloměru od osy rotační symetrie vírové komory než soustava tangenciálních vtoků, a mezi štěrbinovou tryskou a primárním kolektorem je uspořádána kuželovité tvarovaná přídržná stěna mezi níž a ústím štěrbinové trysky je vyústěna řídicí tryska, napojená spojovacím kanálkem na výtlačné potrubí kompresoru, výstup z vírové komory je veden do první kolisní trysky umístěné proti obdobně uspořádané druhé kolisní trysce, napojené na výstup výfukových plynů z turbíny turbodmychadla, do které vede hlavní větev výfukového potrubí, a prostor mezi oběma kolisními tryskami je spojen s výfukem prostřednictvím radiálního difuzoru. Ústrojí je využitelné pro obor spalovacích motorů, zejména vozidlových.The device has an annular slot nozzle attached to the branch branch of the exhaust manifold directed into the primary collector, which leads to the vortex chamber through a system of tangent inlets formed as gaps between the stationary vanes, with an inlet channel inlet along the primary collector, a vortex chamber, but at a smaller radius from the rotational symmetry axis of the vortex chamber than the tangential inlet system, and a conical shaped retaining wall is disposed between the slot nozzle and the primary collector between which and a nozzle is connected to the outlet nozzle via a connecting channel to the discharge conduit compressor, the vortex chamber outlet is directed to a first collision nozzle disposed opposite a similarly arranged second collision nozzle, coupled to the exhaust outlet of the turbocharger turbine, into which the main exhaust pipe leads and the space between the two collision nozzles is connected to the exhaust via a radial diffuser. The device is usable for the field of internal combustion engines, especially vehicle engines.

Description

Vynález se týká přeplňování spalovacího motoru turbodmychadlem, a sice korekce, úpravy funkce turbodmychadla za účelem zlepšení průběhu charakteristiky celého agregátu, to je spalovacího motoru s turbodmychadlem.The present invention relates to a turbocharging of an internal combustion engine, namely a correction of a modification of the turbocharger function in order to improve the performance of the whole aggregate, i.e. a turbocharged internal combustion engine.

Není-li funkce turbodmychadla korigována, nemá agregát vhodný průběh vnější rychlostní charakteristiky. Je to důsledkem toho, že tlakový spád generovaný turbodmychadlem a tím i průtočná hmotnost vzduchu dopraveného do válců motoru za otáčku ro3tou s otáčkami a nabývají při vysokých otáčkách příliš velkých hodnot, zatímco při otáčkách nízkých, kdy by bylo zvýšení výkonu motoru přeplňováním nejvíce vítáno, je přeplňovací efekt relativně malý. Korekce funkce turbodmychadla bývá nejčastěji provedena tak, že při dosažení určité hodnoty přeplňovacího tlaku se určitá část výfukových plynů vede mimo hlavní vstup turbiny. Bud se vede do obtoku, který vůbec obchází turbinu turbodmychadla, nebo do pomocného vstupu turbiny, vedoucí k jinému systému statorových lopatek. U dnes vyráběných korekčních ústrojí provádí tento korekční zásah mechanický přepouštěcí ventil, tedy ventil s mechanickým přenosem síly do fluido/mechanického převodníku, převádějícího vstupní účinek tlakového vzduchu z dmychadla na silové působení, k mechanofluidickému převodníku převádějícímu silový účinek na změnu průtoku tekutiny, respektive výfukových plynů. Vysoké teploty výfukových plynů a vibrace při Chodu motoru představují krajně nepříznivé pracovní podmínky a plně uspokojující konstrukce přepouštěcího ventilu zatím nejsou k dispozici. Přes použití speciálních drahých materiálů, například na membránu ventilu, je životnost takového ventilu značně omezena. Z patentové literatury je známo řešení korekčního ústrojí s vírovými, čistě fluidickými uzávěry.If the turbocharger function is not corrected, the unit does not have an appropriate external velocity characteristic. This is due to the fact that the pressure drop generated by the turbocharger and hence the flow rate of air delivered to the engine cylinders per revolution rpm and take too high values at high speeds, while at low speeds where the increase in engine power would be most welcome supercharging effect relatively small. The correction of the turbocharger function is most often performed so that when a certain amount of supercharging pressure is reached, a certain portion of the exhaust gas is routed outside the main inlet of the turbine. Either it goes to a bypass that bypasses the turbocharger turbine at all, or to a turbine auxiliary inlet leading to another stator blade system. In today's correction devices, this correction intervention is performed by a mechanical transfer valve, that is a valve with mechanical power transfer to the fluid / mechanical transducer, converting the input effect of compressed air from the blower to a force action, to the mechanofluidic transducer. . High exhaust gas temperatures and engine vibration are extremely adverse working conditions and fully satisfactory relief valve designs are not yet available. Despite the use of special expensive materials, for example on the valve diaphragm, the service life of such a valve is greatly reduced. The patent literature discloses a correction device with vortex, purely fluid closures.

Ty se při své funkci zcela obejdou bez pohyblivých součástek, což přináší mnoho předností zejména po stránce spolehlivosti a nenáročnosti na údržbu. Na druhé straně však mají známá řešení s fluidickými vírovými uzávěry některé nedostatky. Je to zejména, že známým provedením vírového uzávěru nelze dosáhnout úplného uzavření obtoku při nízkých otáčkách motoru a dochází tedy ke ztrátě energie, jíž s sebou obtokem odnáší část nevyužitých výfukových plynů. · iThey function completely without moving parts, which brings many advantages especially in terms of reliability and low maintenance. On the other hand, the known solutions with fluid vortex closures have some drawbacks. In particular, the known design of the vortex closure does not allow complete bypassing of the bypass at low engine speeds, and therefore the energy that the bypass carries part of the unused exhaust gas is lost. · I

Druhou nevýhodou je poměrně značný trvalý odběr tlakového vzduchu z výtlačného potrubí dmychadla. Tento odběr je nezbytný k vyvolání rotace ve vírové komoře vírového uzávěru a vede tedy také ke zhoršení energetické bilance přeplňování.The second disadvantage is the relatively high continuous consumption of compressed air from the blower discharge line. This consumption is necessary to induce rotation in the vortex chamber of the vortex cap and thus also leads to a deterioration in the energy balance of the supercharging.

Problém je řešen ústrojím s. vírovým fluidickým uzavíracím prvkem k obtokové korekci funkce přeplňovacího turbodmychadla pro spalovací motory s vírovým uzavíracím prvkem zapojeným mezi výfukový kanál spalovacího motoru a obtok, který míjí hlavní vstup do turbiny turbodmychadla, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že na odbočující větev výfukového potrubí je připojena prstencová štěrbinová tryska směřující do primárního kolektoru který vede do vírové komory soustavou tangenciálních vtoků, zejména vytvořených jako mezery mezi nehybnými lopatkami, přičemž po straně primárního kolektoru, oddělen děličem, je vstup do vnitřního kanálu rovněž ústícího do vírové komory, avšak na menším poloměru od osy rotační symetrie vírové komory než soustava tangenciálních vtoků a mezi štěrbinovou tryskou a primárním kolektorem je uspořádána kuželovité tvarovaná přídržná stěna, mezi niž a ústím štěrbinové trysky je vyústěna řídicí tryska, napojená spojovacím kanálkem na výtlačné potrubí kompresoru a výstup z vírové komory je pak veden do první kolizní trysky umístěné proti obdobně uspořádané druhé kolizní trysce napojené na výstup výfukových plynů z turbiny turbodmychadla, do které vede hlavní větev výfukového potrubí a prostor mezi oběma kolisními tryskami je spojen s výfukem prostřednictvím radiálního difuzoru.The problem is solved by a fluid vortex shut-off device for bypass correction of turbocharger operation for internal combustion engines with a vortex shut-off connected between the exhaust port of an internal combustion engine and a bypass that passes the main inlet of the turbocharger turbine according to the invention. It consists in that an annular slotted nozzle directed to the primary collector is connected to the branching branch of the exhaust manifold, which leads to the vortex chamber through a set of tangential inlets, in particular formed as gaps between the fixed vanes. an inner channel also extending into the vortex chamber, but at a smaller radius from the axis of rotational symmetry of the vortex chamber than the tangential inlet system, and a tapered shaped retaining wall is disposed between the slotted nozzle and the primary collector. to the compressor discharge line and the outlet from the vortex chamber is then directed to a first collision nozzle located opposite a similarly arranged second collision nozzle connected to the exhaust outlet of the turbocharger turbine, d by which the main branch of the exhaust pipe runs and the space between the two collision nozzles is connected to the exhaust by means of a radial diffuser.

Zejména je účelné takové uspořádání ústrojí podle tohoto vynálezu, kde osa rotační symetrie vírové komory je totožná s osou rotace pohyblivých součástek turbodmychadla, tedy rotoru kompresoru i turbiny.In particular, the arrangement of the device according to the invention is expedient in which the axis of rotation symmetry of the vortex chamber coincides with the axis of rotation of the movable components of the turbocharger, i.e. the compressor rotor and the turbine.

Uspořádání tedy kombinuje vírový princip uzavírání průtoku s principem rozvádění průtoku tekutiny v podobě proudu vytékajícího z trysky tím, že se proud účinkem řídicího výtoku po opuštění trysky vychyluje do stran. Navíc je také zde využit princip kolisního prvku v místě spojení obtokového průtoku a průtoku turbinou, zajištující, že při malých otáčkách motoru je průtok obtokovou větví velmi výrazně potlačen.· Zesilovací účinek rozváděči části pak znamená, že je minimalizován i odběr tlakového vzduchu z výtlačného potrubí. Proti -'dosavadním známým uspořádáním fluidických korekčních ústrojí se tedy dosahuje vyšší energetická účinnost přeplňování. Přitom se zachovává výhoda ústrojí nemajícího pohyblivé součástky, tedy není zde nic, co by se mohlo vyběhat nebo zaseknout, odpadá jakákoliv nutnost mazání ložisek nebo výměny opotřebovaných ucpávek. V doporučeném uspořádání s koaxiální dispozicí vírové komory pak na rozdíl od dosud známých řešení s vírovými uzávěry, zaujímající poměrně značný objem, se nyní dostává velmi kompaktní agregát s malými prostorovými nároky.Thus, the arrangement combines the vortex shut-off principle with the principle of distributing the fluid flow in the form of a jet flowing out of the nozzle by deflecting the jet sideways after leaving the nozzle as a result of the control discharge. In addition, the collision element at the junction of the bypass flow and the turbine flow is used to ensure that the bypass flow is very significantly suppressed at low engine speeds. . Thus, a higher energy efficiency of the supercharging is achieved over the prior art known fluid correction devices. In doing so, the advantage of a device that does not have movable parts is retained, that is, there is nothing that can run out or become stuck, eliminating any need for bearing lubrication or replacement of worn packing. In the recommended arrangement with a coaxial disposition of the vortex chamber, in contrast to the previously known vortex shut-off solutions, which occupies a relatively large volume, a very compact unit with a small space requirement is now obtained.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v popise příkladu jeho provedení podle připojeného výkresu, kde je znázorněno v meridiálním řezu příkladné provedení ústrojí s vírovým fluidickým uzavíracím prvkem k obtokové korekci funkce přeplňovacího turbodmychadla pro spalovací motory podle vynálezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention and its effects are explained in more detail in the description of an exemplary embodiment according to the accompanying drawing, in which an exemplary embodiment of a vortex fluid closing device for bypass correction of the turbocharger function of an internal combustion engine according to the invention is shown.

Turbodmychadlo s obvyklým způsobem provedeným kompresorem 10 a turbinou 20 je zde provedeno v jediném monobloku s fluidickým korekčním ústrojím. Na obrázku toto korekční ústrojí zaujímá horní část monobloku. Vertikální orientace osy 2 rotace zde ovšem není motivována technickými ohledy, ale jen požadavkem účelného využití předepsaného formátu výkresu.A turbocharger with a conventional compressor 10 and a turbine 20 is provided here in a single monoblock with a fluid correction device. In the figure, this correction device occupies the upper part of the monoblock. However, the vertical orientation of the rotation axis 2 is not motivated by technical considerations, but merely by the requirement for efficient use of the prescribed drawing format.

Právě tak by mohl být celý monoblok orientován horizontálně. Vzduch nasávaný z atmosféry přes zde nekreslený čistič přichází do kompresoru lu sacím potrubím 11 zespodu, vystupuje výtlačným potrubím 12 směrem vpravo. Dmychadlová část monobloku na obrázku dole je oddělena od svrchní části protékané výfukovými plyny o vysoké teplotě výrazným zúžením, ovšem s výztužnými žebry, majícím za účel potlačit ohřátí protékajícího vzduchu od skříně turbodmychadla. Výfukové plyny z motoru jsou vedeny výfukovým potrubím 21 na obrázku nahoře. Výfukové potrubí 21 se v bifunkčním uzlu 211, znázorněném zde pouze schematicky místem spojení větví, rozděluje na odbočující větev 2 vlevo a hlavní větev 2 vedoucí do turbiny 20. Z ní výfukové plyny odcházejí výfukem 22 do zase již nekresleného tlumiče. Odbočující větev 2 výfukového potrubí 21 je vedena v ose 2 rotační symetrie a do tělesa monobloku, kde na ní navazuje prstencová štěrbinová tryska 201 vytvořená mezi vnějším pláštěm a náběžnou stranou centrálního tělesa 205 Ze štěrbinové trysky 201 vytéká proud výfukových plynů ve tvaru tenkého dutého kuželu, sledujícího kuželovitou přídržnou stěnu 203. Proti ústí štěrbinové trysky 201 ve směru přídržné stěny 203 leží primární kolektor 220 určený pro zachycení tohoto proudu. Vzhledem ke kuželovitému tvaru se tedy ve směru proudění protékaný průřez primárního kolektoru 220 zvětšuje a kinetická energie se zde přeměňuje na energii tlakovou.Likewise, the entire monoblock could be oriented horizontally. The air sucked from the atmosphere through the cleaner not drawn here comes into the compressor 11 through the suction line 11 from below, leaving the discharge line 12 to the right. The blower portion of the monoblock in the figure below is separated from the upper portion flowing through the high-temperature exhaust gases by a significant constriction, but with reinforcing ribs, to suppress the heating of the flowing air from the turbocharger housing. The exhaust fumes from the engine are led through the exhaust manifold 21 in the figure above. The exhaust pipe 21 is divided into a branch branch 2 on the left and a main branch 2 leading to the turbine 20 at the bifunctional node 211, shown here only schematically by the branch connection. The branch branch 2 of the exhaust pipe 21 is guided in the axis 2 of rotational symmetry and into the monoblock body, where it is connected by an annular slot nozzle 201 formed between the outer casing and the leading side of the central body 205. A primary collector 220 for receiving this stream is located opposite the mouth of the slotted nozzle 201 in the direction of the retaining wall 203. Due to the conical shape, the cross-section of the primary collector 220 flowing in the flow direction increases and the kinetic energy is converted here into pressure energy.

V této části monobloku jsou uvnitř dutiny vnějšího pláště šrouby 216 držena dvě tělesa: jednak již zmíněné centrální těleso 205, jednak kolem něj ležící prstencové těleso 208. Náběžná 3trana prstencového tělesa 208 je tvarována jako žlábkový dělič 207. Proti přídržné stěně 203 má centrální těleso 205 vybráni, takže se mezi ním a přídržnou stěnou 203 vytváří rozměrnější interakční dutina. Do této interakční dutiny směřuje kolmo ke směru výtoku ze štěrbinové trysky 201 řídicí tryska 204. Do ní je přiváděn tlakový vzduch z rozváděči komůrky 202, jež je spojena spojovacím kanálkem 2 ^s výtlačným potrubím 12, ze kterého se tlakový vzduch odebírá. Pod spodní, odtokovou stranou centrálního tělesa 205 a prstencového tělesa 208 je vytvořena dutina, fungující jako vírová komora 213. Do vírové komory 213 ústí jednak mezikruhový vnitřní kanál 206 vytvořený mezi centrálním tělesem 205 a prstencovým tělesem 208, jednak také tangenciální vtoky, vytvořené mezi soustavou lopatek 209 na vnějším obvodě prstencového tělesa 208. Do této soustavy tangenciálních vtoků mezi lopatkami 209 mohou proudit výfukové plyny z primárního kolektoru 220. Ve středu vírové komory 213 je pro další proudění výfukových plynů v ose rotační symetrie a první kolisní tryska 101 Právě proti ní je obdobně tvarovaná druhá kolisní tryska 102 napojená zase na výstup výfukových plynů z turbiny 20. Prostor mezi oběma proti sobě směřujícími kolisními tryskami 101, 102 je spojen s výfukem prostřednictvím radiálního difuzoru 103.In this part of the monoblock, two bodies are held within the cavity of the outer shell by screws 216: the aforementioned central body 205 and the annular body 208. The leading side of the annular body 208 is shaped like a groove divider 207. Against the retaining wall 203 has a central body 205 so that a larger interaction cavity is formed between it and the retaining wall 203. Into this interaction cavity is directed perpendicularly to the direction of discharge from the slot nozzle 201 to the control nozzle 204. Compressed air is supplied from the manifold chamber 202, which is connected via a connecting duct 2 ^{to a} discharge line 12 from which compressed air is drawn. A cavity, acting as a vortex chamber 213, is formed below the bottom, outflow side of the central body 205 and the annular body 208. An annular inner channel 206 formed between the central body 205 and the annular body 208 and the tangential inlets formed between the assembly Exhaust gases from the primary collector 220 may flow into this set of tangential inlets between the blades 209. In the center of the vortex chamber 213, the rotational symmetry axis is aligned with the first collision nozzle 101 and the first collision nozzle 101 is just opposite it. a similarly shaped second collision nozzle 102 connected in turn to the exhaust gas outlet of the turbine 20. The space between the two opposing collision nozzles 101, 102 is connected to the exhaust via a radial diffuser 103.

Při nízkých otáčkách motoru jsou i nízké otáčky turbodmychadla, takže ve výtlačném potrubí 12 je poměrně nízký přetlak. Přitom je žádoucí, aby pokud možno všechny výfukové plyny 2 výfukového potrubí 21 procházely hlavní větví 1^ do turbiny 20. Část jich ovšem dutinami, které nejsou nijak mechanicky přehrazeny, nevyhnutelně přichází odbočující větví 2^do štěrbinové trysky 201. Po opuštění jejího ústí na proud vytvořený výtokem ze štěrbinové trysky 201 sice působí výtok z řídicí trysky 204, ovšem při relativně nízkém přetlaku ve výtlačném potrubí 12 tento účinek zdaleka nestačí na vychýlení proudu výfukových plynů z jejich dráhy do primárního kolektoru 220 a odtud tangenciálními vtoky mezi lopatkami 209 do vírové komory 213. Protože lopatky 209 mají odtokové hrany orientovány do tangenciálního směru, dochází při průtoku výfukových plynů mezi nimi k rotaci ve vírové komoře 213.At low engine speed, the turbocharger speed is also low, so that the overpressure in the discharge line 12 is relatively low. At the same time, it is desirable that all exhaust gases 2 of the exhaust pipe 21 pass through the main branch 1 into the turbine 20. However, some of them through cavities which are not mechanically obstructed inevitably enter the branching branch 2 into the slot nozzle 201. although the flow generated by the outflow from the slotted nozzle 201 exits the outflow from the control nozzle 204, but at a relatively low overpressure in the discharge line 12, this effect is far from deflecting the exhaust stream from its path to the primary collector 220 and therefrom by tangential inlets between 213. Because the vanes 209 have the trailing edges oriented in a tangential direction, as the exhaust gas flows therebetween, rotation occurs in the vortex chamber 213.

Tento rotační pohyb jako u dosud -známých vírových uzávěrů způsobí, že je vyvolán odstředivý účinek, bránicí výfukovým plynům v dalším postupu ke středu vírové komory 213 do první kolisní trysky 101.This rotational movement, as in the prior art vortex closures, causes a centrifugal effect to be prevented by the exhaust gases to further advance to the center of the vortex chamber 213 into the first collision nozzle 101.

Pokud v jistém velmi malém množství plyny přece jen do první kolisní trysky 101 pronikají, střetávají se v jejím ústí s mnohem silnějším výtokem ze druhé kolisní trysky 102.If, in a very small amount, the gases still enter the collision nozzle 101, they encounter a much stronger outlet from the second collision nozzle 102 at its mouth.

I když tlak plynů velice poklesl expanzí v turbině 2 0, přece jen jejich hybnostní účinek je takový, že účinně potlačují proudění procházející do první kolisní trysky 101 odbočující větví 2. Výtok ze druhé kolisní trysky 102, obrácený do radiálního směru, je pak zpomalen v radiálním difuzoru 103 a vyveden do výfuku 22.Although the pressure of the gases has greatly decreased by expansion in the turbine 20, their momentum effect is such that they effectively suppress the flow passing to the first collision nozzle 101 through the branch 2. The effluent from the second collision nozzle 102 facing the radial direction is then slowed down. radial diffuser 103 and led to the exhaust 22.

Jakmile však začnou otáčky motoru narůstat a zvyšuje se plnicí přetlak ve výtlačném potrubí 12, je pro dosažení vhodného průběhu zatěžovací charakteristiky motoru žádoucí, aby ve zvětšující se míře výfukové plyny procházely odbočující větví mimo turbinu 20.However, as the engine speed begins to increase and the charge overpressure in the discharge line 12 increases, it is desirable that, to an increasing extent, the exhaust gases pass through the branch line outside the turbine 20 to achieve an appropriate load characteristic of the engine.

Je to ovšem žádoucí až po dosažení určité úrovně otáček. Do této úrovně se uplatní celá řada mechanismů bránicích takovému obtoku. Je to jednak Coandův jev přilnutí proudu k přídržné stěně 203, jednak to, že štěrbinová tryska 201 směřuje přímo proti primárnímu kolektoru 220 a to zejména také účinek negativní zpětné vazby vyvozené žlábkem na nose žlábkového děliče 207. Odchýlí-li se totiž jisté malé množství výfukových plynů ze své dráhy do primárního kolektoru 220, je zachyceno žlábkovým děličem 207 a jím ohnuto proti vybrání centrálního tělesa 205 na vnitřní straně interakční dutiny.However, this is desirable only after reaching a certain speed level. A number of mechanisms to prevent such a bypass apply to this level. This is both the Coanda effect of the current adhering to the retaining wall 203 and the slot nozzle 201 directed directly against the primary collector 220, and in particular also the negative feedback effect generated by the groove on the nose of the groove divider 207. The gas collector from its path to the primary collector 220 is captured by the channel divider 207 and bent therethrough against the recess of the central body 205 on the inside of the interaction cavity.

Toto vybrání je tak tvarováno, že ohýbá směr odchýlené části průtoku ještě více, až tato naráží na proud výfukových plynů vytékajících ze štěrbinové trysky 201 a přitiskává jej k přídržné stěně 203.This recess is so shaped that it bends the direction of the deflected portion of the flow even further until it impinges on the exhaust stream flowing from the slot nozzle 201 and presses it against the retaining wall 203.

Všechny tyto mechanismy ovšem ztratí svůj význam po dosažení určité kritické úrovně generovaného plnícího přetlaku. Potom je část výfukových plynů vytékajících jako proud ze štěrbinové trysky 201 vychýlena do vnitřního kanálu 206 a vytéká potom, protože neprochází lopatkami 209, do vírové komory 213 bez rotace. Snížením intenzity rotace ve vírové komoře se ovšem potlačí odstředivé zrychlení na rotující plynové částice a usnadní se jejich průchod do výfuku 22.All these mechanisms, however, lose their importance after reaching a certain critical level of generated filling pressure. Thereafter, a portion of the exhaust flowing as a stream from the slot nozzle 201 is deflected into the inner passage 206 and then flows, because it does not pass through the vanes 209, into the vortex chamber 213 without rotation. By reducing the intensity of rotation in the vortex chamber, however, centrifugal acceleration on the rotating gas particles is suppressed and their passage into the exhaust 22 is facilitated.

Významnou okolností může být, že korekční ústrojí a tedy celé přeplňování turbodmychadlem může být snadno elektricky ovládáno docela malým elektrofluidickým převodníkem 44 s malým potřebným elektrickým příkonem, nebot se jedná jen o řízení poměrně malého průtoku čistého tlakového vzduchu. Tato možnost může být velmi důležitá při řízení chodu motoru mikropočítačem.A significant circumstance may be that the correction device and hence the turbocharging can be easily electrically controlled by a fairly small electrofluidic transducer 44 with little electrical power required, since it is merely controlling a relatively low flow of pure compressed air. This option can be very important in controlling the engine running by a microcomputer.

Účelnou alternativou může také být, nahradí-li se jednoduché rozdvojení průtoku v bifunkčním uzlu 211 řízeným rozváděním fluidickým rozváděcím prvkem proudového typu, například monostabilním, ovládaným rovněž tlakovým vzduchem z výtlačného potrubí 12. Je tak možné ještě více zmenšit i to malé množství výfukových plynů, unikajících odbočující větví 2 v režimu malých otáček motoru.An efficient alternative may also be to replace the simple flow bifurcation at the bifunctional node 211 with a controlled flow-type fluid distribution element, for example a monostable, also controlled by compressed air from the discharge line 12. Thus, even a small amount of exhaust gas can be reduced, leaking branch 2 in low engine speed mode.

Při náhlých změnách režimu motoru se může příznivě uplatnit zpoždění vyvolané tím, že je třeba určité doby k vyvolání rotace ve vírové komoře 213, takzvané roztočení průtoku, a naopak zase určité doby také k zastavení rotace. Například po náhlém snížení dodávky paliva se uplatní to, že vzduch ve vírové komoře zůstává ještě roztočen. Jestliže záhy na to následuje akcelerace, což je ve vozidlovém provozu častá situace, je jistou výhodou, že díky tomuto setrvájícímu roztočení výfukové plyny nebyly ihned vedeny do obtoku mimo turbinu 20 a turbodmychadlo může ihned dodávat požadovaný vyšší přetlak.In the case of sudden changes in the engine mode, a delay due to the time required to induce rotation in the vortex chamber 213, the so-called rotation of the flow, and vice versa, also to stop the rotation, can be beneficial. For example, after a sudden reduction in fuel supply, it is assumed that the air in the vortex chamber still remains rotated. If this is soon followed by acceleration, which is a frequent situation in vehicle traffic, it is a certain advantage that, due to this sustained spin, the exhaust gases were not immediately led to a bypass outside the turbine 20 and the turbocharger can immediately deliver the desired higher excess pressure.

Předpokládá se, že vynález bude využíván v oboru spalovacích motorů, zejména vozidlových.It is envisaged that the invention will be utilized in the field of internal combustion engines, especially vehicle engines.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A machine with a fluidized-bed vortex shut-off for bypass correction of an turbocharger for internal combustion engines, with a vortex shut-off connected between an exhaust duct of an internal combustion engine and a bypass passing a main inlet to a turbocharger turbine, characterized by a branch branch (2) an annular slot nozzle (201) directed to the primary collector (220) is connected to the exhaust conduit (21) and leads to the viral chamber (213) through a set of tangential inlets formed as gaps between the stationary blades (209), 1), separated by a divider (207), is an inlet to the inner channel (206) also extending into the vortex chamber (213), but at a smaller radius from the axis (3) of rotational symmetry of the viral chamber (213) than the tangential inlet system and between the nozzle (201) and a conical shaped retainer is provided with the primary collector (220) a wall (203) between which and the orifice of the slot nozzle (201) is a control nozzle (204) connected by a connecting channel (4) to the discharge pipe (12) of the compressor (10) and the outlet from the vortex chamber (213) collision nozzles (101) located opposite a similarly arranged second collision nozzle (102) connected to the exhaust gas outlet of the turbocharger turbine (20) into which the main branch (1) of the exhaust manifold (21) and the space between the two collision nozzles (101, 102) ) is connected to the exhaust (22) by means of a radial diffuser (103).

Machine according to claim 1, characterized in that the axis of rotation (3) of the vortex chamber (213) coincides with the axis of rotation of the movable components of the turbocharger, i.e. the rotor of the compressor (10) and the turbine (20).