CZ20031656A3 - Zařízení turbíny a plnicího dmychadla s vyrovnáním ztrát na škrtící klapce - Google Patents

Zařízení turbíny a plnicího dmychadla s vyrovnáním ztrát na škrtící klapce Download PDF

Info

Publication number
CZ20031656A3
CZ20031656A3 CZ20031656A CZ20031656A CZ20031656A3 CZ 20031656 A3 CZ20031656 A3 CZ 20031656A3 CZ 20031656 A CZ20031656 A CZ 20031656A CZ 20031656 A CZ20031656 A CZ 20031656A CZ 20031656 A3 CZ20031656 A3 CZ 20031656A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
drum
housing
engine
vane
air
Prior art date
Application number
CZ20031656A
Other languages
English (en)
Inventor
Steven Don Arnold
Original Assignee
Honeywell International Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell International Inc. filed Critical Honeywell International Inc.
Publication of CZ20031656A3 publication Critical patent/CZ20031656A3/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/10Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber
    • F04C28/14Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber using rotating valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/32Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/332Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the outer member and reciprocating with respect to the inner member
    • F01C1/336Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the outer member and reciprocating with respect to the inner member and hinged to the inner member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/344Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F01C1/348Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the vanes positively engaging, with circumferential play, an outer rotatable member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/40Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and having a hinged member
    • F01C1/46Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and having a hinged member with vanes hinged to the outer member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/34Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
    • F02B33/36Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps of positive-displacement type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)

Description

Předkládaný vynález se týká obecně oblasti plnicích dmychadel, jaká jsou používána u spalovacích motorů, a zejména se týká lopatkového zařízení používaného pro řízení průtoku vzduchu do benzínového spalovacího motoru, přičemž toto zařízení pracuje jak pro zajištění energie pro takovýto motor během stavů s přiškrcenou škrtící klapkou tak i pro zajištění přeplňovaného sání vzduchu do motoru během stavů s otevřenou škrtící klapkou.
Dosavadní stav techniky
Tato přihláška vynálezu odvozuje svoji prioritu ze souběžně projednávané přihlášky pořadového- čísla US 60/249742, podané 17.11.2001 a mající stejný název jako předkládaná přihláška vynálezu.
..........Plnicí,....dmyc.had.la_. a turbodmychadla_ pro benzínové a naftové spalovací motory jsou známá zařízení používaná v oboru pro tlakování nebo zvýšení plnícího tlaku proudu nasávaného vzduchu, který je směrován do spalovací komory motoru. V turbodmychadlu je plněný vzduch zajišťován kompresorem,- který je poháněn tepelnýma objemovým tokem výfukových plynů vystupujících z motoru. V plnicím dmychadle je plněný vzduch zajišťován kompresorem nebo ozubenými koly, která jsou poháněna klikovým hřídelem motoru přes jeden nebo více řemenů nebo rozvodových kol. -V důsledku způsobu, kterým jsou plnicí dmychadla poháněna, dochází při jejich provozu ke ztrátě výkonu. Ovšem ztráta výkonu, sdružená s poháněním plnicího dmychadla, je více než vynahrazena zvýšením výkonu, ·· ·· • · · · · · zajištěným přeplňovaným nasávaným vzduchem vedeným do motoru pro spalování při podmínkách plného zatížení.
Plnicí dmychadla jsou tedy poháněna prostřednictvím klikového hřídele motoru, aby se otáčel vnitřní prvek, který způsobuje zvýšení tlaku nasávaného vzduchu vedeného do motoru. Při použití s benzínovým spalovacím motorem má zvýšení provozních podmínek na škrtící klapce (přidání plynu) za následek větší tok tlakovaného vzduchu do motoru pro spalování. Snížení nebo redukce provozních podmínek na škrtící klapce (ubrání plynu) způsobuje zmenšení množství toku vzduchu do motoru.
Během škrcení (přivírání škrtící klapky - ubírání plynu) motoru, například tedy během redukce polohy škrtící klapky za účelem ovládání rychlosti vozidla, se zmenšuje množství toku vzduchu, který je veden do motoru, čímž se zmenšuje provozní účinnost motoru. Snížení provozní účinnosti během takovéhoto stavu přiškrcení (přivření) škrtící klapky se označuje jako ztráta na škrtící klapce a je obeeně známým stavem, který se vyskytuje u benzínových spalovacích motorů. V systémech s přeplňovaným motorem se ale provozní účinnost motoru během takovéhoto stavu přiškrcení dále snižuje/zhoršuje v důsledku té skutečnosti, že plnicí dmychadlo je současně poháněno motorem, to znamená, že odebírá energii od motoru.
Je tudíž žádoucí, aby bylo zkonstruováno zařízení, které je schopné jak zajistit požadovaný stupeň přeplňování, to jest zajištění požadovaného stupně tlakování nasávaného vzduchu, během podmínek otevírání škrtící klapky, tak i minimalizovat ztrátu provozní účinnosti motoru během podmínek uzavření nebo přiškrcování škrtící klapky, to jest zajištění • » · · · · ·· · · vyrovnání ztrát na škrtící klapce. Je žádoucí, aby takovéto zařízeni bylo schopné upevnění k motoru a/nebo dovnitř motorového prostoru s minimálním množstvím změn ve srovnání s běžnými systémy plnicího dmychadla.
Podstata vynálezu
Podle principů předkládaného vynálezu je zkonstruováno zařízení turbíny a plnicího dmychadla s vyrovnáním ztrát na škrtící klapce,, které je určeno pro umístění do sacího systému motoru jako náhrada běžných prostředků pro ovládání vzduchového toku pro spalování. Zařízení zahrnuje pouzdro, které je obecně válcového tvaru a které obsahuje přestavitelný sací (nebo vzduchový vstupní) port a vypouštěcí (nebo vzduchový výstupní) port, který je přestavitelný nezávisle na sacím portu. V příkladném provedení jsou sací a vypouštěcí port umístěny skrz koncové desky, které jsou upevněny ke každému axiálnímu konci pouzdra.
- ....................Uvnitř pouzdra je otočně uložen vnější otočný prvek
2° nebo buben a množství ložisek je vloženo mezi vnitřní stěnový povrch pouzdra a vnější stěnový povrch vnějšího bubnu pro umožnění otáčení vnějšího bubnu uvnitř pouzdra. Uvnitř pouzdra a uvnitř vnitřního průměru vnějšího bubnu je otočně umístěn vnitřní otočný prvek nebo buben. Tento vnitřní buben má osu otáčení, která je nesoustředná (výstřední) s osou otáčení vnějšího bubnu, přičemž vnitřní a vnější buben jsou uspořádány pro otáčení uvnitř pouzdra vzájemně vůči sobě v poměru 1:1. Prstencový prostor s proměnným objemem je definován uvnitř pouzdra mezi vnitřním a vnějším bubnem a
sací a vypouštěcí port jsou každý spojen vzduchovým tokem s nějakou částí tohoto prstencového prostoru.
Zařízení zahrnuje množství lopatek, z nichž každá je vložena radiálně mezi vnitřní a vnější buben. Každá lopatka je otočně upevněna na jednom z jejích konců k části vnějšího bubnu. Opačný konec každé lopatky je umístěn uvnitř části vnějšího průměru vnitřního bubnu, který je uspořádán pro umožnění vratného a otočného pohybu konce lopatky v něm. Zařízení obsahuje prostředek pro spojení alespoň jednoho z uvedených bubnů s klikovým hřídelem motoru.
Když je motor provozován se stavem škrtící klapky pro nízké zatížení nebo chod naprázdno (volnoběh), je zařízení uvedeno do režimu vyrovnávání ztrát na škrtící klapce, aby vytvářelo a přenášelo výkon na motor. Zařízení toto provádí prostřednictvím posunutí sacího portu uvnitř pouzdra do polohy přiléhající k minimálnímu objemu prstencového prostoru mezi otočnými bubny a prostřednictvím posunutí vypouštěcího portu uvnitř pouzdra do polohy přiléhající k maximálnímu objemu prstencového prostoru. Když je zařízení uvedeno do tohoto uspořádání, vzduch vstupující do zařízení se pohybuje z polohy malého objemu k velkému objemu, přičemž způsobuje otáčení bubnu a tato otočná energie je přenášena na motor přes spojovací prostředek.
Když je motor provozován se stavem škrtící klapky pro vysoké zatížení nebo se široce otevřenou škrtící klapkou, je zařízení uvedeno do režimu přeplňování pro vytváření tlakovaného vzduchu do sacího systému motoru pro následné spalování. Zařízení toto provádí prostřednictvím posunutí sacího portu uvnitř pouzdra do polohy přiléhající k maximálnímu objemu prstencového prostoru mezi otočnými bubny ·, Ji • · · · · · a prostřednictvím posunutí vypouštěcího portu uvnitř pouzdra do polohy přiléhající k minimálnímu objemu prstencového prostoru. Když je zařízení uvedeno do tohoto uspořádání, vzduch vstupující do zařízení se pohybuje z polohy velkého objemu k malému objemu, přičemž způsobuje tlakování vzduchu pohybujícího se skrz zařízení a tento tlakovaný vzduch je veden do motoru pro spalování.
Detaily a znaky předkládaného vynálezu bude možné lépe pochopit po pročtení následujícího detailního popisu 0 příkladných provedení ve spojení s odkazy na připojené výkresy.
Přehled obrázků na výkresech
Obr.l ilustruje schematicky bokorys v řezu na ' zařízení plnícího dmychadla s vyrovnáním ztrát na škrtící klapce, které je zkonstruováno podle principů- předkládaného vynálezu; a ~ilustruje' schematicky........bokorysřezu - na- , i zařízení plnícího dmychadla s vyrovnáním ztrát na škrtící klapce podle obr. 1.
Příklady provedení vynálezu
Zařízení turbíny a plnícího dmychadla s vyrovnáním ztrát na škrtící klapce, které je zkonstruováno podle principů předkládaného vynálezu pro použití se spalovacím motorem, má obecně podobu výstředného čerpadla majícího otočné vnitřní prvky a vzducho-těsné lopatky, které jsou ve spojení vzduchovým tokem se systémy přívodu vzduchu a sání vzduchu do motoru. Zařízení je upevněno prostřednictvím řemenu, rozvodového kola nebo podobně ke klikovému hřídeli motoru. Zařízeni je uspořádáno pro vytváření tlakovaného nasávaného vzduchu a vedení tohoto vzduchu do motoru pro spalování za provozních podmínek zvýšeného žatížení/otevření škrtící klapky (to jest kladný delta tlak) pro zvýšení výkonu motoru a pro přijetí přiváděného vzduchu za provozních podmínek sníženého žatížení/uzavírání škrtící klapky (to jest záporný delta tlak) a vedení tohoto vzduchu do motoru při současném přenášení energie na motor (čímž se zvyšuje provozní účinnost motoru) prostřednictvím spojení řemenem nebo rozvodovým kolem na klikovou hřídel motoru.
Obr. 1. ilustruje zařízení 10 turbíny a plnícího dmychadla s vyrovnáním ztrát na škrtící klapce, zkonstruované podle principů předkládaného vynálezu, které zahrnuje pouzdro 15 v podobě válce, který prochází mezi a který je upevněn k axiálním koncovým deskám (nejsou znázorněny). Axiální koncové desky,’ upevněné k pouzdru, vytvářejí vzduchotěsné utěsnění s pouzdrem. Radiálně směrem dovnitř od pouzdra 12 zařízení z-ahrnuje množství Tožišělc...... Γ4 umístěných“.....uvnitř’
0 ~ komplementárních oběžných drah vytvořených podél vnitřního průměru vnitřního stěnového povrchu 16 pouzdra. Ložiska 14 jsou výhodně umístěna v ekvidistantních intervalech podél vnitřního stěnového povrchu 16 a fungují pro umožňují otočného pohybu vnějšího válce 18 . Ačkoliv jako prostředek 25 · ~ ~ pro umožnění otočného pohybu vnějšího válce byla popsána a ilustrována ložiska 14, mohou být v rozsahu předkládaného vynálezu použita rovněž jiná zařízení pro umožnění takovéhoto otočného pohybu.
Vnější buben 18 má obecně podobu válce umístěného soustředně uvnitř pouzdra 12, majícího na vnějším průměru • · · · • · vnější stěnový povrch v kontaktu s množstvím ložisek 14 a majícího axiální délku podobnou axiální délce pouzdra. Vnější buben 18 je otáčen uvnitř pouzdra prostřednictvím rozvodového kola (není znázorněno), které vystupuje od axiální koncové desky a které je nakonec spojeno s klikovým hřídelem motoru.
Množství lopatek 20 je otočně upevněno v konci 22 každé lopatky k vnějšímu bubnu 18 prostřednictvím vzduchotěsného ložiska 23 s omezeným pohybem tak, že každá lopatka vystupuje radiálně dovnitř o určitou vzdálenost od 0 vnějšího bubnu. Každá lopatka má obecně plochý rovný tvar vystupující od vnějšího bubnu a je zkonstruována tak, aby měla předem stanovenou velikost úhlového vychýlení (to jest rozsah pootočení) vzhledem k vnitřnímu stěnovému povrchu vnějšího bubnu 18. Pohyb lopatek 20 uvnitř zařízení bude 5 možné lépe pochopit v kontextu s otočným pohybem vnějšího bubnu 18 a vnitřního bubnu, jak je popsáno níže.
Uvnitř pouzdra 12 a soustředně uvnitř vnějšího bubnu 18 je uložen vnitřní buben 24. Tento vnitřní buben má vnější průměr, který je menší, než je vnitřní průměr vnějšího bubnu, 0 čímž se mezi nimi vytváří prstencový prostor 26. Vnitřní buben 24 má stejnou axiální délku jako vnější buben 18. Vnitřní buben 24 obsahuje množství vzduchotěsných kluzných/otočných ložisek 28 s omezeným pohybem, která jsou upevněna podél vnějšího povrchu vnějšího průměru a která jsou 5 každé zkonstruována pro zachycení distálního konce příslušné lopatky 2 0, který je naproti vnějšímu bubnu.
Při takovémto uspořádání- je část každé· lopatky naproti konci 22 lopatky uložena uvnitř ložiska 28 vnitřního q bubnu pro umožnění jak úlového posunutí lopatky tak i vratného pohybu lopatky v tomto ložisku. Vnitřní buben 24 je * ····· · » · · φ • · · · · · 9
9 ·'· » 9 9 9 9 9 9 9 ozubeným převodem uváděn do otáčení, přes ozubená kola umístěná vně pouzdra, uvnitř pouzdra v poměru s vnějším bubnem 18 o hodnotě 1:1. Vnitřní buben 24 má osu 30 otáčení, která je výstředná (nesoustředná) s osou 32 otáčení vnějšího bubnu 18.
Vnitřní buben 24 má obecně konstrukci, která umožňuje úhlové vychýlení a vratný pohyb lopatek v něm. Ve výhodném provedení vnitřní buben obsahuje lopatkové komory 24, které jsou uspořádány pro přijetí v sobě distálního konce příslušné θ lopatky 20 a umožnění úplného rozsahu úhlového vychylování a zasouvání do ní lopatky, jak se vnitřní a vnější buben otáčejí uvnitř pouzdra. Jak je znázorněno na obr. 1, každá lopatka prochází opakujícím se obrazcem axiálního a vratného posunutí uvnitř příslušné lopatkové komory 34, jak se otáčí o 5
360 stupňů uvnitř pouzdra.
Začínajíc z polohy hodinových ručiček na 12:00, je každá lopatka v její maximální hloubce zasunutí do její příslušné lopatkové komory 34 a má úhlové vychýlení přibližně nulové. Jak se vnitřní a vnější buben otáčejí ve směru hodinových ručiček, hloubka zasunutí lopatky se zmenšuje a lopatka se stále více úhlově vychyluje doleva (záporně při pohledu od osy vnitřního bubnu). Hloubka zasunutí lopatky a úhlové vychýlení uvnitř komory se obojí zmenšuje, jak se vnitřní a vnější buben otáčejí k bodu otočení o 180 stupňů, kde je hloubka zasunutí lopatky minimální a úhlové vychýlení lopatky je opět nulové. Jak se vnitřní a vnější buben otáčejí zpět směrem k poloze hodinových ^ručiček na 12:00, hloubka zasunutí lopatky uvnitř lopatkové komory se zvětšuje a lopatka se postupně úhlově vychyluje uvnitř komory doprava (kladně při pohledu od osy vnitřního bubnu). Společně ložiska
0 '0 * 9 · · 0 0 • 0 • · • 0 0 0 0 0 0 0
• · 00 • 0 0 0 • 0 0
0 · 0 0 0 0 0 0 0
0 0 · · «0 00 0 0
s omezeným pohybem ve vnějším bubnu 18, kluzná/otočná ložiska 28 ve vnitřním bubnu 24 a lopatkového komory 34 vnitřního bubnu fungují pro umožnění vratného a úhlového vychylovacího pohybu lopatek mezi vnitřním a vnějším bubnem, jak se tyto bubny otáčejí kolem jejich příslušných os uvnitř pouzdra.
Jak je patrné na obr. 2, zařízení 10 obsahuje vzduchový vstupní nebo sací port 36, umístěný v jedné z axiálních koncových desek pouzdra, a vzduchový výstupní nebo 10 vypouštěcí port 3 8, umístěný ve stejné nebo opačné axiální koncové desce pouzdra. Vstupní port 36 a vypouštěcí port 38 mohou být umístěny na stejném axiálním konci pouzdra. Ač již jsou umístěny na opačných koncích nebo na stejném axiálním konci pouzdra, je nezbytné, aby se sací a vypouštěcí port mohly otáčet vzhledem k pouzdru vzájemně na sobě nezávisle z důvodů diskutovaných níže. Navíc by mělo být zřejmé, že vzduchový vstupní a vzduchový výstupní port mohou být umístěny radiálně podél pouzdra.
Sací port 3 6 je spojen vzduchovým .tokem s (ve směru toku) horní částí vzduchového sacího systému motoru (část přívodu vzduchu běžného vzduchového sacího systému před škrtícím ventilem nebo škrtící klapkou, jako například vzduchový filtr). Vypouštěcí port 38 je spojen vzduchovým tokem s (ve směru toku) dolní částí vzduchového sacího systému. motoru (část přívodu vzduchu běžného vzduchového sacího systému za škrtícím ventilem nebo škrtící klapkou, jako například sací potrubí motoru. Zařízení 10 je použito pro nahrazení škrtícího ventilu (nebo jiného zařízení pro ovládání průtoku vzduchu) v běžném sacím systému vzduchu se vstřikováním paliva tak, že vzduch opouštějící zařízení přes
0 «
0 • 0 0 · · vypouštěcí port 38 je veden do sacího potrubí motoru, kde k němu může být přidáváno palivo přes vstřikovací trysky paliva pro následné spalování uvnitř spalovacích komor motoru.
Sací a vypouštěcí port 36 a 38 a příslušné axiální koncové desky v příkladném provedení j sou všechny zkonstruovány pro otáčení nezávisle vzájemně na sobě kolem pouzdra v závislosti na určitém provozním stavu motoru. Poloha A na obr. 2 označuje otočné umístění sacího portu 10, když je motor provozován za podmínek škrtící klapky přivřené pro volnoběh nebo nízké zatížení, to jest když je zařízení provozováno v režimu vyrovnávání ztrát na škrtící klapce. Při provozních podmínkách motoru se škrtící klapkou přivřenou pro volnoběh a nízké zatížení je sací port 36 umístěn v bodě, ve kterém prstencový prostor 26 mezi vnitřním a vnějším bubnem má minimální nebo téměř minimální velikost; v tomto příkladu to je v poloze uvnitř pouzdra, která odpovídá umístění hodinových ručiček (při pohledu na obrázek) na 12:00. Za těchto provozních podmínek je vypouštěcí port 38 umístěn v poloze·· C, to jest v poloze v blízkosti maximálního objemu prstencového prostoru; v tomto příkladu uvnitř pouzdra, které odpovídá hodinové poloze na 7:00. Vzduch, vstupující do zařízení 10 přes sací port 36 při podmínkách motoru se škrtící klapkou přivřenou pro volnoběh nebo nízké zatížení, působí prací na zařízení tlakováním vzduchových prostorů 40, vytvořených mezi sousedními lopatkami a povrchy vnitřního a vnějšího bubnu, což způsobuje, že se vnitřní a vnější buben otáčejí. Toto tlakování je způsobeno rozdílem v tlaku vzduchu, který existuje v zařízení mezi vzduchovým vstupem a vzduchovým výstupem, přičemž v tomto provozním stavu je vzduchový vstup na vyšším tlaku než vzduchový výstup.
φ ·* φ» φφ • Φ Φ · · »1 · - · φ φ · φφ φ» φ ΦΦΦ Γ·1 Φ Φ · · φ · φ ·· φ φφφ »·· φφ ·φ
V příkladném provedení takové tlakovací působení způsobuje, že se vnitřní a vnější buben otáčejí ve směru chodu hodinových ručiček uvnitř pouzdra z polohy minimálního objemu vzduchového prostoru 40 (v hodinové poloze 12:00) do polohy maximálního objemu vzduchového prostoru 40 (v hodinové poloze 6:00). Otočný pohyb vnitřního a vnějšího bubnu je převáděn na motor přes spojení řemenem nebo rozvodovým kolem na klikovou . hřídel motoru přímo nebo prostřednictvím uspořádání párového elektrického motoru a generátoru.
θ Jak se provozní podmínky motoru mění a velikost otevření škrtící klapky se zvětšuje k podmínkám vysokého zatížení nebo široce otevřené škrtící klapky, otáčí se poloha sacího portu 36 vzhledem k pouzdru do nové polohy B, zatímco, vypouštěcí port 38 zůstává v poloze C. Jak se nároky na 5 nasávaný vzduch do motoru zvyšují, je žádoucí, aby zařízení přešlo z režimu vyrovnávání ztrát na škrtící klapce do režimu přeplňování. Je ale žádoucí, aby tento přechod byl plynulý tak, aby neovlivnil nepříznivě výkon motoru. To je dosaženo otáčením sacího portu do jeho- přeplňovaci polohy B - - (v poloze 0 uvnitř pouzdra přibližně v hodinové poloze 5:00), zatímco vypouštěcí port zůstává stát na místě. Při pokračujících podmínkách vysokého zatížení nebo široce otevřené škrtící klapky zařízení přechází z činnosti široce otevřené škrtící klapky s normálním plněním do činnosti s přeplňováním prostřednictvím otočení vypouštěcího portu z polohy C do polohy D. Při provozu v přeplňovacím režimu vzduch vstupuje do zařízení přes sací port 36 v poloze B a je tlakován uvnitř vzduchových prostorů 40, jak se vnitřní a vnější buben otáčejí ve směru chodu hodinových ručiček a objem vzduchových 0 prostorů mezi bubny a příslušnými klapkami se zmenšuje.
·· »· · · • · · ··· ·· • ·, ». ♦ • · ·» • · · ♦ · • * · · ·· ·4 ···· • · • · b · • 9 9
Jak se poloha škrtící klapky přivírá z otevřené pro vysoké zatížení, vypouštěcí port 38 se otáčí do polohy C pro normální sání uvnitř pouzdra a sací port 36 se otáčí z polohy B do polohy A pro opětovné nastavení provozu s vyrovnáváním ztrát na škrtící klapce. Otočný pohyb sacího a vypouštěcího portu 3 6 a 38 je dosažen prostřednictvím pákoví upevněné buď přímo nebo nepřímo ke škrtící klapce vozidla nebo plynovému pedálu.
Výše bylo popsáno a ilustrováno zařízení mající 0 specificky uspořádané vnitřní a vnější buben a sací a vypouštěcí port. Mělo by ale být zcela zřejmé, že do rozsahu předkládaného vynálezu spadají rovněž zařízení mající jiná uspořádání vnitřního a vnějšího bubnu a sacího a vypouštěcího portu. Například může být zařízení podle předkládaného vynalezu uspořádáno s osou otáčení vnitřního a vnějšího bubnu umístěnou odlišně, takže minimální objem prstencového prostoru 26 nastává uvnitř pouzdra v místě jiném než v hodinové poloze 12:00. Podobně může být zařízení podle ~ předkládaného vynálezu ' uspořádáno tak, že rná sací a 0 vypouštěcí port umístěné odlišně, takže poloha A není v pouzdru v hodinové poloze 12:00.
Uspořádání výstředného, vnitřního a vnějšího bubnu, lopatek, prstencového prostoru umístěného mezi nimi, a sacího a vypouštěcího portu umožňuje výše popisovanému zařízení, aby fungovalo jako: (1) klikovým hřídelem poháněné plnící dmychadlo pro zajištění tlakovaného vzduchu do sání motoru pro spalování; a (2) turbína, která přenáší výkon na klikový hřídel z nasávaného vzduchu přijímaného během podmínek přivřené škrtící klapky pro volnoběh nebo nízké zatížení. Zařízení účinně provádí obě tyto funkce, protože bylo • 00' 00 00 »0 0000 00 0 0 0 0' · 0 00 0
0 0 0 0 ,00 0 0 0 0 00000 00 000 0 0 0 0 000 0 0000
0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 zkonstruováno tak, aby mělo vysokou objemovou účinnost a vysoké poměry rozpínání a aby mělo velmi malý jalový objem uvnitř prstencového prostoru, to jest aby mělo velmi malý zbytkový objem v bodě minimálního objemu prostoru. Zařízení je rovněž zkonstruováno tak, aby mělo velký zdvihový objem pro dosažení vhodného uložení uvnitř motorového prostoru vozidla. Navíc lopatky jsou zkonstruovány tak, že vzájemně spolu nepřicházejí do kontaktu při jejich přechodu do a z bodu minimálního objemu zařízení (to jest v hodinové poloze 12:00) . Výše popisované a ilustrované zařízení funguje zamýšleným způsobem pro dosažení každého z uvedených cílů vně j š í ho p růmě ru vněj š ího bubnu, prostřednictvím inovativního výběru vnitřního bubnu, vnitřního průměru výstřednosti a bodů volených pro středy ložisek, použitých, pro uložení vnitřního a vnějšího bubnu.
Poté, co vynález by detailně popsán, osoby v oboru znalé snadno ' nahlédnou ' možné modifikace a náhrady pro zde popisovaná, specifická provedení. Například je zcela zřejmé, že'zářízení podle předkládaného' vynálezu'může být uspořádáno tak, aby mělo otočný sací a vypouštěcí port, které jsou uloženy radiálně podél vnějšího povrchu pouzdra, spíše než axiálně podél koncových desek pouzdra, nebo aby obsahovalo sací a vypouštěcí port, které jsou přestavitelné jak axiálně tak i radiálně. Takové modifikace jsou zcela v rozsahu vynálezu a plně spadají do jeho podstaty.
Zastupuje :
* ·· • 9 9 9 99 « 9 9 99 • 9 • 9 9 • 99 9 9
9 9 99 9! 9 9 9 9 9 9 9 9
9 · 9 9 9 9 · 9 9 9
9 9 9. 9 9 »· 9 9 99 9 9
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (11)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Zařízení turbíny a plnicího dmychadla s vyrovnáním ztrát na škrtící klapce, vyznačující se tím, že zahrnuje:
    pouzdro zařízení, zahrnující:
    pohyblivý sací port;
    vypouštěcí port, který je pohyblivý nezávisle na sacím portu;
    vnější buben otočně uložený uvnitř pouzdra; vnitřní buben otočně uložený uvnitř pouzdra a uvnitř vnitřního průměru vnějšího bubnu, přičemž vnitřní buben ma osu otáčení, která je výstředná k ose otáčení vnějšího bubnu, přičemž je definován prstencový prostor s proměnným objemem mezi nimi, přičemž vnitřní a vnější buben se otáčejí uvnitř pouzdra vzájemně vůči sobě s poměrem 1:1, a přičemž sací a vypouštěcí port jsou ve spojení vzduchovým tokem s prstencovým prostorem;
    množství lopatek vložených radiálně mezi vnitřní á vnější buben, přičemž každá lopatka je otočně upevněna v
    ................jednom' jej ím konci kvněj Šímu bubnu, a-přičemž opačný - konec--------
  2. 2 0 lopatky je umístěn uvnitř vnějšího průměru vnitřního bubnu pro umožnění vratného a otočného pohybu v něm; a prostředek pro spojení alespoň jednoho’ z uvedených bubnů s klikovým hřídelem motoru.
    25 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že pouzdro je obecně válcové a obsahuje koncové desky na každém opačném axiálním konci, přičemž pohyblivý sací port a vypouštěcí port jsou každý umístěn ve stejné nebo odlišné koncové desce.
    ·' · • · i · ~· · » · · • · « • · · ·
    Μ · ·
  3. 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že koncové desky, zahrnující sací a vypouštěcí port, jsou uspořádány pro otáčení vzhledem k pouzdru.
  4. 4. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že sací port je ve spojení tokem vzduchu se vzduchovým sacím systémem motoru pro příjem vzduchu před jeho zaváděním do sacího systému motoru, přičemž vypouštěcí port je ve spojení tokem vzduchu se sacím systémem motoru pro vedení vzduchu ze zařízení do motoru.
  5. 5. Zařízení turbíny a plnicího dmychadla s vyrovnáním ztrát na škrtící klapce, vyznačující se tím, že zahrnuje:
    pouzdro mající pohyblivý sací port a pohyblivý vypouštěcí port, každý uložený v pouzdru;
    vnější buben otočně zložený uvnitř pouzdra;
    množství ložisek vložených mezi vnitřní stěnový povrch pouzdra a vnější stěnový povrch vnějšího bubnu pro umožnění otočného pohybu vnějšího bubnu;
    vnitřní buben otočně uložený uvnitř pouzdra uvnitř vnitřního průměru vnějšího bubnu, přičemž vnitřní buben má osu otáčení, která je výstředná k ose otáčení vnějšího bubnu, přičemž vnitřní a vnější buben se otáčejí uvnitř pouzdra vzájemně vůči sobě s poměrem 1:1, přičemž je definován prstencový prostor s proměnným objemem uvnitř pouzdra mezi vnitřním a vnějším bubnem, a přičemž sací a vypouštěcí port jsou ve spojení vzduchovým tokem s prstencovým prostorem;
    množství lopatek vložených radiálně mezi vnitřní a vnější buben, přičemž každá lopatka je otočně upevněna v jednom jejím konci k vnějšímu bubnu, a přičemž opačný konec lopatky je umístěn uvnitř vnějšího průměru vnitřního bubnu pro umožnění vratného a otočného pohybu v něm;
    • 44 '4 4 >«
    44 4 4 4 4)4 ·
    4 4 » 4 4; 4 44 4
    4 4 4 4:4/4
    444 4 4 4 4 4 4 prostředek pro spojení vnitřního a vnějšího bubnu s klikovým hřídelem motoru; a prostředek pro řízení polohy sacího portu a vypouštěcího portu uvnitř pouzdra podle provozního stavu
    5 škrtící klapky motoru.
  6. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že vnitřní buben zahrnuje množství lopatkových komor, z nichž každá je umístěna ve vzdálenosti radiálně dovnitř od vnějšího povrchu vnitřního bubnu, přičemž každá lopatková komora má velikost a 0 tVcii? piso umožnění v ní vnsúnéhio 3 úhlověho jpoirylou Ronco lopatky.
  7. 7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že vnitřní buben dále zahrnuje vzduchotěsné ložisko umístěné v otvoru
    5 každé lopatkové komory pro umožnění uložení v něm proměnné části lopatky.
  8. 8. Zařízení pro tlakování nasávaného vzduchu pro spalování a pro dodávání otočné energie na motor prostřednictvím
    ......klikového hřídele, vyznačující se tím, že zahrnuje: ......
    0 obecně válcové pouzdro mající koncovou desku v každém axiálním konci pouzdra;
    vzduchový vstupní port ve spojení tokem vzduchu se vstupním proudem vzduchu, přičemž tento vstupní port je umístěn v jedné z koncových desek a je otočně posunutelný uvnitř pouzdra;
    vzduchový výstupní port ve spojení tokem vzduchu se vzduchovým sacím systémem motoru, přičemž tento výstupní port je umístěn v jedné z koncových desek a je otočně posunutelný uvnitř pouzdra nezávisle na vstupním portu;
    vnější otočný prvek otočně uložený uvnitř pouzdra;
    • fr* ** ·· frfr »··« frfr · fr · ·'· · frfr fr
  9. 9 9 9 9 9 99 9 9 9.
    fr frfrfrfr* ·· .frfrifr fr · • fr 9 9 9 9 frfrfrfr fr.fr* frfr ·· frfr frfr frfr vnitřní otočný prvek uložený soustředně uvnitř vnějšího otočného prvku a otočně uložený uvnitř pouzdra, přičemž vnitřní otočný prvek má osu otáčení odlišnou od osy otáčení vnějšího otočného prvku a otáčí se uvnitř pouzdra v poměru
    5 1:1 s vnějším otočným prvkem;
    množství lopatek vložených mezi vnitřní a vnější otočný prvek, přičemž každá lopatka zahrnuje první konec lopatky, který je otočně upevněn k vnějšímu otočnému prvku, a opačný druhý konec lopatky, který je upevněn k vnitřnímu otočnému
  10. 10 prvku, přičemž vnitřní otočný prvek obsahuje množství lopatkových komor umístěných v něm a vzduchotěsné ložisko umístěné ve vstupu do každé lopatkové komory, přičemž druhý konec lopatky je přijímán skrz příslušné ložisko a uvnitř, příslušné lopatkové komory pro umožnění vratného a úhlového
  11. 15 pohybu druhého konce lopatky;
    prostředek pro spojení vnitřního a vnějšího otočného prvku s klikovým hřídelem motoru,- a prostředek pro posunutí vstupního a výstupního portu v
    .. . odezvě na provozní stav motoru____________. . ........ ...............-
CZ20031656A 2000-11-17 2001-11-16 Zařízení turbíny a plnicího dmychadla s vyrovnáním ztrát na škrtící klapce CZ20031656A3 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24947200P 2000-11-17 2000-11-17
US09/990,996 US6584963B2 (en) 2000-11-17 2001-11-16 Throttle loss recovery turbine and supercharger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20031656A3 true CZ20031656A3 (cs) 2004-04-14

Family

ID=26940087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20031656A CZ20031656A3 (cs) 2000-11-17 2001-11-16 Zařízení turbíny a plnicího dmychadla s vyrovnáním ztrát na škrtící klapce

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6584963B2 (cs)
EP (1) EP1334264B1 (cs)
AT (1) ATE289002T1 (cs)
CZ (1) CZ20031656A3 (cs)
DE (1) DE60108894T2 (cs)
HU (1) HUP0301867A3 (cs)
WO (1) WO2002044533A2 (cs)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100609436B1 (ko) * 2003-10-01 2006-08-09 윤진규 회전형 가변익 내연기관
DE10352267A1 (de) * 2003-11-08 2005-06-16 Beez, Günther, Dipl.-Ing. Pendelschiebermaschine
US7185626B2 (en) * 2004-09-08 2007-03-06 Cynthia Huckelberry Fuel vaporization system
BRPI0704879B1 (pt) * 2007-10-17 2012-10-16 motor de combustão interna, do tipo motor rotativo, provido de diferenciada concepção, durabilidade e desempenho, aplicado em toda sorte de veìculos automotores ou equipamentos industriais.
JP2010043637A (ja) * 2008-08-13 2010-02-25 Yoshio Abe 各微出入の摩耗減ローラ。
US9115644B2 (en) 2009-07-02 2015-08-25 Honeywell International Inc. Turbocharger system including variable flow expander assist for air-throttled engines
US8225767B2 (en) 2010-03-15 2012-07-24 Tinney Joseph F Positive displacement rotary system
US8446029B2 (en) 2010-04-05 2013-05-21 Honeywell International Inc. Turbomachinery device for both compression and expansion
US8544262B2 (en) 2010-05-03 2013-10-01 Honeywell International, Inc. Flow-control assembly with a rotating fluid expander
WO2012151383A1 (en) 2011-05-05 2012-11-08 Honeywell International Inc. Flow- control assembly comprising a turbine - generator cartridge
US10358987B2 (en) 2012-04-23 2019-07-23 Garrett Transportation I Inc. Butterfly bypass valve, and throttle loss recovery system incorporating same
RU2670475C1 (ru) * 2017-10-30 2018-10-23 Рустем Наилевич Тимерзянов Роторно-лопастное устройство

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US58086A (en) * 1866-09-18 Improvement in rotary steam-engines
US1410099A (en) * 1918-02-07 1922-03-21 Harvey F Hansen Rotary engine
US1594035A (en) * 1923-01-08 1926-07-27 Austin F Burdick Rotary motor
GB201854A (en) * 1923-01-25 1923-08-09 Robert Meyer Improvements in or relating to rotary engines
US1741084A (en) * 1925-12-17 1929-12-24 Tuscher Jean Edouard Rotary engine
US1943637A (en) * 1928-05-18 1934-01-16 Sturm Erwin High pressure rotary engine, especially for hydraulic transmissions
US1961592A (en) * 1929-01-18 1934-06-05 Muller Wolfgang Carl Variable capacity pump or motor
US1828245A (en) * 1930-12-08 1931-10-20 Davidson William Ward Rotary pump
US1941651A (en) * 1931-09-08 1934-01-02 John E Behlmer Fluid compressor
US2002827A (en) * 1934-02-19 1935-05-28 Jacob J Morch Rotary compressor
US2580006A (en) 1948-04-07 1951-12-25 Wade Engineering Ltd Compressor
US2673448A (en) * 1949-10-06 1954-03-30 Int Cigar Mach Co Hydraulic variable speed drive
US2714372A (en) * 1952-12-11 1955-08-02 Williams Judson Compressed fluid motors
GB809220A (en) * 1956-12-01 1959-02-18 Giuseppe Emanuel Rotary machine adapted to operate as a pump or as a fluid motor
JPS5896017U (ja) * 1981-12-22 1983-06-29 マツダ株式会社 過給機付エンジンの制御装置
JPH0621557B2 (ja) * 1984-08-29 1994-03-23 マツダ株式会社 過給機付エンジン

Also Published As

Publication number Publication date
HUP0301867A3 (en) 2007-10-29
DE60108894D1 (de) 2005-03-17
ATE289002T1 (de) 2005-02-15
WO2002044533A3 (en) 2003-01-30
HUP0301867A2 (hu) 2003-09-29
US20020059921A1 (en) 2002-05-23
US6584963B2 (en) 2003-07-01
EP1334264B1 (en) 2005-02-09
DE60108894T2 (de) 2006-02-16
WO2002044533A2 (en) 2002-06-06
EP1334264A2 (en) 2003-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2700786B1 (en) Transfer passage modification
US8118545B2 (en) Variable geometry turbocharger
CA2782754C (en) Rotary internal combustion engine with variable volumetric compression ratio
CZ20031656A3 (cs) Zařízení turbíny a plnicího dmychadla s vyrovnáním ztrát na škrtící klapce
US20050226718A1 (en) Variable turbine geometry turbocharger
US20120023938A1 (en) Variable capacity supercharger for internal combustion engine
US7231894B2 (en) Rotary positive displacement machine
KR100546749B1 (ko) 과급기용모듈식바이패스시스템
US20070277524A1 (en) Engine And An Apparatus For Providing Forced Aspiration To An Engine
KR101315037B1 (ko) 가변체적 터보차저
MXPA00005532A (es) Maquinas giratorias de desplazamiento positivo.
JPS6229617B2 (cs)
WO2020058357A1 (en) Turbocharger with shaft energy extraction
JPH0144742Y2 (cs)
KR20020019261A (ko) 변속장치가 부착된 터보차저
JPS63268919A (ja) 過給機付エンジンの吸気制御装置
JPH0361617A (ja) エンジンの過給装置
JPS599722B2 (ja) 圧縮機、出力機及び流体モ−タを結合して成る動力装置
JPS61106923A (ja) ロ−タリピストンエンジンの吸気装置
JPS62248823A (ja) エンジンの吸気装置
CA2640070A1 (en) Variable geometry turbocharger
JPS6368789A (ja) 容積型過給機付内燃機関
JPS63268926A (ja) 過給機付エンジンの吸気制御装置
CA2312741A1 (en) Rotary positive-displacement machines
JPS60201026A (ja) ロ−タリピストンエンジンの過給装置