RU195723U1 - Устройство дополнительной подачи воздуха в штатную систему подачи воздуха турбированного ДВС транспортного средства - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к автомобилестроению, в частности, к устройству дополнительной подачи воздуха в штатную систему подачи воздуха турбированного двигателя внутреннего сгорания (ДВС), и позволяет реализовать подачу воздуха по двум различным схемам с обеспечением работы двигателя в режиме дополнительного наддува или в режиме подачи «динамического потока» в компрессор турбокомпрессора. Техническим результатом полезной модели является упрощение конструкции устройства, расширение функциональных возможностей устройства, повышение эксплуатационных характеристик двигателя за счет существенного повышения мощности двигателя, простота в установке. Устройство дополнительной подачи воздуха в штатную систему подачи воздуха турбированного ДВС транспортного средства содержит трубопровод для подачи воздуха, переход, в котором размещен один конец трубопровода, компрессор, интеркуллер, установленные на трубопроводе, при этом переход выполнен большего диаметра, чем трубопровод, а перед переходом на трубопроводе установлена автоматическая синхронная заслонка.

Description

Полезная модель относится к автомобилестроению, в частности, к устройству дополнительной подачи воздуха в штатную систему подачи воздуха турбированного двигателя внутреннего сгорания (ДВС), и позволяет реализовать подачу воздуха по двум различным схемам с обеспечением работы двигателя в режиме дополнительного наддува или в режиме подачи «динамического потока» в компрессор турбокомпрессора.

Известна система подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорания (ДВС), которая включает линию для подачи воздуха в двигатель, на которой установлены впускной канал для подачи воздуха в линию подачи воздуха, первый компрессор, первый интеркуллер, заслонку, второй интеркуллер (Патент США №2010132355, 03.06.2010). При этом линия для подачи воздуха содержит дополнительный контур для прохождения воздуха, вход в который располагается после первого интеркуллера, а выход - после заслонки. На дополнительном контуре расположен второй компрессор. Таким образом, указанная система может обеспечивать подачу воздуха в ДВС по основному контуру и по дополнительному в случае перекрытия заслонки, что позволяет осуществить дополнительное нагнетание воздуха в ДВС для увеличения его мощности.

Однако реализация данной схемы не позволяет добиться высоких показателей мощности двигателя. Недостатком данной системы является то, что она не может обеспечить повышения мощности двигателя, несмотря на возможность нагнетания в него воздуха с помощью второго компрессора.

Другим недостатком указанной системы является то, что ее реализация не обеспечивает надежность работы основных агрегатов и узлов автомобиля. Это обусловлено тем, что трубопровод выхлопной системы имеет изгибы, что приводит к снижению скорости сброса отработавших газов и может способствовать перегреву и выходу из стоя основных агрегатов и узлов автомобиля.

Техническая проблема, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в разработке устройства, позволяющего осуществлять дополнительную подачу воздуха в штатную систему подачи воздуха турбированного ДВС для обеспечения работы двигателя в режиме дополнительного наддува при необходимости повышения мощности двигателя или в режиме подачи «динамического потока» в компрессор турбокомпрессора при необходимости обеспечения выхода турбины на рабочий наддув в кратчайший срок при сохранении возможности автономной работы двигателя в режиме основного наддува.

Техническим результатом полезной модели является упрощение конструкции устройства, расширение функциональных возможностей устройства, повышение эксплуатационных характеристик двигателя за счет существенного повышения мощности двигателя и скорости выхода турбины на рабочий наддув до начала движения транспортного средства, простота в установке. Кроме того, устройство позволяет реализовать возможность его использования со штатной системой подачи воздуха, обеспечивающей основной (штатный) наддув двигателя любого транспортного средства, оборудованного турбированным двигателем, не внося существенных изменений в заводскую систему подачи воздуха.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство дополнительной подачи воздуха в турбированный двигатель внутреннего сгорания (в частности, в штатную систему подачи воздуха турбированного ДВС) транспортного средства (далее Устройство) содержит трубопровод для подачи воздуха, переход, в котором размещен один конец трубопровода подачи воздуха, компрессор, интеркуллер, установленные на трубопроводе подачи воздуха, при этом переход выполнен с возможностью подачи воздуха во впускной коллектор двигателя внутреннего сгорания и выполнен большего диаметра, чем трубопровод подачи воздуха, а перед переходом на трубопроводе подачи воздуха установлена автоматическая синхронная заслонка, выполненная с возможностью обеспечения прохода потока воздуха к впускному коллектору двигателя внутреннего сгорания из трубопровода подачи воздуха или подачи воздуха из трубопровода подачи воздуха в компрессор турбокомпрессора турбированного двигателя внутреннего сгорания.

При этом автоматическая синхронная заслонка выполнена в виде тройника, два патрубка которого соединены с трубопроводом для подачи воздуха вышеуказанного Устройства.

Система подачи воздуха турбированного ДВС (Штатная, заводская система) любого транспортного средства включает: ДВС, впускной коллектор ДВС и связанный с впускным коллектором основной трубопровод, на котором установлены основной интеркуллер, компрессор турбокомпрессора, рабочее колесо которого связано с колесом турбины турбокомпрессора, воздушный короб, также связанный с основным трубопроводом. При этом Штатная система обеспечивает основной наддув турбированного ДВС (работу турбированного ДВС в режиме основного наддува). Для создания наддува турбированного ДВС в Штатной системе используют компрессор турбокомпрессора. Режим основного наддува двигателя реализуется по схеме подачи воздуха: «воздушный короб - основной трубопровод - компрессор турбокомпрессора - основной интеркуллер - впускной коллектор - ДВС»;

После подачи воздуха системой подачи воздуха в ДВС отработавшие газы выходят через выпускной коллектор, при этом турбина турбокомпрессора приводится во вращение отработавшими газами, поступающими из выпускного коллектора ДВС.

Устройство дополнительной подачи воздуха соединяют с Системой подачи воздуха путем врезки перехода, расположенного на одном конце патентуемого Устройства в Систему подачи с соединением одной стороны перехода с впускным коллектором ДВС, а другой - с основным трубопроводом, врезки второго свободного конца Устройства (конец трубопровода или соединительной муфты или патрубка) и третьего патрубка автоматической синхронной заслонки в воздушный короб. Верхняя сторона перехода предназначена для соединения с впускным коллектором и имеет больший диаметр, чем нижняя, предназначенная для соединения с основным трубопроводом. Таким образом, устройство имеет простую конструкцию, характеризуется простотой установки и может применяться для установки на практически любую заводскую систему подачи воздуха турбированного ДВС, что обеспечивает универсальность устройства и, соответственно, расширение функциональных возможностей.

Входы в трубопровод Устройства и основной трубопровод в воздушном коробе могут быть разделены перегородкой. Перегородка делит воздушный короб на 2 отсека: отсек забора воздуха Штатной системой (первый отсек) и отсек забора воздуха Устройством (второй отсек).

После установки Устройства на Штатную систему воздух, подаваемый Штатной системой для осуществления режима основного наддува, после основного интеркуллера поступает в переход Устройства и далее во входной патрубок ДВС.

Таким образом, режим основного наддува после установки Устройства на Штатную систему реализуется по схеме подачи воздуха: «первый отсек воздушного короба - основной трубопровод - компрессор турбокомпрессора - основной интеркуллер - переход Устройства - впускной коллектор - ДВС».

Устройство обеспечивает дополнительную подачу воздуха в систему подачи воздуха турбированного ДВС по двум схемам, одна из которых обеспечивает дополнительный наддув ДВС (работу ДВС в режиме дополнительного наддува), а другая - подачу «динамического потока воздуха» в основной компрессор турбокомпрессора (работу ДВС в режиме подачи «динамического потока воздуха») при сохранении возможности одновременной работы двигателя в режиме основного наддува.

Под режимом подачи «динамического потока воздуха» подразумевается процесс принудительной подачи в компрессор турбокомпрессора повышенных объемов охлажденного воздуха непосредственно после запуска двигателя, в период до начала движения автомобиля, с целью обеспечения выхода турбины на рабочий наддув за счет раскрутки колеса турбины в результате вращения рабочего колеса компрессора турбокомпрессора, а также повышения количества образовавшихся отработавших газов, обеспечивающих раскрутку турбины.

В процессе работы ДВС в указанном режиме в коробе создается вентиляция, то есть имитация динамического потока воздуха, который возникает при движении автомобиля. Компрессор Устройства дополнительной подачи воздуха в Систему подачи воздуха турбированного ДВС транспортного средства (далее Компрессор) создает этот поток в результате забора воздуха из короба и осуществляет подачу охлажденного в интеркуллере Устройства дополнительной подачи воздуха в систему подачи воздуха турбированного ДВС транспортного средства (далее Интеркуллер) воздуха во второй отсек воздушного короба через автоматическую синхронную заслонку.

Режим подачи «динамического потока» воздуха может осуществляться одновременно с режимом основного наддува.

Режим дополнительного наддува двигателя обеспечивается работой Компрессора с целью увеличения мощности двигателя. При этом режим дополнительного наддува двигателя может осуществляться одновременно с режимом основного наддува. Это обеспечивается возможностью подключения Устройства, в частности, перехода, к впускному коллектору, поскольку конструкция перехода позволяет осуществлять подвод воздуха к впускному коллектору как от Устройства, так и Штатной системы.

Таким образом, режим основного наддува в транспортном средстве осуществляется автономно вне зависимости от осуществления режима подачи «динамического потока воздуха» или режима дополнительного наддува.

Вышеуказанные режимы работы двигателя реализуются с использованием полезной модели, обеспечивающей подачу воздуха в систему подачи воздуха турбированного ДВС по следующим схемам подачи воздуха.

Режим подачи «динамического потока воздуха» обеспечивается подачей воздуха Устройством в Штатную систему подачи воздуха по схеме: «второй отсек воздушного короба - трубопровод - Компрессор - Интеркуллер - первый отсек воздушного короба - основной трубопровод». Таким образом, охлажденный воздух, поступивший по указанной схеме в основной трубопровод штатной системы, далее по указанной штатной системе поступает в компрессор турбокомпрессора, основной интеркуллер, впускной коллектор ДВС и, наконец, в ДВС. При этом подача воздуха устройством в штатную систему для реализации режима подачи «динамического воздуха» производится одновременно с подачей воздуха в штатную систему для осуществления режима основного наддува в транспортного средства.

Режим дополнительного наддува двигателя обеспечивается подачей воздуха Устройством в Штатную систему подачи воздуха по схеме: «второй отсек воздушного короба - трубопровод - Компрессор - Интеркуллер - участок трубопровода (конец трубопровода), размещенный в переходе - впускной коллектор ДВС». Таким образом, охлажденный воздух, поступивший по указанной схеме в впускной коллектор ДВС штатной системы, далее поступает в ДВС. При этом подача воздуха Устройством в Штатную систему для реализации режима дополнительного наддува производится одновременно с подачей воздуха в Штатную систему для осуществления режима основного наддува в транспортного средства.

При этом при работе Устройства в режиме дополнительного наддува обеспечивается подача

количества воздуха в Штатную систему, чем в режиме подачи «динамического потока воздуха».

Кроме того, подача дополнительного воздуха Устройством в Штатную систему по двум схемам, обеспечиваемым работу ДВС в режиме дополнительного наддува и подачи «динамического потока воздуха», осуществляется при включении компрессора.

Одновременная подача во впускной коллектор ДВС воздуха, поступающего из Устройства и Штатной системы, может осуществляться через переход Устройства, который верхней стороной с

диаметром соединяется с впускным коллектором ДВС, а нижней стороной с меньшим диаметром - с основным трубопроводом. При этом конец трубопровода Устройства расположен внутри указанного перехода таким образом, что при присоединении перехода к впускному коллектору конец трубопровода находится непосредственно у впускного коллектора. Таким образом, в верхней части перехода (в месте расширения), непосредственно перед впускным коллектором, происходит объединение потоков воздуха, подаваемых штатной системой и Устройством. В результате, поток воздуха из основного трубопровода штатной системы поступает в переход и движется к его верхней части в направлении к впускному коллектору, а поток воздуха, из конца трубопровода, проходящего внутри перехода Устройства поступает в верхнюю часть перехода, где происходит объединение потоков непосредственно перед впускным коллектором ДВС.

Таким образом, оба потока воздуха подводятся в верхнюю часть перехода параллельно друг другу.

Для подачи воздуха из Устройства во впускной коллектор может быть использован переход, диаметр которого превышает диаметр трубопровода Устройства (в том числе, конца трубопровода, расположенного в переходе) на столько, чтобы достичь разрежения воздуха в переходе.

В результате разрежения воздуха в переходе достигается его уплотнение перед подачей во впускной коллектор ДВС, что приводит к существенному повышению мощности ДВС.

Таким образом, возможность осуществления подвода дополнительного количества воздуха Устройством в штатную схему, обеспечение одновременного подвода воздуха в ДВС как от штатного, так и дополнительного наддувов с достижением разряжения воздуха перед впускным коллектором, что также достигается благодаря использованию Устройства, позволяет достичь существенного повышения мощности ДВС и, как следствие, повышения эксплуатационных характеристик двигателя.

Перед впускным коллектором ДВС в верхней части перехода, где происходит объединение потоков воздуха, подводимых Штатной системой и Устройством, может быть выполнен сбросный клапан избыточного давления, создающегося как внутри самого перехода, так и трубопроводе Устройства, проходящего внутри него. Выполнение сбросного клапана избыточного давления на участке перехода обеспечивает одновременный сброс избыточного давления для обоих надувов, осуществляемых в режимах основного и дополнительного наддувов. Сбросный клапан может быть соединен с основным трубопроводом дополнительным участком трубопровода для отвода избыточного воздуха из перехода устройства и поддержания в нем требуемого давления воздуха.

На трубопроводе Устройства, в частности, на участке следования потока воздуха из дополнительного интеркуллера к впускному коллектору может быть установлен перепускной клапан для ограничения наддува (и таким образом, поддержания заданного давления воздуха в трубопроводе, оптимального для работы ДВС) с целью предотвращения повреждения двигателя в результате детонации, ввиду превышения давления в двигателе.

Кроме того, перепускной клапан может быть связан с основным трубопроводом дополнительным участком трубопровода для отвода избыточного воздуха из трубопровода устройства и поддержания в нем требуемого давления воздуха. Кроме того, установка перепускного клапана на пути следования воздуха по трубопроводу к впускной заслонке ДВС непосредственно после Интеркуллера обеспечивает отвод избыточного и охлажденного в Устройстве воздуха в основной трубопровод. Таким образом, это позволяет подавать избыточное количество охлажденного воздуха к компрессору, что вносит вклад как в охлаждение компрессора, так и повышение мощности двигателя.

Интеркуллер, установленный на трубопроводе Устройства, может содержать вентилятор для принудительного охлаждения, а также систему орошения, наличие которых крайне важно при работе двигателя в жаркий сезон. Наличие вентилятора или системы орошения, способствует охлаждению и, как следствие, уплотнению воздуха, что положительно сказывается на работе двигателя, в результате чего достигается повышение его мощности.

Для повышения компактности устройства участок трубопровода от синхронной заслонки до перехода располагают внутри бачка основного интеркуллера.

Охлажденный Устройством воздух может быть подан непосредственно в основной трубопровод Штатной системы для исключения циркуляции воздуха в воздушном коробе. В результате чего достигается сохранение высокой скорости подачи воздуха к компрессору и исключаются гидравлические потери. Это дополнительно обеспечивает быстрый выход турбины на рабочий наддув.

Для этого третий патрубок синхронной заслонки выполнен соединенным с дополнительным каналом, свободный конец которого предназначен для врезания в основной трубопровод перед входом в компрессор турбокомпрессора. Таким образом, объединенные потоки воздуха поступают непосредственно в указанный компрессор.

Целенаправленный подвод воздуха непосредственно в компрессор турбокомпрессора по дополнительному каналу обеспечивает ускорение подачи воздуха, что дополнительно обеспечивает быстрый выход турбины на рабочий наддув.

Дополнительный канал для подачи воздуха может проходить сквозь воздушный короб.

Автоматическая синхронная заслонка, используемая в Устройстве, может обеспечивать перекрытие трубопровода Устройства и открытие канала в воздушный короб или дополнительный канал и наоборот. Автоматическая синхронная заслонка программно управляется ЭБУ (электронный блок управления). Таким образом, это позволяет запрограммировать заслонку на открытие того или иного канала при заданном количестве оборотов двигателя. Автоматическая синхронная заслонка может быть размещена внутри воздушного короба для повышения компактности Устройства.

Автоматическая синхронная заслонка Устройства позволяет реализовать переход работы устройства с одной схемы подачи воздуха на другую путем регулировки подачи воздуха по трубопроводу Устройства или каналу в воздушный короб (или дополнительному каналу) в зависимости от выбранной схемы.

Автоматическая синхронная заслонка Устройства связывает трубопровод и воздушный короб, а именно: двумя патрубками связана с трубопроводом, а третьим врезана в воздушный короб, в результате чего образуется канал в воздушный короб. При этом заслонка обеспечивает подачу воздуха по трубопроводу в впускной коллектор ДВС для перехода в режим дополнительного наддува или подачу воздуха в воздушный короб для перехода в режим подачи «динамического потока воздуха».

Использование в Устройстве автоматической синхронной заслонки для регулирования направления поступления воздуха, позволяет осуществлять подачу воздуха в Штатную систему по двум различным схемам, обеспечивающим работу двигателя в режиме дополнительного наддува при необходимости повышения мощности двигателя и режиме подачи «динамического потока воздуха» при необходимости повышения оборотов турбины. При этом использование Устройства не препятствует подаче Штатной системой воздуха в ДВС в режиме основного наддува, когда в процессе езды на автомобиле нет необходимости в повышении мощности двигателя.

Возможность программного управления автоматической синхронной заслонкой с помощью ЭБУ позволяет запрограммировать синхронную заслонку на открытие трубопровода Устройства для перехода из режима основного наддува в режим дополнительного наддува при наборе определенного количества оборотов после включения Компрессора, например, при наборе 4000 оборотов.

В процессе эксплуатации Устройства в режиме дополнительного наддува ДВС обеспечивается возможность параллельного осуществления режима основного наддува. В результате работы двигателя в режиме дополнительного наддува достигается существенное повышение его мощности за счет подачи в двигатель большего количества воздуха для смешения с топливом (т.к. воздух подается в ДВС как из штатной системы, так и из Устройства).

Устройство не нарушает работы Штатной системы подачи воздуха и позволяет осуществлять переключение на работу в режим основного наддува в случаях, где нет необходимости работы в режиме дополнительного наддува. Это позволяет продлить срок эксплуатации двигателя, за счет снижения нагрузки на двигатель.

Возможность подачи Устройством воздуха в Штатную систему в режиме подачи «динамического потока воздуха» позволяет обеспечить подвод дополнительного количества динамического потока к компрессору турбокомпрессора для облегчения и повышения скорости раскрутки турбины непосредственно после включения зажигания, когда количества отводящихся выхлопных газов недостаточно для быстрой раскрутки турбины и обеспечения выхода турбины на рабочий наддув. Быстрый выход турбины на рабочий наддув в сочетании с обеспечиваемым Устройством повышением мощности двигателя способствует не только быстрому старту автомобиля, но и набору высокой скорости в кратчайшее время. Таким образом, применение Устройства, позволяющего реализовать подачу воздуха в Штатную систему в режиме подачи «динамического потока воздуха» позволяет достичь повышения эксплуатационных характеристик двигателя. Облегчение раскрутки турбины турбокомпрессора и повышение скорости ее раскрутки обусловлено тем, что подвод динамического потока воздуха (в качестве дополнительного) непосредственно к компрессору турбокомпрессора позволяет увеличить количество воздуха, поступаемого на рабочее колесо компрессора турбокомпрессора, которое при вращении раскручивает турбинное колесо турбины. Кроме того облегчение раскрутки турбины турбокомпрессора и повышение скорости ее раскрутки также обусловлено повышением количества образовавшихся отработавших газов, обеспечивающих раскрутку турбины. Таким образом, подвод

количества воздуха к рабочему колесу компрессора турбокомпрессора ускоряет процесс раскрутки турбинного колеса турбины.

Режим подачи «динамического потока воздуха» (принудительная подача в компрессор турбокомпрессора повышенных объемов воздуха непосредственно после запуска двигателя, в период до начала движения автомобиля, с целью обеспечения выхода турбины на рабочий наддув за счет раскрутки колеса турбины в результате вращения рабочего колеса компрессора турбокомпрессора и повышения количества образовавшихся отработавших газов, обеспечивающих раскрутку турбины, может осуществляться в автомобилях с механической коробкой передач путем многократного нажатия педали «газ». Это позволяет автомобилю осуществлять резкий старт в кратчайший срок после запуска двигателя, а также максимально быстрый набор скорости. Однако в автомобилях с автоматической коробкой передач добиться выхода турбины на рабочий наддув в кратчайшие сроки после осуществления зажигания двигателя таким же способом невозможно. Это обусловлено отсутствием педали «сцепления», что приводит к тому, что непосредственно после осуществления зажигания количества выхлопных газов недостаточно для обеспечения выхода турбины на рабочий наддув.

Возможность подачи воздуха в Систему подачи воздуха турбированного ДВС по схеме: «второй отсек воздушного короба - трубопровод - Компрессор - Интеркуллер - первый отсек воздушного короба - основной трубопровод» при обеспечении возможности одновременной подачи воздуха в ДВС Штатной системой по схеме: «первый отсек воздушного короба - основной трубопровод - компрессор турбокомпрессора - основной интеркуллер - переход Устройства - впускной коллектор - ДВС» в полезной модели позволяет реализовать режим подачи «динамического потока воздуха» в автомобилях с автоматической коробкой передач при ее использовании в указанных типах автомобилей. Таким образом, применение настоящей полезной модели в автомобилях с автоматической коробкой передач, позволяет автомобилю осуществлять резкий старт в кратчайший срок после запуска двигателя.

При реализации режима подачи «динамического потока воздуха» согласно схеме, осуществляемой в полезной модели к компрессору турбокомпрессора подводится воздух одновременно как штатной системой подачи воздуха, так и Устройством, в результате чего ввиду поступления повышенного количества воздуха достигается повышение скорости раскрутки турбины и, соответственно, сокращается время выхода турбины на рабочий наддув в автомобилях как с механической, так и автоматической коробкой передач.

Кроме того, подача воздуха Устройством в Штатную систему по схеме в режиме подачи «динамического потока воздуха» обеспечивает охлаждение компрессора турбокомпрессора.

Возможность осуществления Устройством подачи воздуха в Штатную систему по двум различным схемам обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства.

Система подачи воздуха турбированного ДВС может быть связана с выхлопной системой. На выхлопной системе также может быть установлена автоматическая синхронная заслонка.

Автоматическая синхронная заслонка выхлопной системы связывает приемную трубу с дополнительным трубопроводом для осуществления прямого выхлопа (трубопровод прямого выхлопа).

Поскольку при работе двигателя в режиме дополнительного наддува, для повышения его мощности осуществляется подача

количества воздуха в двигатель, то требуется отвод

объема горячих отработавших газов.

При этом как правило, отработавшие газы выбрасываются через выхлопную систему, на трубопроводе которой имеются участки с высоким гидравлическим сопротивлением (участки изгиба трубопровода), что снижает скорость выброса отработавших газов и может привести к перегреву участков выхлопной системы и, как следствие, других агрегатов и узлов автомобиля.

Для обеспечения надежной работы двигателя и автомобиля в целом за счет исключения возможности перегрева его рабочих агрегатов и узлов, на трубопроводе выхлопной системы, а именно, на участке приемной трубы до каталитического нейтрализатора отработавших газов или после него, но перед участком с высоким гидравлически сопротивлением (в месте изгиба трубопровода), устанавливают автоматическую синхронную заслонку. Указанную заслонку соединяют с дополнительным прямым коротким участком трубопровода для создания канала, обеспечивающего выброс отработавших газов по прямому выхлопу со снижением гидравлических потерь при перекрытии заслонкой участка с высоким гидравлически сопротивлением. Дополнительный прямой короткий участок трубопровода (прямой выхлоп) выполняется с диаметром,

чем диаметр трубопровода выхлопной системы. Таким образом, достигается повышение надежности работы автомобиля, за счет исключения перегрева основных узлов и агрегатов автомобиля при работе двигателя в режиме дополнительного наддува.

В результате осуществления отвода отработавших газов по короткому прямому выхлопу

диаметра достигается повышение скорости сброса отработавших газов и снижается риск перегрева выхлопной системы и других рабочих агрегатов и узлов, что крайне важно при работе ДВС в режиме дополнительного наддува.

Сущность полезной модели поясняется фигурами. На фигуре 1 изображено Устройство дополнительной подачи воздуха в систему подачи воздуха турбированного ДВС. На фигуре 2 изображена Система подачи воздуха турбированного ДВС с установленным на ней Устройством дополнительной подачи воздуха. На фигуре 3 изображена схема подачи воздуха в впускной коллектор ДВС через переход.

На фигуре позициями 1-25 обозначены:

1 - устройство дополнительной подачи воздуха в систему подачи воздуха турбированного ДВС (Устройство),

2 - ДВС,

3 - компрессор турбокомпрессора,

4 - основной трубопровод,

5 - воздушный короб,

6 - воздушный фильтр,

7 - основной интеркуллер,

8 - впускной коллектор двигателя,

9 - автоматическая синхронная заслонка,

10 - трубопровод,

11 - выпускной коллектор,

12 - выхлопная система,

13 - приемная труба выхлопной системы,

14 - компрессор,

15 - интеркуллер,

16 - участок прямого выхлопа выхлопной системы (прямой выхлоп),

17 - синхронная заслонка выхлопной системы,

18 - конец трубопровода,

19 - переход,

20 - турбина турбокомпрессора,

21 - сбросной клапан избыточного давления,

22 - перепускной клапан,

23 - перегородка,

24 - отсек забора воздуха Штатной системой (первый отсек воздушного короба),

25 - отсек забора воздуха Устройством (второй отсек воздушного короба).

Устройство 1 может осуществлять подачу воздуха в систему подачи воздуха турбированного ДВС по двум схемам для работы в режиме дополнительного наддува и режиме подачи «динамического потока воздуха».

Пример 1.

При работе двигателя 2 по схеме подачи воздуха в ДВС в режиме основного наддува, когда нет необходимости в повышении мощности двигателя, автоматическая синхронная заслонка 9 Устройства 1 находится в положении перекрытия трубопровода 10.

При включенном компрессоре 3 турбокомпрессора в основной трубопровод 4 системы подачи воздуха турбированного ДВС нагнетается воздух. Диаметр основного трубопровода 4 составляет 60 мм. Внутри воздушного короба установлена перегородка 23, делящая его на первый и второй отсеки. Перед подачей в основной трубопровод 4, воздух поступает в первый отсек 24 воздушного короба 5 и проходит через воздушный фильтр 6. В компрессоре 3 турбокомпрессора в результате сжатия воздуха происходит повышение его температуры. Пройдя по основному трубопроводу 4, воздух попадает в основной интеркуллер 7, где происходит его охлаждение и, соответственно, повышение плотности воздуха. После прохождения основного интеркулера 7 воздух поступает во внутреннюю полость перехода 19 Устройства, диаметр которого составляет 125 мм, в результате чего происходит разрежение воздуха.

При этом сброс избыточного давления в основной трубопровод 4 обеспечивается сбросным клапаном 21, установленном на стенке перехода 19. После перехода 19 воздух подается во впускной коллектор 8 двигателя 2 и далее на такте впуска - в цилиндры двигателя 2. При этом отработавшие газы отводятся через выпускной коллектор 11 двигателя 2 и поступают в турбину 20 турбокомпрессора для осуществления привода компрессора 3 турбокомпрессора, и далее проходят через выхлопную систему 12, по приемной трубе 13, содержащей изгибы и выбрасываются в атмосферу. В этом случае автоматическая синхронная заслонка 17 выхлопной системы 12 перекрывает участок прямого выхлопа 16.

Пример 2.

При необходимости повышения мощности двигателя в процессе работы двигателя 2 в режиме основного наддува при наборе двигателем оборотов включают компрессор 14 Устройства 1 и параллельно осуществляют подачу в Систему подачи воздуха турбированного ДВС (в частности, в ДВС) дополнительного количества воздуха, подводимого по трубопроводу 10 Устройства 1. При этом подача воздуха в ДВС по схеме, обеспечивающей работу двигателя в режиме основного наддува происходит согласно Примеру 1.

Диаметр трубопровода 10 составляет 45 мм на всем его протяжении. При включении компрессора 14 происходит автоматическое открытие синхронной заслонкой 9 трубопровода 10 для обеспечения прохода потока воздуха к впускному коллектору 21. При этом одновременно осуществляется перекрытие заслонкой 9 канала в воздушный короб 5. Внутри воздушного короба установлена перегородка 23, делящая его на первый и второй отсеки.

Воздух параллельно с подачей в основной трубопровод 4 через второй отсек 25 воздушного короба 5 и воздушный фильтр 6 поступает в компрессор 14, где происходит его сжатие и при этом увеличивается количество кислорода в единице объема воздуха. Далее после компрессора 14 сжатый плотный и горячий воздух поступает в интеркуллер 15 с установленным вентилятором и системой орошения (на фиг. не показаны). Охлажденный плотный воздух на выходе из интеркуллера 15 передвигается далее по трубопроводу 10 в направлении к синхронной заслонке 9. При этом давление воздуха в трубопроводе 10 поддерживается на заданном уровне за счет наличия перепускного клапана 22, осуществляющего сброс избыточного воздуха в основной трубопровод 4. Охлажденный воздух через открытую синхронную заслонку 9 далее продвигается по трубопроводу 10 к его концу 18, расположенному в переходе 19, после чего попадает в верхнюю часть перехода 19. Непосредственно перед впускным коллектором 8, а именно, в верхней части перехода 19, где происходит объединение потоков воздуха, подводимых по основному трубопроводу 4 и трубопроводу 10 Устройства 1, осуществляется сброс избыточного давления, возникающего внутри перехода и трубопровода 10, проходящего через него. Сброс избыточного давления в основной трубопровод 4 обеспечивается сбросным клапаном 21, установленным на стенке перехода 19, в его верхней части. Далее объединенные в верхней части перехода потоки воздуха поступают во впускной коллектор 8 двигателя 2 и далее на такте впуска - в цилиндры двигателя 2. Отработавшие газы отводятся через выпускной коллектор 11 двигателя 2 и поступают в турбину 20 турбокомпрессора и далее - в выхлопную систему 12. При этом установленная на трубопроводе выхлопной системы 12 перед катализатором автоматическая синхронная заслонка перекрывает приемную трубу 13 и открывает участок прямого выхлопа 16 для беспрепятственного и облегченного сброса отработавших газов в атмосферу.

Устройство позволяет повысить мощность ДВС с 311 лошадиных сил до 365 лошадиных сил.

Пример 3.

При необходимости резкого старта автомобиля, Устройство 1 переключают на работу в режим подачи «динамического потока воздуха» и соответствующую данному режиму схему подачи воздуха в систему подачи воздуха турбированного ДВС. Для этого, включают двигатель 2, при этом система подачи воздуха турбированного ДВС начинает осуществлять подачу воздуха по схеме, обеспечивающей работу двигателя в режиме основного наддува. При этом подача воздуха в ДВС по схеме, обеспечивающей работу двигателя в режиме основного наддува происходит согласно Примеру 1.

Далее включают компрессор 14. При включении компрессора 14 происходит автоматическое открытие синхронной заслонкой 9 канала в воздушный короб 5 и перекрытие трубопровода 10. Внутри воздушного короба установлена перегородка 23, делящая его на первый и второй отсеки.

Воздух через второй отсек 25 воздушного короба 5 и воздушный фильтр 6 поступает в компрессор 14, где происходит его сжатие и при этом увеличивается количество кислорода в единице объема воздуха. Далее после компрессора 14 сжатый плотный и горячий воздух поступает в интеркуллер 15 с установленным вентилятором и системой орошения (на фиг. не показаны). Поддержание оптимального для работы ДВС давления воздуха в трубопроводе 10 обеспечивается перепускным клапаном 22, осуществляющим сброс избыточного воздуха в основной трубопровод 4. Охлажденный плотный воздух после интеркуллера 15 через открытую синхронную заслонку 9 попадает в воздушный короб 5, циркулирует там и поступает в основной трубопровод 4, либо воздух может поступать через синхронную заслонку в дополнительный канал, врезанный непосредственно в основной трубопровод 4. Поток воздуха, подаваемый Устройством 1 объединяется с потоком воздуха, подаваемым Системой подачи воздуха турбированного ДВС в основном трубопроводе 4, таким образом, осуществляется подача больших объемов воздуха. При этом поток воздуха, подаваемым Устройством 1 осуществляет дополнительное охлаждение воздуха, подаваемого Штатной системой. Объединенный поток поступает в основной компрессор 3 турбокомпрессора и далее в основной интеркуллер 7, где происходит дополнительное охлаждение объединенных потоков воздуха и, соответственно, повышение его плотности. После прохождения основного интеркулера 7 воздух попадает во внутреннюю полость перехода 19, диаметр которого составляет 80 мм, в результате чего происходит разрежение воздуха. При этом сброс избыточного давления в основной трубопровод 4 обеспечивается сбросным клапаном 21, установленном на переходе 19. После перехода 19 воздух подается во впускной коллектор 8 двигателя 2 и далее на такте впуска - в цилиндры двигателя 2. Отработавшие газы отводятся через выпускной коллектор 11 двигателя 2 и поступают в турбину турбокомпрессора и далее - в выхлопную систему 12. При этом установленная на трубопроводе выхлопной системы 12 перед катализатором автоматическая синхронная заслонка перекрывает приемную трубу 13 и открывает участок прямого выхлопа 16 для беспрепятственного и облегченного сброса отработавших газов в атмосферу.

Автоматическая синхронная заслонка выхлопной системы может быть установлена на приемной трубе после каталитического нейтрализатора отработавших газов либо до него.

Приведенные примеры являются частными случаями и не исчерпывают всех возможных реализаций полезной модели.

Claims (1)

1. Устройство дополнительной подачи воздуха в турбированный двигатель внутреннего сгорания, характеризующееся тем, что содержит трубопровод подачи воздуха, переход, в котором размещен один конец трубопровода подачи воздуха, компрессор, интеркуллер, установленные на трубопроводе подачи воздуха, при этом переход выполнен с возможностью подачи воздуха во впускной коллектор двигателя внутреннего сгорания и выполнен большего диаметра, чем трубопровод подачи воздуха, а перед переходом на трубопроводе подачи воздуха установлена автоматическая синхронная заслонка, выполненная с возможностью обеспечения прохода потока воздуха к впускному коллектору двигателя внутреннего сгорания из трубопровода подачи воздуха или подачи воздуха из трубопровода подачи воздуха в компрессор турбокомпрессора турбированного двигателя внутреннего сгорания.

Images