RU2032838C1

RU2032838C1 - Torbo-compressor

Info

Publication number: RU2032838C1
Application number: SU915009138A
Authority: RU
Inventors: Юрий Вяйнович Гявгянен
Original assignee: Юрий Вяйнович Гявгянен
Priority date: 1991-11-13
Filing date: 1991-11-13
Publication date: 1995-04-10

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: torbo-compressor has housing, shaft with turbine and compressor working wheels, branch pipe for supplying gas mixture, and sealing unit. The turbo-compressor is provided with a branch pipe having a passage for supplying gas mixture from the branch pipe to the part of the turbo-compressor arranged downstream of the turbine. EFFECT: improved design. 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для наддува воздуха в двигатели внутреннего сгорания (ДВС) и работающим от выхлопных газов ДВС, и может найти применение в двигателе- строении. The invention relates to devices intended for pressurization of air in internal combustion engines (ICE) and operating from exhaust gases of an internal combustion engine, and may find application in an engine-building.

Известен турбокомпрессор, содержащий корпус, установленные на валу рабочие колеса компрессора и турбины [1]
Известен наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату турбокомпрессор, содержащий корпус, установленные на валу рабочие колеса турбины и компрессора [2]
Недостаток известных турбокомпрессоров ограниченные функциональные возможности.Known turbocharger containing a housing mounted on the shaft of the impellers of the compressor and turbine [1]
Known for the closest in technical essence and the achieved result turbocompressor containing a housing mounted on the shaft of the impeller of the turbine and compressor [2]
A disadvantage of known turbochargers is limited functionality.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей. The purpose of the invention is the expansion of functionality.

Указанная цель достигается тем, что турбокомпрессор преимущественно для наддува ДВС, содержащий корпус, установленные в нем на валу рабочие колеса компрессора и турбины, согласно изобретению снабжен патрубком, закрепленным неподвижно внутри корпуса со стороны компрессора, один конец вала размещен в патрубке и уплотнен относительно него, при этом вал выполнен полым с внутренним каналом для удаления газовой смеси из области патрубка, и впускное и выпускное отверстия канала расположены соответственно в патрубке и в затурбинной части турбокомпрессора. This goal is achieved in that the turbocharger is mainly for pressurization of the internal combustion engine, comprising a housing, the impellers of the compressor and turbine mounted on it on the shaft, according to the invention, equipped with a nozzle fixed motionlessly inside the housing on the compressor side, one end of the shaft is placed in the nozzle and sealed relative to it, wherein the shaft is made hollow with an internal channel for removing the gas mixture from the area of the pipe, and the inlet and outlet openings of the channel are located respectively in the pipe and in the turbine part of the turbine compressor.

На фиг. 1 изображен предлагаемый турбокомпрессор, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 исполнение с сопловым направляющим аппаратом; на фиг. 4 исполнение с диффузором в виде кольцевой камеры; на фиг. 5 исполнение с кольцевой камерой ввода засасываемой среды; на фиг. 6 исполнение с тангенциальным отводом среды из кольцевой камеры и карманом для сбора механических частиц. In FIG. 1 shows a proposed turbocharger, a longitudinal section; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 execution with nozzle guide apparatus; in FIG. 4 version with a diffuser in the form of an annular chamber; in FIG. 5 version with an annular intake chamber; in FIG. 6 version with tangential discharge of the medium from the annular chamber and a pocket for collecting mechanical particles.

Турбокомпрессор содержит корпус 1, установленный в нем вал 2 с рабочим колесом 3 турбины и рабочим колесом 4 компрессора, патрубок 5 входного аппарата турбины, патрубок 6 входного аппарата компрессора, патрубок 7 выходного аппарата турбины, патрубок 8 выходного аппарата компрессора, патрубок 9 ввода засасываемой газовой среды, узел 10 уплотнения вала 2 относительно неподвижного патрубка 9, подшипниковый узел 11 установки вала 2 в корпусе 1. The turbocompressor comprises a housing 1, a shaft 2 installed therein with a turbine impeller 3 and a compressor impeller 4, a turbine inlet 5 nozzle 5, a compressor inlet nozzle 6, a turbine outlet nozzle 7, a compressor outlet nozzle 8, and a suction gas inlet port 9 environment, the node 10 of the shaft seal 2 relative to the stationary pipe 9, the bearing unit 11 of the installation of the shaft 2 in the housing 1.

Вал 2 выполнен полым с каналом 12 для удаления газовой смеси из полости патрубка 9 и подачи ее в полость камеры 13 смешения патрубка 7. Рабочее колесо 3 своей торцовой поверхностью 14 и рабочее колесо 4 своей торцовой поверхностью 15 опираются на торцовые поверхности втулки 16, которая посредством штуцера 17 подвода сжатого воздуха во втулку 16 подшипникового узла 11 закреплена в корпусе 1. Пустотелая втулка 16 посредством отверстий 18 соединена с поверхностями трения корпуса 1, рабочих колес 3 и 4, пустотелой втулки 19, жестко закрепленной на валу 2. Полость втулки 19 посредством каналов 20 в стенке этой втулки 19 и каналов 21 в теле рабочего колеса 4 соединена с полостью патрубка 6. Канал 12 вала 2 герметизирован посредством кольцевого уплотнения 22, установленного в патрубке 9, который жестко закреплен в корпусе 1. Впускное отверстие канала 12 расположено в полости патрубка 6, а выпускное отверстие в затурбинной части турбокомпрессора, в зоне торца рабочего колеса 3 турбины. The shaft 2 is made hollow with a channel 12 for removing the gas mixture from the cavity of the pipe 9 and supplying it to the cavity of the mixing chamber 13 of the pipe 7. The impeller 3 with its end surface 14 and the impeller 4 with its end surface 15 rest on the end surfaces of the sleeve 16, which the fitting 17 for supplying compressed air to the sleeve 16 of the bearing assembly 11 is fixed in the housing 1. The hollow sleeve 16 is connected through holes 18 to the friction surfaces of the housing 1, impellers 3 and 4, the hollow sleeve 19, rigidly fixed to the shaft 2. Strips b sleeve 19 through channels 20 in the wall of this sleeve 19 and channels 21 in the body of the impeller 4 is connected to the cavity of the pipe 6. Channel 12 of the shaft 2 is sealed by an annular seal 22 installed in the pipe 9, which is rigidly fixed in the housing 1. The inlet of the channel 12 is located in the cavity of the pipe 6, and the outlet in the turbine part of the turbocompressor, in the area of the end face of the impeller 3 of the turbine.

Работает турбокомпрессор следующим образом. The turbocharger operates as follows.

При работе ДВС отработавшие газы взаимодействуют с рабочим колесом 3 турбины, вращая его, вал 2 и рабочее колесо 4 компрессора. Поток газов, истекающий из рабочего колеса 3 в камеру 13, образует вихрь и разрежение с максимальной величиной разрежения в приосевой зоне камеры 13. Созданное разрежение засасывает через канал 12 и патрубок газовую смесь из объема, подвергаемого вакуумированию. When the internal combustion engine operates, the exhaust gases interact with the impeller 3 of the turbine, rotating it, the shaft 2 and the impeller 4 of the compressor. The gas stream flowing from the impeller 3 into the chamber 13 forms a vortex and a vacuum with a maximum vacuum in the axial zone of the chamber 13. The created vacuum sucks through the channel 12 and the pipe a gas mixture from the volume subjected to evacuation.

Возможно исполнение, когда в корпусе 1 установлен неподвижный сопловой направляющий аппарат 23, формирующий вихрь отработавших газов в камере 13. В этом случае турбокомпрессор работает аналогично описанному за исключением того, что значительная часть осевой составляющей скорости потока, истекающего из рабочего колеса 3, преобразуется в окружную (касательную) составляющую скорости вихря в камере 13 смешения. Уровень разрежения в приосевой зоне камеры 13 возрастает. Possible execution, when a fixed nozzle guide apparatus 23 is installed in the housing 1, which forms a vortex of exhaust gases in the chamber 13. In this case, the turbocharger operates similarly to that described except that a significant part of the axial component of the flow velocity flowing from the impeller 3 is converted into a circumferential (tangent) component of the vortex velocity in the mixing chamber 13. The vacuum level in the axial zone of the chamber 13 increases.

Возможно исполнение, когда турбокомпрессор имеет диффузор в виде кольцевой камеры 24 и тангенциального патрубка 25 с цилиндрическим каналом или осесимметричным диффузором. В этом случае турбокомпрессоров работает аналогично описанному за исключением того, что вихрь в камере 13 замыкается на дно камеры 24, обеспечивая высокий уровень разрежения в приосевой зоне камеры 13. При этом сам вихрь замедляется в камере 24, а линейный поток газовой смеси продолжает замедляться в патрубке 25, причем наиболее интенсивное замедление происходит при выполнении его в виде диффузора. Многократное отражение звуковой волны от цилиндрической стенки камеры 24 повышает степень глушения шума. Possible execution when the turbocharger has a diffuser in the form of an annular chamber 24 and a tangential pipe 25 with a cylindrical channel or axisymmetric diffuser. In this case, the turbocharger works similarly to that described except that the vortex in the chamber 13 closes to the bottom of the chamber 24, providing a high level of rarefaction in the axial zone of the chamber 13. In this case, the vortex itself slows down in the chamber 24, and the linear flow of the gas mixture continues to slow down in the nozzle 25, the most intense deceleration occurring when it is implemented as a diffuser. Multiple reflection of the sound wave from the cylindrical wall of the chamber 24 increases the degree of damping of noise.

Возможно исполнение, когда патрубок 9 ввода засасываемой газовой смеси снабжен кольцевой камерой 26 и тангенциальным к этой камере 26 каналом 27, подсоединяемым к объекту, подлежащим вакуумированию. В этом случае турбокомпрессор работает аналогично описанному за исключением того, что камера 26 закручивает газовую смесь, засасываемую по каналу 27, и образует общий вихрь в камере 13, канале 12 и камере 26. Possible execution when the nozzle 9 of the intake of the suction gas mixture is equipped with an annular chamber 26 and a channel 27 tangential to this chamber 26, connected to the object to be evacuated. In this case, the turbocharger operates similarly to that described except that the chamber 26 swirls the gas mixture sucked in through the channel 27 and forms a common vortex in the chamber 13, the channel 12, and the chamber 26.

Возможно, когда кольцевая камера 24 выполнена с кольцевым карманом 28, расположенным по периферии камеры 24. Отвод среды из камеры 24 осуществляется из зоны, размещенной вблизи от камеры 13, за счет выполнения канала 29 тангенциальным, расположенным в средней по высоте части камеры 24 и вблизи от камеры 13. В этом случае работает турбокомпрессор аналогично описанному, за исключением того, что механические частицы осаждаются в кармане 28, а относительно чистая газовая смесь удаляется по каналу 29 дальше в выхлопную трубу. It is possible that when the annular chamber 24 is made with an annular pocket 28 located on the periphery of the chamber 24. The medium is discharged from the chamber 24 from a zone located close to the chamber 13, due to the channel 29 being tangential located in the middle part of the chamber 24 and near from the chamber 13. In this case, the turbocharger operates as described, except that mechanical particles are deposited in the pocket 28, and a relatively clean gas mixture is removed through the channel 29 further into the exhaust pipe.

Claims

TURBOCHARGER mainly for boosting an internal combustion engine, comprising a housing, compressor and turbine impellers mounted on it on the shaft, characterized in that it is equipped with a nozzle fixedly mounted in the housing on the compressor side, one shaft end is placed in the nozzle and sealed relative to it, this shaft is made hollow with an internal channel for removing the gas mixture from the nozzle area, and the inlet and outlet openings of the channel are located respectively in the nozzle and in the turbine section of the turbocompress a.