RU225250U1 - Система регистрового турбонаддува корабельного дизеля с дополнительным стабилизатором температуры - Google Patents
Система регистрового турбонаддува корабельного дизеля с дополнительным стабилизатором температуры Download PDFInfo
- Publication number
- RU225250U1 RU225250U1 RU2023122467U RU2023122467U RU225250U1 RU 225250 U1 RU225250 U1 RU 225250U1 RU 2023122467 U RU2023122467 U RU 2023122467U RU 2023122467 U RU2023122467 U RU 2023122467U RU 225250 U1 RU225250 U1 RU 225250U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- stabilizers
- diesel engine
- ship diesel
- valve
- Prior art date
Links
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 13
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 abstract description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003570 air Substances 0.000 description 75
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области двигателестроения и может быть использована для уменьшения тепловой напряженности корабельного дизеля при изменении режимов работы.
Технический результат достигается изменением конструкции системы регистрового турбонаддува корабельного дизеля, а именно наличием в системе клапана подачи охлаждающей жидкости в стабилизаторы температуры, отличающейся тем, что при нормальных внешних условиях клапан подачи охлаждающей жидкости на стабилизаторы закрыт, и стабилизаторы выполнены с возможностью направления воздушного потока на вход в компрессоры, а при повышенной температуре в отсеке клапан подачи охлаждающей жидкости на стабилизаторы открыт, и стабилизаторы выполнены с возможностью охлаждения воздуха на входе в компрессоры.
Технико-экономический эффект предлагаемой системы регистрового турбонаддува корабельного дизеля с дополнительным стабилизатором температуры выражается в уменьшении тепловой напряженности корабельного дизеля при увеличении частоты вращения коленчатого вала по винтовой характеристике.
Description
Полезная модель относится к области двигателестроения и может быть использована для уменьшения тепловой напряженности корабельного дизеля при изменении режимов работы.
Известна система регистрового турбонаддува корабельных дизелей (Патент №194589 РФ, МПК F01P 3/20, опубл. 17.12.2019). Система регистрового турбонаддува корабельных дизелей работает следующим образом. Атмосферный воздух поступает на первый компрессор, в котором происходит его сжатие, вследствие чего температура и давление наддувочного воздуха повышаются. Затем наддувочный воздух через охладитель наддувочного воздуха поступает в цилиндры корабельного дизеля, где смешивается с топливом, самовоспламеняется и сгорает с образованием отработанных газов, которые через первую турбину выводятся из системы. На переходных режимах открывается захлопка выхлопная и часть отработанных газов поступает на вторую турбину, которая вращает второй компрессор, который затягивает атмосферный воздух через стабилизатор температуры. Далее наддувочный воздух через захлопку воздушную поступает в охладитель наддувочного воздуха для дополнительного охлаждения перед цилиндрами корабельного дизеля.
Стабилизатор температуры работает следующим образом. Охлаждающая жидкость под давлением подается во входную трубу, откуда часть охлаждающей жидкости поступает в полый патрубок и выдавливается во входную трубу, охлаждая верхние потоки атмосферного воздуха на переходных режимах. Другая часть охлаждающей жидкости полого патрубка выдавливается через трубки подвода охлаждающей жидкости в дефлектор полый, охлаждая внутренние потоки атмосферного воздуха на переходных режимах. Из дефлектора полого охлаждающая жидкость посредством трубки отвода охлаждающей жидкости и полого патрубка отводится в выходную трубу, а из стабилизатора температуры на переходных режимах выходит охлажденный атмосферный воздух.
Количество теплоты, отводимой от наддувочного воздуха Qнв определяется по формуле:
где kвв - коэффициент теплопередачи от наддувочного воздуха к охлаждающему воздуху; Fонв - поверхность охлаждения наддувочного воздуха; Тнв - средняя температура наддувочного воздуха в охладителе наддувочного воздуха; Т'охл.р - средняя температура воздуха, обдувающего охладитель наддувочного воздуха.
Количество теплоты, отводимой от охлаждающей жидкости в жидкостном радиаторе Qox определяется по формуле:
где kох - коэффициент теплопередачи от охлаждающей жидкости к воздуху; kxp - поверхность охлаждения радиатора; Тохл.х. - средняя температура охлаждающей жидкости в жидкостном радиаторе; Т'охл.в. - средняя температура воздуха, обдувающего жидкостный радиатор.
Недостаток системы регистрового турбонаддува корабельных дизелей заключается в недостаточном охлаждении атмосферного воздуха при уменьшении давления наддувочного воздуха из-за увеличения объема впускных коллекторов при открытии воздушных заслонок.
Наиболее близким прототипом является система наддува (Technical Publication «Дизельный двигатель 12V2000, М92, М93; 16V2000, М92, М93 с аккумуляторной системой впрыска «Common Rail». Описание M013023/00R, 2018 г., стр. 23), содержащая воздушный фильтр, воздушный клапан, корпус заслонки, корпус воздухозаборника, рабочее колесо компрессора, турбонагнетатель отработанных газов, охладитель наддувочного воздуха, воздушный коллектор, трубопровод наддувочного воздуха, впускной канал, головка цилиндра и камера сгорания.
Система наддува работает следующим образом. Приводимые потоками отработанных газов от обоих рядов цилиндров турбонагнетатели отработанных газов обеспечивают снабжение системы наддува необходимым объемом воздуха. Рабочее колесо компрессора, сидящее на том же самом валу роторной группы, осуществляет забор наружного воздуха через воздушный фильтр и последующее его сжатие в компрессоре турбонагнетателя. После выхода из турбонагнетателей сжатый воздух поступает через охладитель наддувочного воздуха и воздушный коллектор. Затем сжатый воздух распределяется на оба трубопровода наддувочного воздуха и подает через впускные каналы головок цилиндров и камеры сгорания цилиндров. Установленные в корпусах заслонок воздушные заслонки открывают или закрывают подачу воздуха к переключаемым турбонагнетателям. Для получения высокой цилиндровой мощности надувочный воздух охлаждается в охладителе наддувочного воздуха охлаждающей жидкостью. При работе с низкой мощностью двигателя комбинированная система охлаждения обеспечивает возможность предварительного подогрева наддувочного воздуха в охладителе наддувочного воздуха.
Недостаток принципиальной схемы дизеля со свободным турбокомпрессором заключается в зависимости степени охлаждения наддувочного воздуха от температуры атмосферного воздуха.
Задача, на которую направлена полезная модель, заключается в улучшении приемистости свободных турбокомпрессоров при изменении режимов работы.
Технический результат заключается в применении дополнительного стабилизатора температуры для охлаждения атмосферного воздуха поступающего в компрессор.
Технический результат достигается изменением конструкции системы регистрового турбонаддува корабельного дизеля, а именно наличием в системе клапана подачи охлаждающей жидкости в стабилизаторы температуры, отличающейся тем, что при нормальных внешних условиях клапан подачи охлаждающей жидкости на стабилизаторы закрыт, и стабилизаторы выполнены с возможностью направления воздушного потока на вход в компрессоры, а при повышенной температуре в отсеке клапан подачи охлаждающей жидкости на стабилизаторы открыт, и стабилизаторы выполнены с возможностью охлаждения воздуха на входе в компрессоры.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленная система регистрового турбонаддува корабельного дизеля с дополнительным стабилизатором температуры соответствует критерию «новизна», так как имеет следующие отличия:
1. Увеличивается плотность воздуха перед компрессором дизеля
где - давление воздуха перед компрессором (вызванного разрежением на всасывании), R - газовая постоянная воздуха, - температура воздуха перед компрессором.
2. Давление воздуха после компрессора PK увеличивается вследствие увеличения степени повышения давления в центробежном компрессоре
где P0 - давление охлажденного воздуха перед компрессором.
3. Уменьшение температуры воздуха перед двигателем, при не приводит к росту механических нагрузок, так как λ увеличивается незначительно, максимальное давления цикла, увеличивается.
где TK - температура воздуха после компрессора.
Система регистрового турбонаддува корабельного дизеля с дополнительным стабилизатором температуры (фиг. 1) содержит: входной патрубок 1, стабилизатор температуры 2, первый компрессор 3, охладитель наддувочного воздуха 4, впускной коллектор 5, корабельный дизель 6, выпускной коллектор дизеля 7, первую турбину 8, газоотводящий патрубок 9, систему газоотвода дизеля 10, выпускной коллектор дизеля 11, захлопку отработавших газов 12, вторую турбину 13, газоотводящий патрубок 14, воздушную заслонку 15, входной патрубок 16, стабилизатор температуры 17, второй компрессор 18.
Система регистрового турбонаддува корабельного дизеля с дополнительным стабилизатором температуры работает следующим образом. При работе на холостом ходу и сниженных мощностях всегда работает один (первый) турбокомпрессор, воздух поступает через входной патрубок 1 в стабилизатор температуры 2, после чего охлажденный воздух поступает в первый компрессор 3, затем в охладитель наддувочного воздуха 4 и через впускной коллектор 5 в цилиндры корабельного дизеля 6. Отработавшие газы из корабельного дизеля 6 поступают во выпускной коллектор дизеля 7 на первую турбину 8 и через газоотводящий патрубок 9 после турбокомпрессора в систему газоотвода дизеля 10.
При увеличении частоты вращения по винтовой характеристике (одновременно увеличивается подача топлива) открываются выпускной коллектор дизеля 11 и захлопка отработавших газов 12, газы через вторую турбину 13 и газоотводящий патрубок 14 поступают после турбокомпрессора в систему газоотвода дизеля 10; при разгоне ротора турбокомпрессора открывается воздушная заслонка 15 и воздух через входной патрубок 16, стабилизатор температуры 17, второй компрессор 18, охладитель наддувочного воздуха 4, впускной коллектор 5 поступает в цилиндры корабельного дизеля 6.
Стабилизатор температуры представлен на фигуре 2. Стабилизатор температуры содержит трубу входную 19, патрубок полый 20, трубу выходную 21, трубку подвода 22, дефлектор полый 23, трубку отвода 24.
Стабилизаторы температуры 2 работает следующим образом. Охлаждающая жидкость под давлением подается в трубу входную 19, откуда часть охлаждающей жидкости поступает в патрубок полый 20 и выдавливается в трубу выходную 21, охлаждая верхние потоки атмосферного воздуха. Другая часть охлаждающей жидкости из патрубка полого 20 выдавливается через трубку подвода 22 в дефлектор полый 23 для охлаждения внутренних потоков атмосферного воздуха. Из дефлектора полого 23 охлаждающая жидкость посредством трубки отвода 24 и патрубка полого 20 отводится в трубу выходную 19, а из стабилизатора температуры 2 выходит охлажденный атмосферный воздух, который поступает на компрессор 3. В компрессоре 3 происходит сжатие охлажденного атмосферного воздуха. Давление наддувочного воздуха (после компрессора) PK увеличивается при уменьшении температуры атмосферного воздуха (перед компрессором) Т0.
Стабилизатор температуры выполняет две функции: охлаждение воздуха, поступающего в компрессор и направление воздушного потока на входе в компрессор.
Дополнительный стабилизатор температуры подключается к системе охлаждения дизеля параллельно с охладителем наддувочного воздуха. При нормальных внешних условиях клапан подачи охлаждающей жидкости на стабилизаторы закрыт, и стабилизаторы выполнены с возможностью направления воздушного потока на вход в компрессоры, а при повышенной температуре в отсеке клапан подачи охлаждающей жидкости на стабилизаторы открыт, и стабилизаторы выполнены с возможностью охлаждения воздуха на входе в компрессоры.
Заявляемая система регистрового турбонаддува корабельного дизеля с дополнительным стабилизатором температуры позволяет уменьшить тепловую напряженность корабельного дизеля при увеличении частоты вращения коленчатого вала по винтовой характеристике.
Claims (1)
- Система регистрового турбонаддува корабельного дизеля с дополнительным стабилизатором температуры, относящаяся к области двигателестроения, состоящая из входного патрубка (1), первого компрессора (3), охладителя (4) наддувочного воздуха, впускного коллектора (5), корабельного дизеля (6), выпускного коллектора (7) дизеля, первой турбины (8), газоотводящего патрубка (9), системы газоотвода (10) дизеля, второго выпускного коллектора дизеля (11), захлопки (12) отработавших газов, второй турбины (13), газоотводящего патрубка (14), воздушной заслонки (15), входного патрубка (16), стабилизатора (2) температуры и второго компрессора (18), отличающаяся тем, что содержит дополнительный стабилизатор (17) температуры, который подключен к системе охлаждения дизеля (6) параллельно с охладителем (4) наддувочного воздуха, и клапан подачи охлаждающей жидкости на стабилизаторы, причем при нормальных внешних условиях клапан подачи охлаждающей жидкости на стабилизаторы закрыт, и стабилизаторы (2), (17) выполнены с возможностью направления воздушного потока на вход в компрессоры, а при повышенной температуре в отсеке клапан подачи охлаждающей жидкости на стабилизаторы (2), (17) открыт, и стабилизаторы (2), (17) выполнены с возможностью охлаждения воздуха на входе в компрессоры (3), (18).
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU225250U1 true RU225250U1 (ru) | 2024-04-16 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2011863C1 (ru) * | 1988-07-19 | 1994-04-30 | Мту Моторен-Унд Турбинен-Унион Фридрихсхафен ГмбХ | Поршневой двигатель внутреннего сгорания с наддувом |
| US5845495A (en) * | 1996-04-17 | 1998-12-08 | Robert Bosch Gmbh | Arrangement for recognizing differences in RPM between two exhaust gas turbochargers |
| US20090077965A1 (en) * | 2007-09-26 | 2009-03-26 | Ford Global Technologies, Llc | Approach for Identifying and Responding to an Unresponsive Wastegate in a Twin Turbocharged Engine |
| RU2505689C2 (ru) * | 2008-06-03 | 2014-01-27 | Вяртсиля Финланд Ой | Поршневой двигатель |
| RU147208U1 (ru) * | 2012-12-21 | 2014-10-27 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Система двигателя |
| RU194589U1 (ru) * | 2019-04-25 | 2019-12-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Система регистрового турбонаддува корабельных дизелей |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2011863C1 (ru) * | 1988-07-19 | 1994-04-30 | Мту Моторен-Унд Турбинен-Унион Фридрихсхафен ГмбХ | Поршневой двигатель внутреннего сгорания с наддувом |
| US5845495A (en) * | 1996-04-17 | 1998-12-08 | Robert Bosch Gmbh | Arrangement for recognizing differences in RPM between two exhaust gas turbochargers |
| US20090077965A1 (en) * | 2007-09-26 | 2009-03-26 | Ford Global Technologies, Llc | Approach for Identifying and Responding to an Unresponsive Wastegate in a Twin Turbocharged Engine |
| RU2505689C2 (ru) * | 2008-06-03 | 2014-01-27 | Вяртсиля Финланд Ой | Поршневой двигатель |
| RU147208U1 (ru) * | 2012-12-21 | 2014-10-27 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Система двигателя |
| RU194589U1 (ru) * | 2019-04-25 | 2019-12-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Система регистрового турбонаддува корабельных дизелей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8539770B2 (en) | Exhaust arrangement for an internal combustion engine | |
| US4028892A (en) | Turbocharged two-cycle engine with positive blower and internally mounted aftercooler | |
| US20070180824A1 (en) | Control of supercharged engine with variable geometry turbocharger and electric supercharger | |
| US9435295B2 (en) | Method for operating a volume-controlled internal-combustion engine, and an internal-combustion engine | |
| US7448368B2 (en) | Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine | |
| WO2019006527A1 (pt) | Disposição construtiva em turbocompressor de baixa temperatura para motor de combustão interna | |
| WO2017169982A1 (ja) | ターボ過給機付エンジン | |
| US3355879A (en) | Turbocharged two-stroke cycle internal combustion engines | |
| WO2019153498A1 (zh) | 大功率v型多缸柴油机系统 | |
| RU225250U1 (ru) | Система регистрового турбонаддува корабельного дизеля с дополнительным стабилизатором температуры | |
| US20200116075A1 (en) | Internal Combustion Engine | |
| CN108194198B (zh) | 大功率v型16缸柴油机 | |
| CN216142835U (zh) | 发动机进气系统 | |
| US10247091B2 (en) | Method of gas distribution of internal combustion engine | |
| US11008933B2 (en) | Four stroke internal combustion engine | |
| RU197091U1 (ru) | Система питания воздухом поршневого двигателя с комбинированным охлаждением наддувочного воздуха | |
| US6282898B1 (en) | Operation of forced induction internal combustion engines | |
| SU1714172A1 (ru) | Турбокомпаундный двигатель внутреннего сгорани | |
| RU194589U1 (ru) | Система регистрового турбонаддува корабельных дизелей | |
| US10584629B2 (en) | Charge air cooler system | |
| JPS6019916A (ja) | タ−ボ過給機付エンジン | |
| SU1815360A1 (ru) | Дизельная установка | |
| Nastiti et al. | Review of Air Intake System Development for Internal Combustion Engine | |
| JPS585065Y2 (ja) | 過給機付きデイゼルエンジン | |
| CN115478966A (zh) | 发动机进气系统 |