RU2383756C1 - Двигатель внутреннего сгорания с высокой ограничительной характеристикой и высокой скоростью приема нагрузки - Google Patents
Двигатель внутреннего сгорания с высокой ограничительной характеристикой и высокой скоростью приема нагрузки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2383756C1 RU2383756C1 RU2008132519/06A RU2008132519A RU2383756C1 RU 2383756 C1 RU2383756 C1 RU 2383756C1 RU 2008132519/06 A RU2008132519/06 A RU 2008132519/06A RU 2008132519 A RU2008132519 A RU 2008132519A RU 2383756 C1 RU2383756 C1 RU 2383756C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- bypass
- switched
- turbocompressor
- turbine
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению. Техническим результатом является повышение надежности, мощности и экономичности двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что V-образный двигатель (1) внутреннего сгорания содержит два турбокомпрессора (2) и (3) различной настройки с раздельным подводом к ним выпускных газов по трактам (4) и (5) и обводным трубопроводом (8) между газоприемными патрубками (6) и (7). Полости нагнетания турбокомпрессоров (9) и (10) объединены общим впускным коллектором (11), в котором установлен охладитель воздуха (12). Турбокомпрессор (2) отключается устройствами (14) и (15), установленными в газоприемном патрубке (13) и полости нагнетания (10). Полость нагнетания (9) и газоприемный патрубок (6) турбокомпрессора (3) соединены трубопроводом (16) с запорным устройством (17), а между газоприемным патрубком (6) и выпускным трактом (18) установлен байпасный трубопровод (19) с устройством (20). В газоприемных патрубках (6) и (7) могут быть установлены дополнительные камеры сгорания (21) и (22). 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к системам наддува дизелей.
Известен двигатель внутреннего сгорания, оборудованный системой нерегулируемого турбонаддува, эксплуатируемый в качестве силовой установки в судовых и транспортных условиях (Международный ежегодный каталог «Global Sourcing Guide 2006», стр.216).
Недостатком такого двигателя являются ограничения по теплонапряженности и механической прочности, которые препятствуют увеличению крутящего момента на пониженных частотах вращения коленчатого вала из-за недостаточной мощности, развиваемой газовой турбиной турбокомпрессора на этих режимах.
Наиболее близким аналогом по отношению к заявляемому изобретению является двигатель внутреннего сгорания, содержащий впускной трубопровод и выпускной коллектор, к которым соответственно при помощи воздушного и газоподводящего каналов подключены воздухонапорные и газоприемные патрубки по меньшей мере двух турбокомпрессоров, обводную трубу, соединяющую эти патрубки между собой, органы перекрытия, установленные по меньшей мере в одном воздухонапорном и по меньшей мере в одном газоприемном патрубках, и обводной трубопровод, соединяющий перекрываемые патрубки (Патент Франции №2322266, кл. F02D 23/00, опублик. 1977).
Недостатком такого двигателя является использование сжатого в компрессоре воздуха для работы дополнительной камеры сгорания с целью увеличения крутящего момента на стационарных режимах, что неизбежно приводит к увеличению расхода топлива.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности, мощности и экономичности дизелей, работающих в широком диапазоне изменения нагрузок и частот вращения коленчатого вала.
Указанный технический результат достигается за счет того, что на известный двигатель дополнительно устанавливаются в каждый газоприемный патрубок дополнительные камеры сгорания, запорные устройства в газоприемный патрубок и полость нагнетания одного из турбокомпрессоров, обводной и байпасный трубопроводы неотключаемого турбокомпрессора, а газовые тракты объединены обводным трубопроводом.
На чертеже показаны основные элементы двигателя. Двигатель 1 внутреннего сгорания V-образный содержит два турбокомпрессора 2 и 3, причем подвод выпускных газов к каждому осуществляется по отдельным газовым трактам 4 и 5, а между газоприемными патрубками 6 и 7 установлен обводной трубопровод 8. Полости нагнетания турбокомпрессоров 9 и 10 объединены общим впускным коллектором 11, в котором установлен охладитель наддувочного воздуха 12. Для отключения турбокомпрессора 2 на малых и средних частотах вращения коленчатого вала в газоприемном патрубке 13 и полости нагнетания 10 установлены запорные устройства 14 и 15. Между полостью нагнетания 9 и газоприемным патрубком 6 постоянно работающего турбокомпрессора 3 установлен обводной трубопровод 16 с запорным устройством 17, а между газоприемным патрубком 6 и трактом выпуска 18 установлен байпасный трубопровод 19 с регулируемым запорным устройством 20. В газоприемных патрубках 6 и 7 установлены дополнительные камеры сгорания 21 и 22.
Эти устройства работают следующим образом.
На статических режимах работы двигателя в диапазоне низких и средних частот вращения коленчатого вала двигатель 1 работает с одним турбокомпрессором 3, а турбокомпрессор 2 с помощью запорных органов управления 14 и 15 отключен. При этом выпускные газы, выходящие из цилиндров двигателя 1, по газовым трактам 4,5 и обводному трубопроводу 8 поступают на вход в турбокомпрессор 3, а воздух, сжимаемый в этом турбокомпрессоре, через полость нагнетания 9, впускной коллектор 11 и охладитель наддувочного воздуха 12 поступает в цилиндры двигателя 1. Регулируемое устройство 20, установленное в байпасном трубопроводе 19, закрыто, а запорное устройство 17, установленное в обводном трубопроводе 16, открывается при условии положительной разницы между давлением наддува и давлением выпускных газов перед турбиной. В случае открытия запорного устройства 17 часть воздуха, сжатого в компрессоре турбокомпрессора 3, поступает на вход в турбину этого же турбокомпрессора, минуя цилиндры двигателя 1, что позволяет существенно увеличить уровень мощности двигателя за счет исключения неустойчивой работы компрессора. С повышением нагрузки увеличивается цикловая подача топлива, что приводит к увеличению количества выпускных газов, частоты вращения ротора работающего турбокомпрессора 3, повышению уровня давления наддува и, следовательно, к увеличению величины максимального давления цикла. Ограничение уровня давления наддува, максимального давления цикла и частоты вращения ротора турбокомпрессора для конкретной величины частоты вращения коленчатого вала двигателя 1 происходит за счет включения в работу регулируемого перепускного устройства 20, что позволяет перепускать часть выпускных газов мимо работающего турбокомпрессора 3. При этом за счет исключения ограничения по величине максимального давления цикла увеличивается мощность двигателя 1.
С целью повышения эффективности работы системы турбонаддува двигателя 1 на неотключаемом турбокомпрессоре 3 проходное сечение соплового аппарата турбины уменьшено на 25…30% по сравнению с отключаемым турбокомпрессором 2. Это мероприятие позволяет существенно расширить мощностные показатели двигателя 1 при работе на низких и средних частотах вращения коленчатого вала.
С увеличением частоты вращения коленчатого вала до значений, близких к номинальным, с помощью запорных органов 14 и 15 включается в работу турбокомпрессор 2 и двигатель 1 работает с двумя параллельно работающими турбокомпрессорами 2 и 3. При этом запорные устройства 20 и 17 работают по такому же принципу, как и в случае работы двигателя 1 с одним турбокомпрессором 3.
С целью улучшения динамических характеристик двигателя 1 в газоприемные патрубки 6 и 7 установлены дополнительные камеры сгорания 21 и 22, причем камера сгорания 22 обеспечивает работу двигателя 1 на переходных режимах при работе с одним турбокомпрессором, а камера сгорания 21 включается в работу в момент перехода двигателя 1 на работу с двумя параллельно работающими турбокомпрессорами.
Claims (6)
1. Двигатель внутреннего сгорания, V-образный, с наддувом, содержащий впускной трубопровод и выпускной коллектор, к которым соответственно при помощи воздушного и газоподводящего каналов подключены воздухонапорные и газоприемные патрубки, по меньшей мере, двух турбокомпрессоров, обводной трубопровод, соединяющий эти патрубки между собой, органы перекрытия, установленные, по меньшей мере, в одном воздухонапорном и в одном газоприемном патрубках, отличающийся тем, что впускной коллектор выполнен общим, а выпускной разделен для каждого турбокомпрессора.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что проходное сечение соплового аппарата неотключаемого турбокомпрессора на 25…30% меньше по сравнению с отключаемым.
3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что установлена система регулирования параметров турбонаддува, обеспечивающая работу двигателя на режимах средних частот вращения с перепуском части сжатого в компрессорах воздуха на вход в турбину неотключаемого турбокомпрессора, а на режимах, близких к полным нагрузкам, система обеспечивает работу двигателя с перепуском части газа в обвод турбины неотключаемого турбокомпрессора.
4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что на входе в турбину неотключаемого турбокомпрессора установленная дополнительная камера сгорания включается на статических режимах работы двигателя с малыми и средними частотами вращения коленчатого вала и на переходных режимах.
5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что на входе в турбину отключаемого турбокомпрессора установленная дополнительная камера сгорания включается на переходных режимах в момент включения отключаемого турбокомпрессора в работу с временным предварением.
6. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что воздух для обеспечения работы дополнительных камер сгорания подается от внешнего источника.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008132519/06A RU2383756C1 (ru) | 2008-08-08 | 2008-08-08 | Двигатель внутреннего сгорания с высокой ограничительной характеристикой и высокой скоростью приема нагрузки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008132519/06A RU2383756C1 (ru) | 2008-08-08 | 2008-08-08 | Двигатель внутреннего сгорания с высокой ограничительной характеристикой и высокой скоростью приема нагрузки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2383756C1 true RU2383756C1 (ru) | 2010-03-10 |
Family
ID=42135288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008132519/06A RU2383756C1 (ru) | 2008-08-08 | 2008-08-08 | Двигатель внутреннего сгорания с высокой ограничительной характеристикой и высокой скоростью приема нагрузки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2383756C1 (ru) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2476697C2 (ru) * | 2011-01-19 | 2013-02-27 | Открытое акционерное общество холдинговая компания "Коломенский завод" | Двигатель внутреннего сгорания с высокой ограничительной характеристикой и высокой скоростью приема нагрузки |
RU2598493C2 (ru) * | 2011-03-25 | 2016-09-27 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Двигатель внутреннего сгорания с двумя турбокомпрессорами и способ его эксплуатации |
RU2598495C2 (ru) * | 2011-03-25 | 2016-09-27 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Двигатель внутреннего сгорания, оборудованный турбинами с перепускной заслонкой, и способ его эксплуатации |
RU2599220C2 (ru) * | 2011-03-25 | 2016-10-10 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом и способ его эксплуатации |
RU2602017C2 (ru) * | 2011-05-12 | 2016-11-10 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Двигатель внутреннего сгорания с наддувом с отдельными выпускными коллекторами и способ его эксплуатации |
RU2607144C2 (ru) * | 2011-07-22 | 2017-01-10 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Способ приведения в действие двигателя (варианты) и система двигателя |
RU2612542C2 (ru) * | 2011-11-10 | 2017-03-09 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Система двигателя, способ для системы турбонагнетателя и способ для двигателя с турбонаддувом с первым и вторым компрессором |
RU2673634C2 (ru) * | 2013-09-11 | 2018-11-28 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Двигатель внутреннего сгорания с наддувом и способ эксплуатации такого двигателя |
-
2008
- 2008-08-08 RU RU2008132519/06A patent/RU2383756C1/ru active
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2476697C2 (ru) * | 2011-01-19 | 2013-02-27 | Открытое акционерное общество холдинговая компания "Коломенский завод" | Двигатель внутреннего сгорания с высокой ограничительной характеристикой и высокой скоростью приема нагрузки |
RU2598493C2 (ru) * | 2011-03-25 | 2016-09-27 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Двигатель внутреннего сгорания с двумя турбокомпрессорами и способ его эксплуатации |
RU2598495C2 (ru) * | 2011-03-25 | 2016-09-27 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Двигатель внутреннего сгорания, оборудованный турбинами с перепускной заслонкой, и способ его эксплуатации |
RU2599220C2 (ru) * | 2011-03-25 | 2016-10-10 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом и способ его эксплуатации |
RU2602017C2 (ru) * | 2011-05-12 | 2016-11-10 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Двигатель внутреннего сгорания с наддувом с отдельными выпускными коллекторами и способ его эксплуатации |
RU2607144C2 (ru) * | 2011-07-22 | 2017-01-10 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Способ приведения в действие двигателя (варианты) и система двигателя |
RU2612542C2 (ru) * | 2011-11-10 | 2017-03-09 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Система двигателя, способ для системы турбонагнетателя и способ для двигателя с турбонаддувом с первым и вторым компрессором |
RU2673634C2 (ru) * | 2013-09-11 | 2018-11-28 | Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК | Двигатель внутреннего сгорания с наддувом и способ эксплуатации такого двигателя |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2383756C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с высокой ограничительной характеристикой и высокой скоростью приема нагрузки | |
US3941104A (en) | Multiple turbocharger apparatus and system | |
SU1709920A3 (ru) | Многоцилиндровый поршневой двигатель внутреннего сгорани с наддувом | |
JP4950082B2 (ja) | 舶用ディーゼル機関 | |
US20180142610A1 (en) | Improved device for controlling the amount of air fed into the intake of a supercharged internal combustion engine and method using such a device | |
JP2012505989A (ja) | 内燃機関用ツインステージ型排気タービン駆動式ターボチャージャ機構 | |
EP3025039B1 (en) | Interstage gas injection for multi-stage turbocharged natural gas engine | |
JP2018515716A (ja) | 過給式内燃エンジンの吸気口に供給される空気の量を制御し、排気口を冷却する装置、及び、このような装置の使用方法 | |
KR20160089387A (ko) | 비대칭 트윈 스크롤 볼류트 | |
US20120152214A1 (en) | Turbocharger system | |
CN111076941A (zh) | 双vgt二级可调增压器试验系统 | |
CN102301105A (zh) | 用于控制涡轮机效率的方法和设备 | |
JP5804756B2 (ja) | 過給機システム、内燃機関及び過給機システムの制御方法 | |
CN104533599B (zh) | 内燃机的两级可调增压系统 | |
JP2011047393A (ja) | 舶用ディーゼル機関 | |
US20070267002A1 (en) | Internal Combustion Engine with Exhaust Gas Recirculation Device, and Associated Method | |
CN110100084B (zh) | 设计涡轮机的方法 | |
CN214063076U (zh) | 一种二缸发动机涡轮增压系统装置 | |
FI123489B (fi) | Suuren polttomoottorin kaksoisturboahdinjärjestely | |
RU2449139C1 (ru) | Система турбонаддува тепловозного двигателя внутреннего сгорания | |
KR101759045B1 (ko) | 과급 시스템 및 과급 시스템의 운전 방법 | |
CN211652075U (zh) | 双vgt二级可调增压器试验系统 | |
CN204552954U (zh) | 内燃机的两级可调增压系统 | |
CN207813733U (zh) | 一种双涡轮双蜗管的二级涡轮增压器 | |
RU2476697C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с высокой ограничительной характеристикой и высокой скоростью приема нагрузки |