RU2784830C1 - Device for acceleration of rotor of turbocompressor of tank power plant - Google Patents
Device for acceleration of rotor of turbocompressor of tank power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784830C1 RU2784830C1 RU2022114630A RU2022114630A RU2784830C1 RU 2784830 C1 RU2784830 C1 RU 2784830C1 RU 2022114630 A RU2022114630 A RU 2022114630A RU 2022114630 A RU2022114630 A RU 2022114630A RU 2784830 C1 RU2784830 C1 RU 2784830C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine
- compressor
- oil
- accelerator pedal
- housing
- Prior art date
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к устройствам для улучшения приемистости силовой установки военной гусеничной машины.The invention relates to engine building, namely to devices for improving the throttle response of a power plant of a military tracked vehicle.
Известно устройство для регулирования наддува дизеля, содержащее турбокомпрессор с турбиной, работающей на отработавших газах, и компрессор, напорный патрубок которого сообщен с цилиндрами дизелей через приемный ресивер, резонансный трубопровод и промежуточные емкости, объединяющая каждая впускные патрубки не более чем четырех цилиндров с неперекрывающимися фазами впуска (Авторское свидетельство СССР №946411, кл. F02B 27/00, 1982), Приемный ресивер снабжен предохранительным клапаном, отрегулированным на допустимое давление в промежуточной емкости. 'Клапан имеет подпружиненный запорный элемент, поперечное сечение которого выполнено по линейной зависимости от его хода. Турбокомпрессор подобран так, чтобы обеспечить достаточно высокий крутящий момент дизеля при пониженной частоте вращения коленчатого вала.A device for controlling the boost of a diesel engine is known, comprising a turbocharger with a turbine operating on exhaust gases, and a compressor, the pressure pipe of which is connected to the diesel cylinders through a receiving receiver, a resonant pipeline and intermediate tanks, each connecting the inlet pipes of no more than four cylinders with non-overlapping intake phases (USSR author's certificate No. 946411, cl. F02B 27/00, 1982), The receiving receiver is equipped with a safety valve adjusted to the allowable pressure in the intermediate tank. The valve has a spring-loaded locking element, the cross-section of which is made according to a linear dependence on its stroke. The turbocharger is selected so as to provide a sufficiently high diesel torque at a reduced crankshaft speed.
Недостатком данного устройства является то, что применяемое регулирование не исключает условий для возникновения рассогласований расходных характеристик турбокомпрессора и поршневого двигателя вследствие отставания разгона турбокомпрессора от разгона коленчатого вала на переходных режимах работы, что приводит к снижению эксплуатационных экономических и мощностных показателей.The disadvantage of this device is that the applied regulation does not exclude the conditions for the occurrence of mismatches in the flow characteristics of the turbocharger and piston engine due to the lag of the acceleration of the turbocharger from the acceleration of the crankshaft in transient operating modes, which leads to a decrease in operational economic and power indicators.
Известна система (Патент на полезную модель RU №101093 МПК F02B 37/04, F02B 37/14, опубликовано 10.01.2011), содержащая двигатель внутреннего сгорания, турбину, компрессор, воздушный фильтр, соединенный через воздуховод с компрессором, глушитель, соединенный через выпускной трубопровод с турбиной, перепускной клапан канала отработавших газов, ресивер отработавших газов, в котором происходит аккумулирование энергии отработавших газов, перепускной клапан ресивера, односторонний клапан, установленный в перепускном канале сжатых газов с ресивера на турбину и блок управления перепускными клапанами.Known system (Utility model patent RU No. 101093 IPC F02B 37/04, F02B 37/14, published 01/10/2011), containing an internal combustion engine, a turbine, a compressor, an air filter connected through an air duct to the compressor, a muffler connected through an exhaust a pipeline with a turbine, an exhaust gas channel bypass valve, an exhaust gas receiver in which the energy of the exhaust gases is accumulated, a receiver bypass valve, a one-way valve installed in the compressed gas bypass channel from the receiver to the turbine and a bypass valve control unit.
Недостатком данной системы является наличие в ее составе ресивера отработавших газов достаточно большого объема. Силовая установка с данной системой имеет низкие показатели по габаритной мощности, в следствие чего затруднено ее применение на военных гусеничных машинах.The disadvantage of this system is the presence in its composition of the exhaust gas receiver of a sufficiently large volume. The power plant with this system has low performance in terms of overall power, as a result of which it is difficult to use it on military tracked vehicles.
Из изученных аналогов в качестве прототипа принят дизельный двигатель военной гусеничной машины (Патент на полезную модель RU №207444 МПК F02B 37/16, F02D 23/00, опубликовано 28/10/2021) с устройством регулирования наддува, содержащий дизельный двигатель, турбину, приводимый ею компрессор, воздушный фильтр, соединенный через воздуховод с компрессором, перепускной клапан трубопровода, соединяющего впускной коллектор с воздушным фильтром, перепускной клапан трубопровода, соединяющего нагнетательный патрубок компрессора с выпускным коллектором, датчик положения педали акселератора, датчик частоты вращения коленчатого вала и блок управления перепускными клапанами.Of the studied analogues, a diesel engine of a military tracked vehicle was adopted as a prototype (Utility model patent RU No. 207444 IPC F02B 37/16, F02D 23/00, published on 28/10/2021) it is a compressor, an air filter connected through an air duct to the compressor, a bypass valve of the pipeline connecting the intake manifold to the air filter, a bypass valve of the pipeline connecting the compressor discharge pipe to the exhaust manifold, an accelerator pedal position sensor, a crankshaft speed sensor and a bypass valve control unit .
Недостатком данной конструкции является низкая эффективность, обусловленная недостаточным увеличением скорости вращения турбины и, как следствие, незначительное снижение эффекта «турбоямы» (запаздывание роста давления воздуха во входном коллекторе двигателя вследствие инерции нарастания давления выхлопных газов в турбине при резком нажатии на педаль акселератора).The disadvantage of this design is low efficiency due to an insufficient increase in the speed of rotation of the turbine and, as a result, a slight decrease in the effect of "turbo lag" (delay in the increase in air pressure in the engine inlet manifold due to the inertia of the increase in exhaust gas pressure in the turbine when the accelerator pedal is pressed sharply).
Техническим результатом: заявляемого предложения является повышение эффективности работы турбокомпрессора за счет исключения эффекта «турбоямы».EFFECT: proposed proposal is to increase the efficiency of the turbocharger by eliminating the "turbo lag" effect.
Технический результат достигается тем, что между турбиной и компрессором дополнительно устанавливают герметичный корпус гидравлического привода, в котором выполнены масляные каналы, соединяющие расположенные по периметру корпуса форсунки, подающие масло на ковши турбины Пельтона, установленной на одном валу с колесами турбины и компрессора. К герметичному корпусу винтовым соединением жестко крепят регулировочную заслонку выполненную с возможностью управления электронным блоком управления по сигналу от датчика положения педали акселератора и датчика частоты вращения коленчатого вала, а также сливное устройство, обеспечивающее слив масла в масляный бак машины.The technical result is achieved by additionally installing a sealed hydraulic drive housing between the turbine and the compressor, in which oil channels are made connecting nozzles located along the perimeter of the housing, supplying oil to the buckets of the Pelton turbine mounted on the same shaft with the wheels of the turbine and compressor. An adjusting damper is rigidly fixed to the sealed housing with a screw connection, which is configured to control the electronic control unit by a signal from the accelerator pedal position sensor and the crankshaft speed sensor, as well as a drain device that drains oil into the oil tank of the machine.
Предложение поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 изображена принципиальная схема устройства для разгона ротора турбокомпрессора силовой установки танка.The proposal is illustrated by drawings, where figure 1 and 2 shows a schematic diagram of a device for accelerating the rotor of the turbocharger of the power plant of the tank.
Предлагаемое устройство для разгона ротора турбокомпрессора силовой установки танка содержит: турбину 1, приводимый ею компрессор 2, вал 3, вращающийся на подшипниках 4 и 5 с установленными на нем и жестко закрепленными шпоночным соединением колесами турбины 1, компрессора 2 и турбиной Пелътона 6, герметичный корпус 7 гидравлического привода, винтовым соединением жестко и герметично соединенный с корпусом турбины 1 и корпусом компрессора 2, форсунки 8, установленные по периметру герметичного корпуса 7 (см. фиг.2), крепящиеся в нем резьбовым соединением, соединенные между собой масляным каналом 9, масло к которому отбирается с помощью регулировочной заслонки 10, крепящейся винтами к герметичному корпусу 7 и выполненной с возможностью управления от электронного блока управления 11 по сигналу от датчика положения педали акселератора 12 и датчика частоты вращения коленчатого вала 13, сливное устройство 14, винтовым соединением жестко крепящееся в нижней части герметичного корпуса 7.The proposed device for accelerating the rotor of the turbocharger of the power plant of the tank contains: a
Предлагаемое устройство для разгона ротора турбокомпрессора силовой установки танка работает следующим образом.The proposed device for accelerating the rotor of the turbocharger of the power plant of the tank works as follows.
При работе двигателя танка на холостом ходу, малых нагрузках, а также при равномерном движении танка отработавшие газы, образованные в результате рабочего процесса в цилиндрах двигателя, приводят во вращение колесо турбины 1, которая в свою очередь обеспечивает работу компрессора 2, и далее через выпускной трубопровод выводятся в атмосферу. Воздух через воздушный фильтр (на фиг. не показан) из атмосферы попадает в компрессор 2, сжимается в компрессоре и с избыточным давлением через впускной коллектор поступает в цилиндры двигателя (на фиг. не показан).When the tank engine is idling, at low loads, as well as when the tank moves evenly, the exhaust gases formed as a result of the working process in the engine cylinders drive the
При начале движения (ускорении) танка, механик-водитель танка воздействует на педаль подачи топлива (увеличивает подачу топлива), сигнал от датчика положения педали акселератора 12 и от датчика частоты вращения коленчатого вала 13 поступает на электронный блок управления 11. После обработки электронном блоком управления 11, сигнал поступает на исполнительный механизм - регулировочную заслонку 10, которая в зависимости от потребной частоты вращения колеса компрессора 2 обеспечивает забор смазочного масла из масляной магистрали двигателя и направляет отобранный поток через масляный канал 9 к форсункам 8, которые формируют реактивную масляную струю на ковши турбины Пельтона 6, которая способствует увеличению крутящего момента на валу 3, сокращению времени разгона компрессора 2 до номинальных оборотов, что позволяет минимизировать эффект «турбоямы» в двигателе и значительно увеличить приемистость силовой установки.At the beginning of the movement (acceleration) of the tank, the tank driver acts on the fuel pedal (increases the fuel supply), the signal from the accelerator
При прекращении воздействия механика-водителя танка на педаль подачи топлива или при установившемся режиме работы: двигателя блок управления 11 уменьшает, либо полностью прекращает отбор масла регулировочной заслонкой 10 и подачу его в канал 9, соединяющийся с форсунками 8.When the tank driver ceases to act on the fuel pedal or in the steady state of operation: the
Слив смазочного масла из герметичного корпуса 7 в масляный бак танка осуществляется с помощью сливного устройства 14.Drainage of lubricating oil from the sealed
Таким образом, потребная частота вращения турбокомпрессора двигателя танка обеспечивается за счет кинетической энергии смазочного масла двигателя, преобразованной во вращение в турбине Пельтона 6, закрепленной на одном валу с колесами турбины 1 и компрессора 2,Thus, the required speed of the tank engine turbocharger is provided by the kinetic energy of the engine lubricating oil, converted into rotation in the Pelton
По сравнению с прототипом предлагаемое устройство для разгона ротора турбокомпрессора силовой установки танка позволяет исключить (свести к минимуму) эффект «турбоямы» и, как следствие, значительно увеличить приемистость силовой установки и улучшить основные показатели по подвижности военной гусеничной машины.Compared with the prototype, the proposed device for accelerating the rotor of the turbocharger of the power plant of the tank allows you to eliminate (minimize) the effect of "turbo lag" and, as a result, significantly increase the throttle response of the power plant and improve the main indicators of the mobility of a military tracked vehicle.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2784830C1 true RU2784830C1 (en) | 2022-11-30 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0040910A2 (en) * | 1980-05-27 | 1981-12-02 | The Garrett Corporation | Hydraulic assist turbocharger system |
EP0311457A1 (en) * | 1987-10-09 | 1989-04-12 | Isuzu Motors Limited | Control system for turbocharger with rotary electric machine |
US5076060A (en) * | 1990-05-04 | 1991-12-31 | Allied-Signal Inc. | Control logic for exhaust gas driven turbocharger |
RU27647U1 (en) * | 2002-05-08 | 2003-02-10 | Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта | TURBOCHARGER DRIVE FOR DIESEL DOMESTIC INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
RU2562684C2 (en) * | 2011-02-03 | 2015-09-10 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Internal combustion engine with turbo-charger; drive system and operating method of internal combustion engine with turbo-charger (versions) |
RU2718397C2 (en) * | 2015-10-30 | 2020-04-02 | Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк | Reduced load from axial force in turbocompressor |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0040910A2 (en) * | 1980-05-27 | 1981-12-02 | The Garrett Corporation | Hydraulic assist turbocharger system |
EP0311457A1 (en) * | 1987-10-09 | 1989-04-12 | Isuzu Motors Limited | Control system for turbocharger with rotary electric machine |
US5076060A (en) * | 1990-05-04 | 1991-12-31 | Allied-Signal Inc. | Control logic for exhaust gas driven turbocharger |
RU27647U1 (en) * | 2002-05-08 | 2003-02-10 | Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта | TURBOCHARGER DRIVE FOR DIESEL DOMESTIC INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
RU2562684C2 (en) * | 2011-02-03 | 2015-09-10 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Internal combustion engine with turbo-charger; drive system and operating method of internal combustion engine with turbo-charger (versions) |
RU2718397C2 (en) * | 2015-10-30 | 2020-04-02 | Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк | Reduced load from axial force in turbocompressor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6205787B1 (en) | Charge air systems for turbocharged four-cycle internal combustion engines | |
US8281587B2 (en) | Supercharged boost-assist engine brake | |
EP2037098B1 (en) | Turbo compound internal combustion engine | |
CN102906400B (en) | IC engine running method and internal-combustion engine | |
CN1071734A (en) | Charging-pressure adjusting device | |
US4566422A (en) | Fuel intake system for a supercharged engine | |
RU2562684C2 (en) | Internal combustion engine with turbo-charger; drive system and operating method of internal combustion engine with turbo-charger (versions) | |
CN103180584A (en) | Internal combustion engine exhaust brake control method and device | |
KR19990067651A (en) | Charge air systems for four-cycle internal combustion engines | |
CA2445184A1 (en) | Methods and apparatus for controlling peak firing pressure for turbo-charged diesel engines | |
EP3814618B1 (en) | A method of operating a four stroke internal combustion engine system | |
CN102691566A (en) | Combustion engine, fresh air system and associated operating method | |
RU2784830C1 (en) | Device for acceleration of rotor of turbocompressor of tank power plant | |
RU214066U1 (en) | TURBOCOMPRESSOR OF A DIESEL ENGINE OF A MILITARY TRACKED VEHICLE WITH A DEVICE FOR ROTOR ACCELERATION | |
RU182967U1 (en) | SYSTEM OF SHORT FORCING POWER INSTALLATION OF THE TANK WITH FUEL AND WATER SUPPLY TO THE INLET MANIFOLD OF THE ENGINE | |
RU207444U1 (en) | Military Tracked Diesel Engine with Boost Control Device | |
CN202100325U (en) | Auxiliary supercharging system of internal combustion engine | |
RU101093U1 (en) | TURBO COMPRESSOR OPERATION CONTROL SYSTEM WITH TRANSPORT DIESEL RECEIVER | |
RU216246U1 (en) | MILITARY TRACKED DIESEL ENGINE WITH TURBOCOMPRESSOR | |
RU212008U1 (en) | Diesel engine of a military tracked vehicle equipped with a turbocharger with variable turbine geometry | |
RU197343U1 (en) | Supercharger for internal combustion engine | |
RU197378U1 (en) | Combined boost for car engine | |
RU168419U1 (en) | Turbocharger control system for supercharged combined diesel | |
JPH0649893Y2 (en) | Exhaust system for turbocharged engine with exhaust turbocharger | |
RU2814906C1 (en) | Ice gas turbine supercharging system with device for overcoming "turbo lag" |