RU35129U1

RU35129U1 - Turbocharger drive of a transport internal combustion engine

Info

Publication number: RU35129U1
Application number: RU2003125713/20U
Authority: RU
Inventors: Д.Я. Носырев; Е.А. Скачкова; Д.В. Романов
Original assignee: Самарская государственная академия путей сообщения
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2003-12-27

Abstract

Привод турбокомпрессора транспортного двигателя внутреннего сгорания, содержащий впускной и выпускной коллекторы двигателя, соединенные с турбокомпрессором, систему управления, ресивер с предохранительным клапаном, подающий и нагнетательный трубопроводы, управляемый электроклапан, дополнительную турбину с муфтой, блок управления, входящий в систему управления, дополнительная турбина соединена через управляемую муфту с валом ротора турбокомпрессора, а вход в дополнительную турбину соединен подающим трубопроводом через управляемый электроклапан с ресивером, который нагнетательным трубопроводом через обратный клапан соединен с внутренней полостью, по крайней мере, одного из цилиндров, управляемые муфта и электроклапан соединены с блоком управления, а блок управления соединен с контроллером машиниста, отличающийся тем, что привод дополнительно снабжен вторым, третьим и четвертым управляемыми электроклапанами, дросселем, двумя соединительными трубопроводами, второй управляемый электроклапан установлен на нагнетательном трубопроводе и соединен с блоком управления, третий управляемый электроклапан и дроссель установлены на первом соединительном трубопроводе и соединены с блоком управления, первый трубопровод соединен с ресивером и входом в турбину турбокомпрессора, четвертый управляемый электроклапан установлен на втором соединительном трубопроводе и соединен с блоком управления, а второй соединительный трубопровод соединен с ресивером и впускным коллектором.A turbocharger drive of a transport internal combustion engine comprising an intake and exhaust manifolds of an engine connected to a turbocharger, a control system, a receiver with a safety valve, supply and discharge pipelines, a controlled solenoid valve, an additional turbine with a coupling, a control unit included in the control system, an additional turbine connected through a controlled coupling with the rotor shaft of the turbocompressor, and the entrance to the additional turbine is connected by a supply pipe through controlled an electrovalve with a receiver, which is connected via the check valve to the internal cavity of at least one of the cylinders, the controlled coupling and the electrovalve are connected to the control unit, and the control unit is connected to the driver’s controller, characterized in that the actuator is additionally equipped with a second, third and the fourth controlled electrovalves, throttle, two connecting pipelines, the second controlled electrovalve is installed on the discharge pipe and connected to the control unit Nation, a third controlled electrovalve and a throttle are installed on the first connecting pipe and connected to the control unit, the first pipe is connected to the receiver and the turbine compressor turbine inlet, the fourth controlled electrovalve is installed on the second connecting pipe and connected to the control unit, and the second connecting pipe is connected to the receiver and intake manifold.

Description

6o3i2ef7t6o3i2ef7t

SiliftippilftMSiliftippilftM

МПК: 7 F 02 D 23/00, IPC: 7 F 02 D 23/00,

Привод турбокомпрессора транспортного двигателя Turbocharger drive of a transport engine

Полезная модель относится к областн создания систем воздухоснабжения двигателей внутреннего сгорания, в частности маневровых тепловозов, и может найти применение в стационарных и мобильных дизельных установках.The utility model relates to the regional creation of air supply systems for internal combustion engines, in particular shunting diesel locomotives, and can find application in stationary and mobile diesel plants.

Известен привод турбокомпрессора транспортного двигателя внутреннего сгорания, содержащий зубчатую передачу, подключенную к валу двигателя и валу компрессора, гидромуфту регулирования передаточного отношения привода, размещенную в цепи зубчатой передачи между зубчатыми колесами, установленными на валах двигателей и компрессора и дополнительную зубчатую передачу, присоединенную к валу турбины и к валу компрессора, а также дополнительнз ю гидромуфту, размещенную в цепи зубчатой передачи параллельно гидромуфте регулирования отнощения привода и муфту свободного хода, подключенную через дополнительную зубчатую передачу к валу турбины 1.A drive of a turbocharger of a transport internal combustion engine is known, comprising a gear connected to an engine shaft and a compressor shaft, a hydraulic clutch for controlling the gear ratio of the drive located in the gear chain between the gears mounted on the engine and compressor shafts and an additional gear connected to the turbine shaft and to the compressor shaft, as well as an additional fluid coupling located in the gear chain parallel to the hydraulic coupling of regulation I drive and freewheel connected via an additional gear to the shaft of the turbine 1.

Недостатком этого привода является то, что на раскрутку тзфбокомпрессора затрачивается большое количество энергии, значительная часть которой непроизводительно теряется в механических зубчатых передачах и гидромуфтах. Кроме того, этот привод имеет сложную конструкцию и, как следствие, низкую надежность работы.The disadvantage of this drive is that it takes a lot of energy to spin up the compressor, a significant part of which is unproductive in mechanical gears and hydraulic couplings. In addition, this drive has a complex structure and, as a result, low reliability.

Наиболее близким к предлагаемому приводу по совокупности признаков является привод турбокомпрессора транспортного двигателя внутреннего сгорания, содержащий впускной и выпускной коллекторы двигателя, соединенные с турбокомпрессором, систему управления, ресивер с предохранительным клапаном, подающий и нагнетательный трубопроводы.Closest to the proposed drive, by a combination of features, is a turbocharger drive of a transport internal combustion engine, comprising an engine intake and exhaust manifolds connected to a turbocharger, a control system, a receiver with a safety valve, and supply and discharge pipelines.

F 02 В 39/00 внутреннего сгоранияF 02 B 39/00 internal combustion

управляемый электроклапан, дополнительпую турбину с муфтой, блок управления, входящий в систему управления, причем дополнительная турбина соединена через управляемую муфту с валом ротора турбокомпрессора, а вход в дополнительную турбину соединен подающим трубопроводом через управляемый электроклапан с ресивером, который в свою очередь нагнетательным трубопроводом через обратный клапан соединен с внутренней полостью по крайней мере одного из цилиндров, при этом управляемые муфта и электроклапан соединены с блоком управления, а блок управления соединен с контроллером мапшниста 2. Этот техническое рещение принято в качестве прототипа.a controlled electrovalve, an additional turbine with a coupling, a control unit included in the control system, the additional turbine connected through a controlled coupling to the rotor shaft of the turbocompressor, and the entrance to the additional turbine connected by a supply pipe through a controlled electrovalve with a receiver, which in turn is a discharge pipe through a return the valve is connected to the internal cavity of at least one of the cylinders, while the controlled coupling and the electrovalve are connected to the control unit, and the unit the board is connected to the controller mapshnista 2. This technical reschenie taken as a prototype.

Недостатком этого технического рещения является низкая эффективность, особенно на переходных режимах в условиях маневровой работы, связанная с инерционностью ротора турбокомпрессора.The disadvantage of this technical solution is the low efficiency, especially in transient conditions in terms of shunting, associated with the inertia of the rotor of the turbocompressor.

Техническим результатом является улз шение работы турбокомпрессора наддува в системе воздухоснабжения, особенно на переходных режимах.The technical result is an improvement in the operation of a turbocharger of a boost in an air supply system, especially in transient conditions.

Технический результат достигается тем, что в привод турбокомпрессора транспортного двигателя внутреннего сгорания, содержащий впускной и выпускной коллекторы двигателя, соединенные с турбокомпрессором, систему управления, ресивер с предохранительным клапаном, подающий и нагнетательный трубопроводы, управляемый электроклапан, дополнительную турбину с муфтой, блок управления, входящий в систему управления, дополнительная тзфбина соединена через управляемую муфту с валом ротора тзфбокомпрессора, а вход в дополнительную турбину соединен подающим трубопроводом через управляемый электроклапан с ресивером, который нагнетательным трубопроводом соединен с внутренней полостью по крайней мере одного из цилиндров, управляемые муфта и электроклапан соединены с блоком управления, а блок управления соединен с контроллером машиниста, дополнительно снабжен вторым, третьим и четвертым управляемыми электроклапанами, дросселем, двумя соединительными трубопроводами,The technical result is achieved in that a turbocharger drive of a transport internal combustion engine comprising an intake and exhaust manifolds of an engine connected to a turbocharger, a control system, a receiver with a safety valve, supply and discharge pipelines, a controlled solenoid valve, an additional turbine with a coupling, a control unit included into the control system, an additional tzfbina is connected through a controlled coupling to the rotor shaft of the tzfbocompressor, and the input to the additional turbine is connected the supply pipe through a controlled solenoid valve with a receiver, which is connected by an injection pipe to the internal cavity of at least one of the cylinders, the controlled coupling and the electrovalve are connected to the control unit, and the control unit is connected to the driver’s controller, is additionally equipped with a second, third and fourth controlled electrovalves, throttle, two connecting pipelines,

второй управляемый электроклапан установлен на нагнетательном трубопроводе и соединен с блоком управления, третий управляемый электроклапан и дроссель установлены на первом соединительном трубопроводе и соединены с блоком управления, первый трубопровод соединен с ресивером и входом в турбину турбокомпрессора, четвертый управляемый электроклапан установлен на втором соединительном трубопроводе и соединен с блоком управления, а второй соединительный трубопровод соединен с ресивером и входным коллектором.the second controlled electrovalve is installed on the discharge pipe and connected to the control unit, the third controlled electrovalve and the throttle are installed on the first connection pipe and connected to the control unit, the first pipe is connected to the receiver and the turbine compressor turbine inlet, the fourth controlled electrovalve is installed on the second connecting pipe and connected with the control unit, and the second connecting pipe is connected to the receiver and the input manifold.

На фиг.1 приведена стрз турная схема привода турбокомпрессора транспортного двигателя внутреннего сгорания.Figure 1 shows a strz drive circuit of a turbocompressor of a transport internal combustion engine.

Привод содержит дополнительную тзфбину 1, т)фбокомпрессор 2, управляемую муфту 3, блок управления 4, контроллер машиниста 5, ресивер выхлопных газов 6, управляемые электроклапаны 7,8,9,10, подающий трубопровод 11, нагнетательный трубопровод 12, соединительные трубопроводы 13, 14, предохранительный клапан 15, контрольный манометр 16, впускной 17 и выпускной 18 коллекторы, цилиндр дизеля 19, обратный клапан 20, управляемый дроссель 21.The drive contains an additional tzfbin 1, t) a phocompressor 2, a controlled clutch 3, a control unit 4, a driver controller 5, an exhaust receiver 6, controlled electrovalves 7,8,9,10, a supply pipe 11, a discharge pipe 12, connecting pipelines 13, 14, a safety valve 15, a control pressure gauge 16, inlet 17 and exhaust 18 manifolds, a diesel cylinder 19, a check valve 20, a controlled throttle 21.

Привод турбокомпрессора работает следующим образом.The turbocharger drive operates as follows.

Воздух из турбокомпрессора 2 поступает во впускной коллектор 17 и далее в цилиндры 19 двигателя. С помощью тошшвной системы (условно не показана) в цилиндры 19 подается топливо, тошшвовоздупшая смесь сгорает с образованием продуктов сгорания, которые поступают в выпускной коллектор 18 и далее на вход в турбину турбокомпрессора 2. В процессе работы двигателя на холостом ходу с помощью блока управления 4 открывается второй управляемый электроклапан 8 и продукты сгорания через нагнетательный трубопровод 12 и обратный клалан 20 поступают в ресивер 6. Давление продуктов сгорания в ресивере контролирует манометром 16, а максимальное давление ограничивается настройкой предохранительного клапана 15. На переходных режимах и при форсировании дизеля по командам контроллераAir from the turbocharger 2 enters the intake manifold 17 and then into the engine cylinders 19. A fuel is supplied to the cylinders 19 using a nausea system (not shown conventionally), the nausea mixture burns up with the formation of combustion products, which enter the exhaust manifold 18 and then to the turbine compressor turbine 2. The engine is idling using the control unit 4 a second controlled electrovalve 8 opens and the combustion products through the discharge pipe 12 and the return clan 20 enter the receiver 6. The pressure of the combustion products in the receiver is controlled by a pressure gauge 16, and the maximum pressure o It restricts the setting of the relief valve 15. At transient conditions and during the crossing on the diesel controller commands

3 машиниста 5 с помощью блока управления 4 открывают первый, третий и3 drivers 5 using the control unit 4 open the first, third and

четвертый управляемые электроклапаны 7,9,10, а также включают управляемую муфту 3. Продукты сгорания из ресивера 6 через первый управляемый электроклапан 7 поступают по подаюш;ему трубопроводу 11 на вход дополнительной турбины 1, которая через муфту 3 подьфучивает ротор турбокомпрессора 2, увеличивая расход воздуха в цилиндры 19 дизеля. Одновременно через третий и четвертый управляемые электроклапаны 9,10 по соединительным трубопроводам 13,14 поступают на вход турбины турбокомпрессора 2 через дроссель 21 и во впускной коллектор 17, что приводит к дополнительному увеличению расхода и коэффициента избытка воздуха в цилиндры 19 дизеля. Это в свою очередь увеличивает количество продуктов сгорания и мощность турбины турбокомпрессора 2. Данная конструкция в зависимости от режима работы дизеля допускает различные комбинации включения первого, третьего и четвертого управляемых электроклапанов 7,9,10, а также настройку дросселя 21.the fourth controlled electrovalves 7,9,10, and also include a controlled clutch 3. The combustion products from the receiver 6 through the first controlled electrovalve 7 are supplied through a feed; to it is a pipe 11 to the inlet of an additional turbine 1, which through the clutch 3 puffs the rotor of the turbocharger 2, increasing the flow rate air into the cylinders 19 of the diesel engine. At the same time, through the third and fourth controlled electrovalves 9.10, through the connecting pipelines 13.14, they enter the turbine of the turbocharger 2 through the throttle 21 and into the intake manifold 17, which leads to an additional increase in the flow rate and excess air coefficient in the diesel cylinders 19. This, in turn, increases the amount of combustion products and the power of the turbine of the turbocompressor 2. This design, depending on the mode of operation of the diesel engine, allows various combinations of switching on the first, third and fourth controlled electrovalves 7,9,10, as well as setting the throttle 21.

Прелагаемый привод улучшает работу турбокомпрессора, особенно на переходных режимах за счет подкрутки ротора турбокомпрессора путем подачи дополнительного воздз а на вход в турбину турбокопрессора, подачи дополнительного воздуха во впускной коллектор системы воздз/ оснабжения с целью повышения коэффициента избытка воздуха и увеличению количества продуктов сгорания на выходе из двигателя и входе в турбину турбокомпрессора, а также за счет постановки электроуправляемого клапана на нагнетательном трубопроводе, что оптимизирует процесс наполнения ресивера. В результате сокращается время переходного процесса, уменьшаются непроизводительные расходы топлива, снижается дымность продуктов сгорания.The proposed drive improves the operation of the turbocharger, especially in transitional conditions by twisting the rotor of the turbocharger by supplying an additional air inlet to the turbine of the turbocompressor, supplying additional air to the intake manifold of the air-handling system to increase the coefficient of excess air and increase the amount of combustion products at the exit of engine and turbine compressor turbine inlet, as well as by setting an electrically controlled valve on the discharge pipe, which optimizes the process ss filling receiver. As a result, the time of the transition process is reduced, unproductive fuel consumption is reduced, the smokiness of the combustion products is reduced.

Заявитель:Applicant:

4 4

Claims

A turbocharger drive of a transport internal combustion engine comprising an intake and exhaust manifolds of an engine connected to a turbocharger, a control system, a receiver with a safety valve, supply and discharge pipelines, a controlled solenoid valve, an additional turbine with a coupling, a control unit included in the control system, an additional turbine connected through a controlled clutch with the rotor shaft of the turbocompressor, and the entrance to the additional turbine is connected by a supply pipe through controlled an electrovalve with a receiver, which is connected via the check valve to the internal cavity of at least one of the cylinders, the controlled coupling and the electrovalve are connected to the control unit, and the control unit is connected to the driver’s controller, characterized in that the actuator is additionally equipped with a second, third and the fourth controlled electrovalves, throttle, two connecting pipelines, the second controlled electrovalve is installed on the discharge pipe and connected to the control unit Nation, a third controlled electrovalve and a throttle are installed on the first connecting pipe and connected to the control unit, the first pipe is connected to the receiver and the turbine compressor turbine inlet, the fourth controlled electrovalve is installed on the second connecting pipe and connected to the control unit, and the second connecting pipe is connected to the receiver and intake manifold.