SU1710798A1 - Система впуска двигател внутреннего сгорани с газотурбинным наддувом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к двигателест;- роению и позвол ет улучшить врздухоснаб- жение двигател  внутреннего сгорани . Система впуска двигател  1 внутреннего сгорани  содержит впускной трубопровод2, св занный с впускными патрубками цилиндров и снабженный участком 3, частично размещенным в ресивере 4, который подключен к воздухонапорному патрубку турбокомпрессора 5, турбина которого сообщена с выпускным трубопроводом 6. Причем диаметр впускного трубопровода 2 и участка 3 выполнен посто нным. Ресивер 4 выполнен цилиндрическим, охватывающим концентрично размещенный в нем участок 3 впускного трубопровода 2, и снабжен наружными ребрами охлаждени , расположенными на его цилиндрической поверхности. Воздухонапорный патрубок' турбокомпрессора 5 подключен к ресиверу тангенциально. Длина ресивера 4 выполнена равной 1,5-3 его диаметра, объем выполнен равным (18-24)Vh/i, где Vh - рабочий объем цилиндра; i - число цилиндров, а длина участка 3 впускного трубопровода 2, размещенного в ресивере, выполнена равной 0,7-0,8 длины ресивера. Установка ресивера приводит к увеличению расхода воздуха за счет сглаживани  пульсаций давлени , уменьшению расхода топлива и снижению температуры газов перед турбиной. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.•^ёОVJ42а

Description

Изобретение относитс  к двигателестроению и может быть использовано дл  улучшени  воздухоснабжени  и экономичности малоцилиндровых ДВС с газотурбинным наддувом (число цилиндров i до трех), в частности двухцилиндровых, с чередованием тактов вПуска 180 и 540° поворота коленчатого вала.

Известны устройства дл  улучшени  воздухоснабжени  двигателей с газотурбинным наддувом, содержащие ресиверы и резонансные трубы, резонансную колебательную систему, ресивер с расширительным устройством, позвол ющие увеличить коэффициент наполнени .

Известна система впуска дл  р дных шестицилиндровых ДВС с турбонаддувом, расположенна  между впускными каналами цилиндров и агрегатом наддува, состо ща  из двух резонансных ресиверов, каждый из которых соединен каналами с трем  соседними цилиндрами, и единичный объем которых больше половины, но меньше дес тикратного общего объема трех цилиндров , подключенных к одному и тому же ресиверу. К каждому резонансному ресиверу относитс  соединенна  с ним своим выходным отверстием резонансна  труба, котора  своим входным отверстием соединена с напорной стороной агрегата наддува и активна  длина которой по меньшей мере в восемь раз больше диаметра круга с поперечным сечением,эквивалентным поперечному сечению трубы или по меньшей мере один резонансный ресивер имеет такую длину, что проходит через все последовательно расположенные отверсти  впускных каналов всех цилиндров.

Известна система впуска двигател  внутреннего сгорани  с газотурбинным наддувом, содержаща  впускной трубопровод , подключенный к впускным органам цилиндров , и ресивер, св занный с впускным трубопроводом и сообщенный с помощью впускного патрубка с турбокомпрессором, причем впускной трубопровод частично размещен внутри ресивера.

Недостатки рассмотренных систем впуска - невозможность применени  дл  однои двухцилиндровых двигателей с газотурбинным наддувом и недостаточна  эффрктивность воздухоснабжени .

Цель изобретени  -улучшение воздухоснабжени  за счет снижени  амплитуды колебаний во впускной системе, повышение эко1т1омичности и надежности малоцилиндрового дизел  с газотурбинным наддувом.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что после компрессора установлен цилиндрический ресивер объемом (18-24)Vh/i и длиной 1,5-3 его диаметра, внутри которого установлена центральна  труба диаметром, равным-диаметру впускного трубопровода и длиной 0,7-0,8 длины ресивера при этом

патрубок ресивера, соедин ющийс  с компрессором , выполнен тангенциально к цилиндрической поверхности ресивера.

На фиг.1 изображена схема двигател  с использованием предлагаемой системы

впуска; на фиг.2 - нагрузочные характеристики дизел  с ресивером (сплошные линии) и без него (пунктирные линии); на фиг.З результаты индицировани  впускного трубопровода дизел  с ресивером (сплошные

линии) и без него (штриховые линии); на фиг.4 - результаты вли ни  объема ресивера на впуске на мощность и экономичность дизел  Д-120Т с турбокомпрессором ТД-0405 В.

Система впуска двигател  1 внутреннего сгорани  содержит впускной трубопровод 2, св занный с впускными патрубками цилиндров и снабженный участком 3, частично размещенным в ресивере 4, который

подключен к воздухонапорному патрубку турбокомпрессора 5, турбина которого сообщена с выпускным трубопроводом 6, причем диаметр впускного трубопровода 2 и участка 3 выполнен посто нным. Ресивер 4

выполнен цилиндрическим, охватывающим концентрично размещенный в нем участок 3 впускного трубопровода 2, и воздухонапорный патрубок турбокомпрессора (ТКР) 5 подключен к ресиверу тангенциально. Длина ресивера выполнена равной 1,5-3 его диаметра, объем ресивера выполнен равным (18-24)Vh/i, где Vh - рабочий объем цилиндра, i - число цилиндров, а длина участка 3 впускного трубопровода 2, размещенного в ресивере, выполнена равной 0,7-0,8 длины ресивера. Ресивер снабжен наружными ребрами о-хлаждени , расположенными на его цилиндрической поверхности.

Система работает следующим образом. Отработавшие газы из двигател  1 через выпускной трубопровод 6 поступают на газовую турбину ТКР 5, привод  ее во вращение . Воздух из окружающей среды постуqaeT в компрессор ТКР 5, в котором его давление повышаетс . От компрессора сжатый воздух поступает в ресивер 4 через воздухонапорн ый патрубок, расположенный тангенциально к его цилиндрической поверхности , в результате чего воздух приобретает вращательное движение. Затем воздух с противоположной стороны от входа в ресивер поступает в участок 3 впускного трубопровода 2, а из него подаетс  во впускной трубопровод 2 и далее в двигатель 1.

Установка ресивера на двухцилиндровый дизель Д-120Т воздушного охлаждени  приводит к существенному улучшению воздухоснабжени , экономичности двигател , повышению его мощности, а также улучшает услови  работы ТКР, что повышает надежность его работы и двигател  в целом. Двигатель без ресивера может развивать максимальную мощность только 24 кВт, поскольку дальнейша  форсировка приводит к существенному снижению коэффициента избытка воздуха, росту температуры газов перед турбиной и воздуха после компрессора , что может привести к выходу двигател  из стро . Установка ресивера приводит к увеличению расхода воздуха на 54 (40,3%) и коэффициента избытка воздуха с 1,35 до 2,26, увеличению коэффициента наполнени  на 15,8%, снижению удельного расхода топлива на 17 г/кВт- ч (6,7%), при этом температура газов перед турбиной снижаетс  с 665 до 525°С, а воздуха после компрессора с 127 до 96°С, что повышает надежность работы турбины и дизел  в целом. Кроме того, установка ресивера поавол ет увеличить мощность двигател  до 30 кВт без существенной опасности дл  работоспособности дизел  и ТКР, а удельный расход топлива при этом составл ет 233 г/кВт-ч.

У5

Из фиг,4 видно, что оптимальный объем ресивера находитс  в пределах (18-24)Vh/l и дл  данного дизел  составл ет 10дм (10л).

Claims (2)

1.Система впуска двигател  внутреннего сгорани  с газотурбинным йаддувом, содержаща  впускной трубопровод, св занный с впускными патрубками цилиндров и частично размещенный в ресивере, который подключен к воздухонапорному патрубку турбокомпрессора, причем диаметр впускного трубопровода выполнен посто нным , отличающа с  тем, что, с целью улучшени  воздухоснабжени  цилиндров двигател  путем выравнивани  колебаний давлени  воздуха во впускной системе, ресивер выполнен цилиндрическим , охватывающим концентрично размещенный в нем участок впускного трубопровода, воздухонапорный патрубок турбокомпрессора подключен тангенциально к ресиверу, причем длина ресивера выполнена равной 1,5-3 его диаметра, а длина участка впускного трубопровода, размещенного в ресивере, выполнена равной 0,70 ,8 длины ресивера.

2.Система по п.1, отличающа с  тем, что ресивер снабжен наружными ребрами охлаждени , расположенными на его цилиндрической поверхности.

гз fte,/(Bm

3.;

24 6 5 fO /2 Vpec.M

Me, кВт 30 28 26 2 .

«.2. 4