SU1714172A1 - Турбокомпаундный двигатель внутреннего сгорани - Google Patents
Турбокомпаундный двигатель внутреннего сгорани Download PDFInfo
- Publication number
- SU1714172A1 SU1714172A1 SU894726822A SU4726822A SU1714172A1 SU 1714172 A1 SU1714172 A1 SU 1714172A1 SU 894726822 A SU894726822 A SU 894726822A SU 4726822 A SU4726822 A SU 4726822A SU 1714172 A1 SU1714172 A1 SU 1714172A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- engine
- exhaust
- air
- turbine
- supercharger
- 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 может быть использовано в системах наддува двигателей. Цель изобретени - повышение эффективных показателей двигател . Двигатель содержит впускной трубопровод 1, цилиндры 2, каждый из которых снабжен органами впуска, сообщенными с впускным трубопроводом 1 и разделенными органами выпуска отработавших газов повышенного и пониженного давлени , выхлопные коллекторы 3 и 4, первый из которых объедин ет органы выпуска отработавших газов повышенного давлени , а второй - органы выпуска отработавших газов пониженного давлени , и турбинные ступени 5 и'б, перва из которых подключена к первому выхлопному коллектору 3 и выполнена в виде турбины привода турбокомпрессора 14 наддува, а втора св - 'зана с выходом 7 первой турбинной ступени 6, дополнительно подключена к второму выхлопному коллектору 4 и вьтолнена в виде силовой турбины, кинематически св занной с коленчатым валом. Двигатель снабжен объемным нагнетателем и охладителем 9, .нагнетатели, выполненным в виде отключаемого вентил тора с кожухом 10. Между объемным нагревателем 8 и впускным трубопроводом 1 установлены двухсекционный теплообменник и перепускной канал 13, а между тгурбокомпрессором и объемным нагнетателем установлен дополнительный охладитель 15. Охлаждение наддувочного воздуха и применение турбинны>&^ ступеней с разделенным подводом газов позвол ет повысить экономичность двигател . 7 з. п. ф-лы, 4 ил.слс
Description
Изобретение относитс к машиностроению , а именно к двигателестроению.
Известен четырехклапанный двигатель внутреннего сгорани (ДВС) с системой турбонаддува . Наддувочный воздух от турбокомпрессора (ТКР) направл етс в цилиндры лишь через один впускной клапан , который открываетс к началу второй половины хода впуска, в первой половине хода впуска воздух поступает в цилиндр из атмосферы через другой клапан. Между фазами открыти и закрыти впускных клапанов предусмотрено небольшое перекрытие, выбираемое из услови , чтобы не возникал обратный поток наддувочного воздуха через клапан, соединенный с атмосферой. Этим достигаетс максимальное наполнение цилиндра. В начале хода выпуска открываетс лишь один выпускной клапан, через который отработавшие газы (ОГ) поступают в турбину ТКР. После того, как избыточное давление. ОГ в цилиндре становитс невысоким, этот клапан закрывaetc и открываетс другой выпускной клапан , из которого ОГ вытекают в атмосферу. Пониженное противодавление ОГ способствует увеличению работы расширени и улучшени очистки цилиндров от остаточных газов. В целом две обладает повышенным КПД по сравнению с ДВС с обычной системой турббнаддува.
Недостатками ДВС с такой системой газообмена и турбонаддува вл ютс повышенное сопротивление системы впуска; пониженные пусковые свойства ДВС в хо .лодном климате вследствие поступлени в цилиндры холодного воздуха из атмосферы; эсзможность обратного потока наддувочного воздуха в атмосферу в услови х жаркого климата и повышенного.давлени наддува. Повышенное сопротивление воздуха на впуске в двигатель не способствует применению механического нагнетател ; с увеличением энергии выпускных газов соответственво возрастают потери тепла, что лимитирует внедрение меропри тий, снижающих теплопередачу собственно в двигателе.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс двигатель, снабженный разделенным выпуском газов в два выхлопных коллектора, первый из которых подключен к силовой турбине, кинематически св занной с коленчатым валом двигател , а второй подключен к турбине привода компрессора наддува, котора дополнительно , св зана с выходом силовой турбины.
Недостатками такой системы наддува двигател вл ютс увеличенные размеры
турбокомпрессора, использующего выпускные газы с пониженной после силовой турбины энергией, и ухудшение наполнени цилиндров сжатым воздухом на больших нагрузках вследствие отсутстви охлаждени сжатого воздуха.
Цель изобретени - повышение эффективных показателей двигател . На фиг. 1 представлен двигатель с объемным нагнетателем; на фиг. 2 - то же, с воздушным теплообменником и перепускным каналом; на фиг. 3 - то же, с турбокомпрессором и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха; на фиг. 4 - то же, с двухсекционным
теплообменником.
Турбокомпаундный двигатель внутреннего сгорани содержит впускной трубопровод 1, цилиндры 2, каждый из которых снабжен органами впуска, сообщенными с
впускным трубопроводом 1, и основным и дополнительными органами .выпуска отработавших газов, по меньшей мере два выхлопных коллектора 3 и 4, первый из которых объедин ет основные органы выпуска отработавших газов из цилиндров, а второй - дополнительные органы выпуска отработавших газов из цилиндров,,и многоступенчатое устройство утилизации энергии отработавших газов, выполненное в виде
турбинных ступеней 5 и 6. Ступень 5 подключена к первому выхлопному коллектору 3, а впускной патрубок второй турбинной ступени 6 подключен к второму выхлопному коллектору 4 и дополнительно св зан с выпускн ым патрубком 7 первой турбинной ступени 5.
Двигатель снабжен объемным нагнетателем 8 с внутренним сжатием и с приводом
от коленчатого вала и устройством 9 охлаждени объемного нагнетател 8, выполненным в виде отключаемого вентил тора с кожухом 10, в который заключен объемный нагнетатель 8. Между выходным патрубком
объемного нагнетател 8 и впускным трубопроводом 1 установлен двухсекционный теплообменник с .жидкостно-воздушной секцией 11 и воздухо-воздушной секцией 12 и перепускным каналом 13 в обход теплообменника . На входе в перепускной канал 13 установлена управл ема заслонка, причем жидкостно-еоздуШна секци 12 теплообменники подклиэчена к системе охлаждени двигател . Количество турбинных ступеней
соответствует количеству выпускных органов каждого цилиндра 2 двигател , и турбины могут быть размещены на одном валу с передачей потока мощности на коленчатый вал, например, с помощью зубчатой передачи и гидродинамической муфты.
Двигатель также снабжен дополнительным компрессором наддува, и перва турбинна ступень 3 выполнена в виде привода дополнительного компрессора наддува и образует с ним турбокомпрессор 14, воздухонапорный патрубок которого подключен к впускному патрубку объемного нагнетател 8. Втора турбинна ступень 4 выполнена в виде силовой турбины, кинематически св занной с коленчатым валом двигател , Между воздухонапорным патрубком турбокомпрессора и впускным патрубком объемного нагнетател 8 установлен дополнительный воздухо-воздушный охладитель 15.
Турбокомпаундный двигатель работает следующим образом,
При запуске двигател воздух предварительно сжимаетс в объемном нагнетателе 8. Давление и температура воздуха повышаютс в зависимости от степени сжати и КПД. Вентил тор 9 отключен от двигател , и подогретый естественным образом сжатый воздух поступает через впускной трубопровод 1 в цилиндры 2 двигател . Подача такого воздуха до определенного уровн нагрузок обеспечивает нормальное сгорание топлива в цилиндрах 2 двигател и эффективную работу турбинных ступеней, что в целом повышает КПД двигател . При повышении нагрузок включаетс вентил тор 9, что уменьшает температуру наддувочного воздуха и снижает максимальные давление и температуру рабочего цикла,
В начале такта выпуска открываетс основной выпускной орган, и отработавшие газы повышенного давлени по первому вы-, хлопному коллектору 3 поступают на турбину 5 первой ступени. Потом открываетс дополнительный выпускной оргаИ и закрываетс основной. При этом по второму выхлопному коллектору 4 на турбину второй ступени 6 поступают отработавшие газы пониженного давлени . Между фазами открыти и закрыти выпускных органов предусмотрено и небольшое перекрытие, выбираемое из услови реализации на каждой турбине необходимой энергии.;
Отработавшие газы повышенного давлени после первой турбинной ступени поступают на вторую турбинную ступень и совместно с отработавшими газами пониженного давлени срабатывает теплоперепад на второй турбинной ступени. Такой пор док работы выпускных органов и турбинных ступеней увеличивает механическую энергию, получаемую на валу двигател .
Дл увеличени плотности воздуха, поступающего в цилиндры, и снижени тепловой напр женности деталей двигател подаваемый в цилиндры воздух охлаждаетс в дополнительном охладителе 15, жидкостновоздушной секции 11и воздухо-воздушной
5 секции 12 теплообменника. В случае, если чрезмерное охлаждение воздуха недопустимо , то часть нагретого после объемного нагнетател 8 воздуха по перепускному каналу 13 направл етс непосредственно во впуск0 ной трубопровод 1 двигател .
Claims (8)
- Формула изобрет е н и1,Турбокомпаундный двигатель внутреннего сгорани , содержащий систему жидкостного охлаждени , впускной трубоп5 рОвод, сообщенный с органами впуска каждого цилиндра, по меньшей мере два выхлопных коллектора, первый из которых объедин ет основные органы выпуска отработавших газов из цилиндров, а второй 0 дополнительные органы выпуска отрабогавших газов из цилиндров, и многоступенчатое устройство утилизации энергии отработавших газов, выполненное в виде по меньшей мере двух турбинных ступеней с5 выпускными патрубками, перва из которых подключена к первому выхлопному коллектору , а впускной патрубок второй турбинной ступени подключен к второму выхлопному коллектору и дополнительно св зан с выпускным патрубком первой турбинной ступени , отличающийс тем, что, с цепью повышени эффективных показателей, двигатель дополнительно снабжен .объемным нагнетателем с приводом от коленчатого ва-.5 ла двигател и устройством дл охлаждени объемного нагнетател , причем объемный нагнетатель подключен выпускным патрубком к впускному трубопроводу двигател .
- 2.Двигатель по п. 1. отличающий0 с тем, что устройство охлаждени объемного нагнетател выполнено в виде отключаемого вентил тора с кожухом, охватывающим корпус объемного нагнетател .
- 5 3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийс тем, что объемный нагнетатель выполнен с внутренним сжатием.
- 4, Двигатель по пп. 1-3, отличающийс тем, что между выходным патруб0 ком объемного нагнетател и впускным тру бопроводом двигател установлентеплообменник с перепускным каналом, навходе в который установлена уИравл емазаслонка.
- 5 5. Двигатель по п, 4, о т ли ч а ю щи йс тем, что теплообменник выполнен в виде двух секций, одна из которых выполнена воздухо-воздушной, а втора - жидкостновоздушной ,
- б. Двигатель по п. 5. отличающийс тем, что жидкостно-воздушнай секци теплообменника сообщена с системой жидкостного охлаждени двигател .
- 7, Двигатель по пп. 1 - 6, отличаю щи и с тем, что он снабжен дополнительным компрессором наддува, перва турбинна ступень выполнена в виде привода компрессора наддува и образует с ним турбокомпрессор , воздухонапорный патрубок которого подключен к впускному патрубкуобъемного нагнетател , а втора турбинна ступень выполнена в виде силовой турбины, кинематически св занной с коленчатым валом двигател .
- 8. Двигатель по п. 7, о т л и ч а ю щ и йс тем, что между воздухонапорным патрубком турбокомпрессора и впускным патрубком объемного нагнетате/ установлен дополнительный воздухо-воздушный охладитель .5оз9дхФиг2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894726822A SU1714172A1 (ru) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | Турбокомпаундный двигатель внутреннего сгорани |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894726822A SU1714172A1 (ru) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | Турбокомпаундный двигатель внутреннего сгорани |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1714172A1 true SU1714172A1 (ru) | 1992-02-23 |
Family
ID=21464726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894726822A SU1714172A1 (ru) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | Турбокомпаундный двигатель внутреннего сгорани |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1714172A1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7398650B2 (en) * | 2003-11-28 | 2008-07-15 | Daimler Ag | Internal combustion engine comprising a mechanical charger and a turbo-compound |
RU2478802C2 (ru) * | 2008-10-30 | 2013-04-10 | Вольво Ластвагнар Аб | Способ автоматической регулировки способности турбокомпаундной трансмиссии передавать крутящий момент |
RU2693953C1 (ru) * | 2018-04-03 | 2019-07-08 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Силовая установка транспортного средства |
-
1989
- 1989-08-07 SU SU894726822A patent/SU1714172A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Выложенна за вка ФРГМг 3721238. кл. F 02 В 37/12. 1988.Маханько М.Г. Газотурбинные системы двигателей с разделенным выпуском газов. - М.: Машиностроение, 1972. с. 107, рис. 69а. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7398650B2 (en) * | 2003-11-28 | 2008-07-15 | Daimler Ag | Internal combustion engine comprising a mechanical charger and a turbo-compound |
RU2478802C2 (ru) * | 2008-10-30 | 2013-04-10 | Вольво Ластвагнар Аб | Способ автоматической регулировки способности турбокомпаундной трансмиссии передавать крутящий момент |
RU2693953C1 (ru) * | 2018-04-03 | 2019-07-08 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Силовая установка транспортного средства |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4885911A (en) | Internal combustion engine turbosystem and method | |
US6672063B1 (en) | Reciprocating hot air bottom cycle engine | |
US4918923A (en) | Internal combustion engine turbosystem and method | |
US8539770B2 (en) | Exhaust arrangement for an internal combustion engine | |
JP4565605B2 (ja) | 排気ガス再循環を持つ燃焼機関 | |
CA1128762A (en) | Engine charging system with dual function charge supplying and charge cooling blower | |
US20060219227A1 (en) | Toroidal intersecting vane supercharger | |
US11268435B2 (en) | Structural arrangement in a low-temperature turbocompressor for an internal combustion engine | |
CN104185728A (zh) | 量调节的四冲程往复活塞式内燃机和用于运行四冲程往复活塞式内燃机的方法 | |
SU900820A3 (ru) | Устройство дл наддува двигател внутреннего сгорани | |
US3483854A (en) | Compressed gas expander cooling apparatus | |
GB2518429A (en) | Two-stage turbocharger system | |
GB2129055A (en) | Supercharger system for an internal combustion engine | |
SU1714172A1 (ru) | Турбокомпаундный двигатель внутреннего сгорани | |
GB2435902A (en) | Air-cycle refrigerated boosted intercooling of i.c. engines | |
RU2301899C1 (ru) | Способ и устройство управления газообменом в дизеле с газотурбинным наддувом | |
KR20150032589A (ko) | 내연기관용 과급 공기 냉각을 위한 시스템 및 과급 공기 냉각을 제공하기 위한 관련 방법 | |
US5704210A (en) | Intercooled supercharged gas generator engine | |
GB2045866A (en) | A supercharged I.C. engine with an auxiliary compressor | |
CZ696390A3 (en) | Supercharging device of internal combustion engine | |
JP2001342839A (ja) | ターボ過給システム | |
RU225250U1 (ru) | Система регистрового турбонаддува корабельного дизеля с дополнительным стабилизатором температуры | |
US20230086779A1 (en) | Structural arrangement in a low-temperature turbocompressor using other power connections | |
RU197091U1 (ru) | Система питания воздухом поршневого двигателя с комбинированным охлаждением наддувочного воздуха | |
JPS6019938Y2 (ja) | タ−ボコンパウンドエンジン |