SU561797A1

SU561797A1 - The method of regulating the boost four-stroke internal combustion engine

Info

Publication number: SU561797A1
Application number: SU2014766A
Authority: SU
Inventors: Василий Степанович Наливайко
Original assignee: Николаевский Ордена Трудового Красного Знамени Кораблестроительный Институт Им. Адмирала С.О.Макарова
Priority date: 1974-04-10
Filing date: 1974-04-10
Publication date: 1977-06-15

Description

Изобретение относитс к области иаиплностроени ,, в частности двигателестроени , аThis invention relates to the field of engine building, in particular engine building, and

именно к способам exactly to the ways

наддува двигател внутреннего сгорани .boost engine internal combustion.

Известиы способы регулировани наддува двигателей внутреннего сгорани путем подачи сжатого воздуха в работающую на выхлопных газах турбину привода компрессора питани двигател воздухом Ij. Воздух в турбину подают на переходных режимах с целью сокращени времени ее разгона и сжимают воздух в подпоршневых полост х двигател . Однако вследствие ограниченного объема подпоршневых полостей количество сл атого воздуха ограничено, не согласовано со скоростью вращени турбины и врем переходного процесса сравнительно велико.Limes methods for regulating boosting of internal combustion engines by supplying compressed air to an exhaust gas turbine driving an engine power supply compressor with air Ij. Air is supplied to the turbine during transient conditions in order to reduce its acceleration time and to compress the air in the engine piston cavities. However, due to the limited volume of the piston cavities, the amount of ambient air is limited, not coordinated with the speed of rotation of the turbine and the time of the transition process is relatively long.

Целью изобретени вл етс сокращение времени переходного процесса.The aim of the invention is to reduce the transient time.

Дл достижени поставленной цепи сжатый воздух в турбину подают из компрессора , при этом двигатель питают воздухом из атмосферы. Кроме того, перед сжатием воздуха в компрессоре к нему могут быть добавлены отработавшие в турбине выхлопные газы, а сжатый воздух и выхлопные газы можно подавать в турбину в виде двух отдельных потоков .To achieve the supplied circuit, compressed air is supplied to the turbine from the compressor, while the engine is supplied with air from the atmosphere. In addition, before compressing the air in the compressor, exhaust gases from the turbine can be added to it, and compressed air and exhaust gases can be fed into the turbine in two separate streams.

На чертеже показана принципиальна схема системы наддува, при помощи которой реализуетс описываемый способ.The drawing shows a schematic diagram of the pressurization system with which the method described is implemented.

Система содержит двигатель 1 внутреннего сгорани , турбину 2, приводимый ею компрессор 3 перепускной трубопровод 4, соедин ющий нагнетательный патрубок компрессора с выпускным трубопроводам 5, поворотную заслонку 6, установленную в нагнетательном патрубке, дополнительный выпускной трубопровод 7, впускной коллектор 8, поворотную заслонку 9, установленную на стыке выпускных трубопроводов, невозвратный автоматический клапан 10, установленный на впускном коллекторе, выходной патрубок 11 турбины , входной патрубок 12 компрессора, перепускной трубопровод 13, соедин ющий выходной патрубок турбины и входной патрубок компрессора и поворотную заслонку 14, установленную в этом трубопроводе.The system contains an internal combustion engine 1, a turbine 2, a compressor 3 driven by it bypass pipeline 4, connecting the compressor discharge pipe with exhaust pipes 5, a rotary valve 6 installed in the discharge pipe, an additional exhaust pipe 7, an intake manifold 8, a rotary valve 9, installed at the junction of exhaust pipelines, non-return automatic valve 10 installed on the intake manifold, turbine outlet pipe 11, compressor inlet pipe 12, bypass a pipe 13 connecting the outlet of the turbine and the inlet of the compressor and a butterfly valve 14 installed in this pipeline.

При работе двигател на холостом ходу или малых нагрузках заслонка 6 поворачиваетс и сжатый воздух из нагнетательного патрубка компрессора 3 через выхлопной коллектор 5 подводитс к одной из двух секций соплового аппарата турбины 2. Одновременно с помощью синхронизирующего механизма поворачиваетс заслонка 9 и поток отработавших тазов от всех цилиндров двигател направл етс в выпускной трубопровод 7 и подводитс ко второй секции соплового аппарата турбины . Таким образом, сжатый воздух и выхлопные газы подают в турбину в виде двух отдельных потоков. При этом синхронно с двум названными заслонками происходит поворот на определенный угол заслонки 14, установленной в перепускном трубопроводе 13, чем обеспечиваетс добавление части отработавших в турбине газов к воздуху, поступающему на вход в компрессор дл смешени . When the engine is idling or lightly loaded, the flap 6 is turned and the compressed air from the discharge pipe of the compressor 3 through the exhaust manifold 5 is brought to one of the two sections of the nozzle apparatus of the turbine 2. At the same time, the flap 9 and the flow of spent pelvis from all cylinders are turned using a synchronizing mechanism the engine is directed to the exhaust pipe 7 and is supplied to the second section of the nozzle of the turbine apparatus. Thus, compressed air and exhaust gases are fed into the turbine in the form of two separate streams. At the same time, a certain angle of the shutter 14 installed in the overflow pipe 13 is rotated synchronously with the two named flaps, thus ensuring that part of the exhaust gases in the turbine is added to the air entering the compressor inlet for mixing.

Така организаци потоков воздуха и отработавших газов позвол ет увеличить мощность турбины, а соответственно, и число оборотов ротора турбокомпрессора при работе двигател на холостом ходу или малых нагрузках , а подмещивание гор чих отработавших газов к потоку вход щего в компрессор воздуха позволит увеличить температуру последнего , что приведет к увеличению срабатываемого теплоперепада воздуха в турбине. Such organization of the air and exhaust gases allows to increase the turbine power, and, accordingly, the rotor speed of the turbocharger when the engine is idling or lightly loaded, and shifting the hot exhaust gases to the flow of the air entering the compressor increases will lead to an increase in the activated air temperature difference in the turbine.

Питание двигател воздухом при повороте заслонки 6 осуществл етс из атмосферы через автоматиЧ(ескдй кл-апан 10, установленный на впускном коллекторе. Этот клапан открываетс под действием перепада давлений, так как во впускном коллекторе при закрытой заслонке создаетс разрежение вследствие всасывающего действи поршней двигател .The engine is supplied with air when the valve 6 is rotated from the atmosphere through an automatic valve (a scraper valve 10 mounted on the intake manifold. This valve opens due to a pressure differential, since a negative pressure is created in the intake manifold due to the suction effect of the engine pistons.

В момент наброса нагрузки на дизель-генератор заслонку 6 поворачивают в такое положение , при котором перекрываетс перепускной трубопровод 4 и весь поток воздуха направл етс от компрессора во впускной коллектор двигател . Под действием давлени автоматический клапан закрываетс . Одновременно с поворотом заслонки 6 осуществл ют поворот заслонок 9 и 14. При этом при повороте заслонки 9 поток отработавших газов от первой половины цилиндров направл етс At the moment of loading the diesel generator, the flap 6 is turned to a position whereby the bypass pipe 4 is closed and the entire air flow is directed from the compressor to the engine intake manifold. Under pressure, the automatic valve closes. Simultaneously with the rotation of the flap 6, the flaps 9 and 14 are rotated. In this case, when the flap 9 rotates, the flow of exhaust gases from the first half of the cylinders is directed

по выпускному трубопроводу 5 к одной секции соплового аппарата, а от второй половины цилиндров - по трубопроводу 7 к другой секции. При повороте же заслонки 14 прекращаетс перепуск отработавших газов на вход в компрессор.through the exhaust pipeline 5 to one section of the nozzle apparatus, and from the second half of the cylinders through the pipeline 7 to the other section. When the flap 14 is rotated, the exhaust gas bypass to the compressor inlet is stopped.

Ввиду того, что на холостом ходу или на малых нагрузках число оборотов ротора турбокомпрессора повышено, его разгон до номинальных оборотов происходит быстрее, что приводит к повышению давлени нагнетаемого воздуха и улучшению условий сгорани топлива при переходных процессах.Due to the fact that at idle or at low loads, the rotor speed of the turbocharger is increased, it accelerates to nominal revolutions faster, which leads to an increase in the pressure of the forced air and improved conditions for the combustion of fuel during transients.

Таким образом предлагаемый способ регулировани наддува позвол ет сократить длительность переходных процессов и улучшить эксплуатационные показатели двигател .In this way, the proposed method for controlling the supercharging can reduce the duration of transients and improve engine performance.

Claims

1. A method for controlling the boost of a four-stroke internal combustion engine in transient conditions by supplying compressed air to an exhaust gas turbine drive of an engine air supply compressor, characterized in that, in order to reduce the transient time, the compressed air is fed to the turbine from the compressor, and the engine feed air from the atmosphere.

2. A method according to claim 1, characterized in that the exhaust gases generated in the turbine are added to the air before compression.

3. A method according to claim 1, characterized in that the compressed air and exhaust gases are supplied to the turbine as two separate streams.

Sources of information taken into account in the examination

1. Patent of France No. 2003408, cl. 46a 37/04, 1970. t: