SU603759A1

SU603759A1 - Cooling system

Info

Publication number: SU603759A1
Application number: SU772469399A
Authority: SU
Inventors: Александр Борисович Азбель; Юрий Степанович Кустарев; Леонид Леонидович Светлогорский; Юрий Анатольевич Николаев
Original assignee: Предприятие П/Я А-1697
Priority date: 1977-04-11
Filing date: 1977-04-11
Publication date: 1978-04-25

Description

1one

Изобретение относитс к области двигателестроени , в частности к системам охлаждени двигателей внутреннего сгорани , особенно к системам охлаждени наддувочного воздуха двигателей с газотурбинным наддувом.The invention relates to the field of engine-building, in particular, to cooling systems for internal combustion engines, especially to cooling systems for charge-air from gas-turbine engines.

Известны системы охлаждени наддувочного воздуха дл двигателей внутренне го сгорани с газотурбинным наддувом, содержащие турбокомпрессор, воздушныйKnown cooling air systems for gas-turbine supercharged internal combustion engines are known, which include a turbocharger,

впускной патрубок которого сообщен с ат- мосферой через воздухоочиститель, а воз-, душны и вы ход ней патрубок св зан через проме .жуточный воздухо- воздушный холодильник с впускным коллектором двигател , и вентил тор промежуточного холодильника, кинематически св занный с газовой турбиной, размещенной в выпускном газовом патрубке турбокомпрессора. LlJ.the inlet pipe of which is connected to the atmosphere through the air cleaner, and the air inlet and outlet are connected through an intermediate air-to-air cooler with the engine intake manifold and an intermediate cooler fan kinematically connected to a gas turbine located in the exhaust gas pipe of the turbocharger. Llj.

Известное техническое решение позвол е решить задачу охлаждени иаддувочного воздуха с большой степенью эффективности Однако в данном случае установка турбины привода вентил тора в выпускном патрубке typ6oKOMnpeccopa, несмотр на кажущуюс The known technical solution allows to solve the problem of cooling the exhaust air with a high degree of efficiency. However, in this case, the installation of the turbine driving the fan in the typ6oKOMnpeccopa exhaust port, despite the apparent

выгоду из-за непосредственного использовани энергии выпускных газов, приводит к значительному усложнению и удорожанию конструкции из-за выполнени колеса турбинь из жаропрочного сплава, а корпуса из жаростойкого чугуна, и усложнению под:шипникового узла.the benefit due to the direct use of the energy of exhaust gases leads to a significant complication and increase in the cost of construction due to the performance of the turbine wheel from a heat-resistant alloy, and the body of heat-resistant cast iron, and the complication under: hip unit.

В св зи с этим дл дизелей автотракторного тина, где требуетс сочетание выЪокой надежности, простоты и малой стоимости конструкций с достаточно высокой эффективностью, находит применение система с воздушным приводом турбины вентил тора промежуточного охлаждени .In this connection, for diesel engines of autotractor type, where a combination of high reliability, simplicity and low cost of structures with sufficiently high efficiency is required, an air-driven system of an intermediate cooling fan turbine finds use.

Известны также системы охлаждени дл двигател внутреннего сгорани с турбокомпрессором наддува, содержащие промежуточный воздухо-воздушный холодильник с просасывающим вентил тором, воздушную турбину, установленную во впускно турбопроводе двигател и кинематически св занную с вентил тором, и байпасный трубопровод с регулируемым запорным органом , подключенный к впускному трубо-проводу между 6ХОДОМ и выходом воздушной турбины Cooling systems for an internal combustion engine with a turbocharger supercharger are also known, containing an intermediate air-to-air cooler with a suction fan, an air turbine installed in the engine inlet turbine line and kinematically connected to the fan, and a bypass pipe with an adjustable shut-off element connected to the inlet pipe conduit between 6th inlet and air turbine outlet

в известной оистемв охлаждение наддувочного воздуха происходит вначале в холодильнике , а затем - в турбине, (при раоширении ). При этом на переходных режимах поддержание требуемого оптимального коэффициента наполнени , плотшхзти врздуха, его давлени на входе в двигатель осуществлено подмешиванием к потоку воздуха, про-шедшему Чррез турбину (охлажденному и расширившемус ), потока воздуха, прошедшего через байпасный трубопровод (без изменени состо$ши воздуха}. При этомIn the known systems, the charge air cooling occurs first in the refrigerator, and then in the turbine, (when it is expanded). At the same time, in transient modes, the maintenance of the required optimum filling ratio, tightness of the air flow, its pressure at the engine inlet is carried out by mixing to the air flow passing through the turbine (cooled and expanded), the air passing through the bypass pipeline (without changing the condition air}. At the same time

дл согласовани параметров CMemHBae ibix потоков необходимо дросселирование на запорном органе, из-за чего на переходных режимах, составлйкаких рабочего диапазона системы, поддерживание оптК мального коэффнаиента наполне.ни без наличи дополнительного автономного 1фи&о дв вентил тора невозможно, а управление температурой наддувочного воздуха затруднено в св зи с тем, что применение малоразмерных воздушных турбкн с высокой степенью реактивности приводит к резкому снижению числа их оборотов при малых изменени х .числа оборотов турбокомпрессо ра, т.е.не исключено 51вление запирани впускного трубопровода двигател Длй избежани этого нежелательного влени , кро ме выполнени турбины малойнераионной, необходимо пропускать большую часть пото ка наддувочного воздуха через байпасмый трубопровод с принудительным дросселиро ванием, что резко снижает эффективность системы на переходных режимах.in order to match the CMemHBae ibix flow parameters, throttling is required on the shut-off organ, which is why in transient conditions, which have a working system range, it is impossible to maintain the optical ratio of the full power factor without additional autonomous 1f & two fans, and the charge air temperature control is difficult due to the fact that the use of small-sized air turbcns with a high degree of reactivity leads to a sharp decrease in the number of their revolutions with small changes in the number of revolutions of the turbo The pressor, i.e., the intake pipe of the engine inlet pipe is not excluded. To avoid this undesirable phenomenon, besides the low-directional turbine, it is necessary to pass most of the charge air flow through the bypass pipeline with forced throttling, which drastically reduces the efficiency of the system in transient conditions .

Цель изобретени - повышение э 1 ктйв ности при работе на переходных режимах, The purpose of the invention is to increase the power of 1 when operating in transient conditions,

Это достигаетс тем, что воздушна турбина размещена в воздухозаборном участ ке впускного трубопровода перед турбокомпрессором .This is achieved by the fact that the air turbine is located in the air intake section of the inlet pipe in front of the turbocharger.

На чертежа представлена схема 1егист© мы охлаждени .The drawing shows a diagram of a cool ©.

Она содержит промежуточный воздухо воздушный холодильник i, например трубчатого типа, снабженный защитным кожухом 2 с просас лвак им вентил тором 3, кинематически св звш 1М с воздушной тур биной 4, например радиального типа. Холодильник 1 установлен во впускном трубопроводе 5 двигател 6, в котором установлен также компрессор 7 турбокомпрессора 8 наддува двигател 6. В воздухозаборном участке 9 турбокомпрессора 8 установлен воздухоочистительный фильтр 10,за которым установлена воздушна турбина 4 в ограничительном кожухе 11, например спиралIt contains an intermediate air-air cooler i, for example of a tubular type, equipped with a protective casing 2 with a fan 3, kinematically connected with 1M with an air turbine 4, for example of the radial type. The refrigerator 1 is installed in the intake manifold 5 of the engine 6, in which the compressor 7 of the turbocharger 8 of the engine 6 is also installed. In the air intake section 9 of the turbocharger 8 there is an air cleaning filter 10, behind which an air turbine 4 is installed in a restrictive casing 11, for example spiral

ного TEnas и байпасный тр; бопровод 12 с регулируемым запорным органом 13, нал- ; ример дроссельной заслонкой, при помОши которого регулируют расход воздуха через турбину 4.Foot TEnas and Bypass Tr; pipe 12 with an adjustable shut-off body 13, NAL; Example of a throttle, with the help of which regulate the air flow through the turbine 4.

Система работает следующим образом. Иа атмосферы воздух через фильтр 10 поступает в воздушную турбину 4, при ПОМОЩИThe system works as follows. Atmosphere air through the filter 10 enters the air turbine 4, with the HELP

1 оторой хгриводитс во вращение вентил тор 3 систексы охлаждени наддувочного возду жа Вентилйтор 3 просасывает атмосферный возду/с через промежуточный холодильник 1. Посуте турбины 4 воздух поступает в комп.рессор 7 турбокомпрессора 8, где он сж маетса до требуемого дав,пени . После ком.прессора 7 воздух идет к промежуточному холодильнику 1 и,-после охлаждени , посту пает во впускной коллектор двигател 6. При этом турбокомпрессор 8 работает, ио пользу энергию отработш шюс газов двига тел 6s,На переходных режима: ; изменение числа оборотов турбокомпрессора 8 приводит к изменению расхода воздуха через воздухоза борный участок 9, т.е. к изменению числа обо ротов турбины 4 и соответствующим изменени м эффективности охлазкдени в холодильни 1, При этом соблюдаете соответствие изменени эффективности изменению расхода присозьранении приблизительно посто нной величины плотности на входе Б двигатель 6.1 the fan rotates the fan 3 of the charge air cooling system; fan 3 pulls the atmospheric air through the intercooler 1. After turbine 4, air enters the compressor compressor 7 of the turbocharger 8, where it is compressed to the required pressure, penalty. After the compressor 7, the air goes to the intermediate refrigerator 1 and, after cooling, enters the intake manifold of the engine 6. At the same time, the turbocharger 8 is working, and it uses the energy of the exhaust gases of the engine 6s; a change in the number of revolutions of the turbocharger 8 leads to a change in the air flow through the air supply; boron section 9, i.e. to the change in the number of revolutions of the turbine 4 and the corresponding changes in the cooling efficiency in refrigeration 1. At the same time, it is observed that the change in efficiency corresponds to a change in flow rate at the approximation of a constant density value at the input B of the engine 6.

При изменении проходного сечени байпаевого трубопровода 12 запорным органом 13 измен етс перепад давлени на входе и выходе воздушной турбины 4, что поэвол ет в зависимости от температуры окру жающей среды весьма хфосто регулировать расход охлаждающего воздуха через щзомежуточный холодильник 1 и ,тем оамым;, регулнро&ать температуру на цдувочного воздуха.When the flow area of the bypass pipeline 12 is changed, the shut-off member 13 changes the pressure drop at the air turbine inlet and outlet 4, which, depending on the ambient temperature, is very delicate to regulate the flow of cooling air through the intermediate cooler 1 and, oam; set the temperature at the air flow.

Изобретение позвол ет повысить эффективность системы охлаждени наддувочного воздуха форсированного Д1эигател при помощи автоматического сохранени оптимального коэффициента наполнен-в на всех режимах рабо-п двигател без увеличени энергетических затрат на охлаждение наддувочного воздуха на переход1в 1Х режимах, так какА установка воздушной турбины в воздухо заборном .участке предопредел ет ее тип - попноразмерна турбина с малой степенью рев тивности ,, что позвол ет сохран ть практически посто нное значение коэффициента сопротивлени на входном участке перед турбокомпрессором , то есть псовол ет также значительно упростить регулирование системь на переходных режимах.The invention makes it possible to increase the efficiency of the charge air cooling system of the forced Diesel engine by automatically maintaining the optimum coefficient filled in all engine operating modes without increasing the energy cost of cooling the charge air for transition 1 in 1X modes, since the installation of the air turbine in the air intake section predetermines its type — a pop-up turbine with a small degree of zeal, which allows us to maintain an almost constant value of the coefficient rotivleni in the inlet portion in front of the turbocharger, i.e. psovol is also greatly simplified regulation system in transient conditions.

Claims

1. USSR author's certificate No. 240157, cl. F O1 -P 1/06, 1972.

2. Patent of France No. 2260690, cl. Р 02 В 29/04, 1975.