SU676745A1

SU676745A1 - Ic engine

Info

Publication number: SU676745A1
Application number: SU772539668A
Authority: SU
Inventors: Генрих Валерьянович Зенкевич
Original assignee: Харьковский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства
Priority date: 1977-11-09
Filing date: 1977-11-09
Publication date: 1979-07-30

Description

1one

Изобретение относитс к области машиностроени , в частности дизелестроени , а именно к устройствам дл наддува двигател внутреннего сгорани .The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular diesel engine building, namely to devices for pressurization of an internal combustion engine.

Известны двигатели внутреннего сгорани , содержащие по меньшей мере один цилиндр, снабженный смещенными по фазам открыти органами выпуска отработавших газов, подключенную к. ним выхлопную магистраль с трубопроводом высокого давлени и трубопроводом низкого давлени и трубокомпрессор наддува, снабженный по меньшей мере двум ступен ми турбины , из которых перва подключена, к трубопроводу высокого давлени , а втора и последующие - к трубопроводу низкого давлени и к первой ступени турбины. Органы выпуска отработавших газов могут быть выполнены в виде смещенных по ходу поршн выпускных окон двухтактного двигател 1,.либо в виде комбинации окон и клапана и соединенных с ним трубопроводов разного уровн давлени 2.Internal combustion engines are known that contain at least one cylinder, fitted with off-phase exhaust organs, an exhaust manifold connected to it, with a high-pressure pipeline and a low-pressure pipeline, and a blower compressor equipped with at least two turbine stages which is first connected to the high pressure pipeline, and the second and subsequent ones to the low pressure pipeline and to the first stage of the turbine. Exhaust gas exhaust bodies can be made in the form of exhaust ports of a two-stroke engine 1 displaced along the piston direction, or in the form of a combination of windows and a valve and pipelines of different pressure level 2 connected to it.

В процессе работы двигател газы высокого давлени расшир ютс последовательно в двух ступен х турбины, а газы более низкого давлени - в одной, что способствует повышению эффективности использовани их энергии.In the course of engine operation, high-pressure gases expand in succession in two turbine stages, and lower-pressure gases in one, which increases the efficiency of using their energy.

Однако при работе двигател с малымиHowever, when operating the engine with small

значени ми чисел оборотов разность давлений в трубопроводах невелика, что ограничивает мощность, т. е. эффективность разделени потока отработавших газов невелика . В то же врем дл этих режимов характерно понижение давлени наддува, а в известных двигател х с разделенным выпуском меропри ти по повышению наддува не предусмотрены.the values of the number of revolutions the pressure difference in the pipelines is small, which limits the power, i.e., the efficiency of separation of the flow of exhaust gases is small. At the same time, these modes are characterized by a decrease in the boost pressure, and in the known engines with a split release, no measures for boosting the boost are provided.

Целью изобретени вл етс повышение мощности двигател при пониженных значени х чисел оборотов.The aim of the invention is to increase the power of the engine at lower speeds.

Дл .достижени поставленной цели трубопровод низкого давлени выполнен с ответвлением , подключенным к первой ступени турбины, и снабжен органом поочередног/ ) перекрыти его сечени и сечени ответвлени . Орган поочередного перекрыти может быть выполнен в виде золотникаTo achieve this goal, the low pressure pipeline is made with a branch connected to the first stage of the turbine, and is equipped with an alternate body /) blocking its cross section and branch section. The body alternately overlap can be made in the form of a spool

и снабжен каналом дл сообщени трубопровода низкого давлени и ответвлени с атмосферой.and provided with a channel for communication of the pipeline with low pressure and a branch with the atmosphere.

На чертеже представлена принципиальна схема описываемого двигател .The drawing shows a schematic diagram of the described engine.

Цилиндр 1 двигател внутреннего сгорани сообщен с турбокомпрессором 2 при помощи выхлопной магистрали с трубопроводом 3 высокого давлени и трубопроводом 4 низкого давлени . Органы выпускаThe cylinder 1 of the internal combustion engine is connected to the turbocharger 2 by means of an exhaust line with a high pressure pipe 3 and a low pressure pipe 4. Issuing authorities

отработавших газов из цилиндра выполнены смещенными по фазам открыти в виде окна 5, открываемого норшнем, и кланана 6 с приводом через газораспределительный механизм (на чертеже не показан). Турбина турбокомпрессора выполнена многоступенчатой , а выхлопна магистраль состоит из нескольких трубопроводов. Перва ступень 7 турбины подключена к трубопроводу 3 высокого давлени , а,втора и остальные , показанные в виде трапеции 8, - к первой ступени и к трубопроводу 4 низкого давлени . Нагнетатель 9 турбокомпрессора при помощи напорной магистрали 10 подключен к впускному клапану II цилиндра двигател . В цилиндре перемещаетс поршень 12, соединенный при помощи кривощипно-щатунного механизма 13 с валом отбора мощности.the exhaust gases from the cylinder are displaced in phases by opening in the form of a window 5 opened by a norn, and clan 6 with a drive through a gas distribution mechanism (not shown). The turbocompressor turbine is made multi-stage, and the exhaust line consists of several pipelines. The first stage 7 of the turbine is connected to the high pressure pipeline 3, and the second and the rest, shown as trapezoid 8, to the first stage and to the low pressure pipeline 4. The supercharger 9 of the turbocharger is connected to the intake valve of the second cylinder of the engine by means of a pressure line 10. In the cylinder, the piston 12 is moved, which is connected by means of a crank mechanism 13 with the power take-off shaft.

В трубопроводе 4 низкого давлени установлен золотник 14, к которому подсоединено ответвление 15, подключенное к первой ступени 7 турбины.- Канал 16 предусмотрен в золотнике дл сообщени трубопровода 4 низкого давлени и ответвлени 15 с амтосферой. Золотник выполн ет функции поочередного перекрыти сечени трубопровода низкого давлени и ответвлени .A spool 14 is installed in the low-pressure pipe 4, to which a branch 15 connected to the first turbine stage 7 is connected. A channel 16 is provided in the spool for communication of the low-pressure pipe 4 and branch 15 with the atmosphere. The spool performs the functions of alternately overlapping the cross section of the low pressure pipeline and the branch.

При работе двигател на номинальном режиме в период процесса выпуска отработавшие газы через окна поступают в первую ступень 7, а через клапан 6 к золотнику 14, откуда по трубопроводу низкого давлени отработавшие газы поступают во вторую ступень 8 турбины. Нагнетатель 9, приводимый во вращение турбиной, подает сжатый воздух по магистрали 10 через впускной клапан 11 в цилиндр 1. При снижении числа оборотов двигател уменьшаетс количество отработавших газов, поступающих на турбокомпрессор. Это приводит к снижению мощности и КПД турбины, вследствие чего уменьшаетс циклова работа и крут щий момент двигател . Дл увеличени давлени наддува на этих режимах золотник 14 устанавливают в положение , при котором отработавшие газы из трубопровода 4 по ответвлению 15 поступают в первую ступень 7 турбины. Увеличение количества газов обеспечивает увеличение давлени газов, поступающих в первую ступень турбины, вследствие чего возрастает MonuiocTi, и КПД первой ступени турбины (3) и, следовательно, увеличиваетс давление наддува, циклова работа, крут 1ций момент и моп1,ность двигател .When the engine is operating at the nominal mode during the exhaust process, the exhaust gases go through the first stage 7 through windows, and through valve 6 to the spool 14, from where the exhaust gases flow to the second stage 8 of the turbine through a low-pressure pipeline. The blower 9, driven by the turbine, supplies compressed air through line 10 through the intake valve 11 to the cylinder 1. As the engine speed decreases, the amount of exhaust gases entering the turbocharger decreases. This leads to a decrease in the power and efficiency of the turbine, as a result of which the cycle work and the engine torque are reduced. To increase the boost pressure in these modes, the spool 14 is set to a position in which the exhaust gases from line 4 along branch 15 enter the first stage 7 of the turbine. Increasing the amount of gases provides an increase in the pressure of the gases entering the first turbine stage, as a result of which MonuiocTi increases and the efficiency of the first turbine stage (3) and, consequently, increases the boost pressure, cycle work, torque and engine power.

Claims

1. Internal combustion engine containing at least one cylinder,

5 provided with exhaust gas exhausting bodies, an exhaust line connected to them with a high pressure pipeline and a low pressure pipeline, and a turbocharger equipped with at least two turbine stages, of which the first is connected to a high pressure pipeline, and the second and subsequent ones to the low pressure pipeline and to the first

5 turbine stages, characterized in that, in order to increase engine power at lower revolutions, the low pressure pipeline is made with a branch connected to the first turbine stage, and is provided with an organ of alternate overlap of its cross section and branch section.

2. The engine according to claim 1, characterized in that the alternate valve body

5 is designed as a spool and provided with a channel for communication of the low pressure pipeline and branch with the atmosphere.

Sources of information taken into account in the examination 0 1. US Patent No. 2979887, cl. 60-13, publ. 1961.

2. Makhanko MG. Increasing the thermodynamic performance of gas turbine systems of internal combustion engines. Abstract of the doctoral dissertation, M., 1965, fig. one.