SU709825A1

SU709825A1 - Internal combustion engine

Info

Publication number: SU709825A1
Application number: SU782639100A
Authority: SU
Inventors: Евгений Сергеевич Арсеньев; Александр Викторович Денисов; Виктор Иванович Кирин; Александр Давидович Шапкайц
Original assignee: Войсковая часть 63539
Priority date: 1978-07-03
Filing date: 1978-07-03
Publication date: 1980-01-15

Description

(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(54) INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Изобретение относитс к области машиностроени , в частности двигателестроени , и касаетс двигателей внутреннего сгорани с турбонаддувом и со вспомогательными пусковыми устройствами роторного типа.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular, engine-building, and relates to internal combustion engines with turbocharging and with auxiliary starting devices of the rotor type.

Известны двигатели внутреннего сгорани , содержащие магистраль выпуска отработавишх газов и последовательно установленные в ней турбокомпрессор , снабженный обводной трубой и выхлопным патрубком, дополнительную камеру сгорани , сообщенную с обводной трубой, и силовую турбину , кинематически св занную с валом электростартера и с коленчатым валом двигател 1.The internal combustion engines are known to include an exhaust gas exhaust line and a turbocharger sequentially installed in it, equipped with a bypass pipe and exhaust pipe, an additional combustion chamber in communication with the bypass pipe, and a power turbine kinematically connected to the electric starter shaft and the crankshaft of engine 1.

Однако в этих устройствах затруднен запуск двигател , так турбокомпрессор в момент запуска не работает и не подает воздух дл наддува двигател , что ухудшает динамику переходных процессов в момент запуска.However, in these devices it is difficult to start the engine, so the turbocharger does not work at the time of start-up and does not supply air to pressurize the engine, which worsens the dynamics of transient processes at the time of start-up.

Целью изобретени вл етс повы .шение эффективности запуска двигател внутреннего сгорани с газоту|)бинным наддувом.The aim of the invention is to increase the efficiency of starting an internal combustion engine with a gas supercharged gas.

Это достигаетс -тем, что в предложенном двигателе силова турбина соединена со всасываюггшм отверстием трубокомпрессора при помощи напорного трубопровода с запечным органом и подключена к выхлопному патрубку турбокомпрессора при помогци трубопро;вода с органом перекрыти дл поочередного сообщени выхлопного патрубка с атмосферой и силовой турбиной.This is achieved by the fact that in the proposed engine, the power turbine is connected to the suction port of the pipe compressor using a pressure pipe with a baking body and connected to the exhaust pipe of the turbo compressor when the pipe with the body is turned off to alternately communicate the exhaust pipe with the atmosphere and the power turbine.

На чертеже представлена принципиальна схема предложенного двигател ;The drawing shows a schematic diagram of the proposed engine;

Двигатель содержит турбокомпрессор , состо щий из компрессора 1 ипривод щей его турбины 2, дополнительную камеру сгорани 3 и силовую турбину 4. Силова турбина 4 кинематически св зана через редуктор 5 с электростартером 6 двигат.ел внутреннего сгорани . Электростартер 6 соединен с коленчатым валом двигател через венец маховика 9, шестерню привЬда 9 при включенной муфте 10 сцепл ющего механизма стартера. Напорный трубопровод 11 соедин ет силовую турбину 4 с всасывающим отверстием компрессора 1. В трубопроводе 11 установлен запорный оргаи 12 (заслонка ) . Силова турбина 4 подключена к выхлопному патрубку 13 турбокомпрессора при помощи трубопровода 14 и органа 15 (заслонки) поочередного сообщени выхлопного патрубка 13с атмосферой и силовой турбиной 4 Силова турбина 4 имеет выходной патрубок 16. На входе в дополнительну камеру сгорани 3 установлена заслон ка 17. Турбокомпрессор снабжен обводной трубой 18 и установлен в магистрали выпуска отработавших газов, состо щей из выпускного трубопровода 19, выхлопного патрубка 13, трубопровода 14 и выходного патрубка 16. Двигатель работает следуюищм образом . При вращении силовой турбины 4с помощью электростартера б через реду т.ор 5 при разомкнутой муфте 10 сцепл ющего механизма воздух, поступа по патрубку 16, сжимаетс всиловой турбине 4 и направл етс по напорному трубопроводу 11, через компрессор 1 в дополни ельнью. камеру сгорани 3, Заслонки 12 и 17 в этот период, открыты, а заслонка 15 запирает трубопровод 14 и открывает выход газов в атмосферу пЬ патрубку 13. При вклю ченной камере сгорани 3 и работе обслуживающих систем обеспечиваетс раскрутка турбокомпрессора и выход его на самосто тельный режим работы. После запуска турбокомпрессора осуществл етс запуск самого двигате л . Дл этого заслонкой 12 перекрываетс трубопровод 11 иоткрываетс заслонка 15. Продукты сгорани от турбины 2 привода компрессора по трубопроводу 14 направл ютс к силовой турбине 4 и далее по патрубку 16 в атмосферу. Продукты сгорани совер шают работу на лопатках силовой турбины 4. В результате создаетс допол нительный крут щий момент, способствуювдай проворачиванию вала электро двигател б стартера, а при включен ной муфте 10 сцепл ющего механизма через шестерни 9 и 8 - вращению коленчатого вала 7 и последующему запуску двигател . После запуска двиг л заслонками 15 и 17,соответственно , закрываетс трубопровод 13 и отключаетс камера сгорани 3. Турб.окомпрессор начинает работать как обычный агрегат наддува двигател . Использование описываемого устройства даст возможность упростить конструкцию (в св зи с отсутствием сложных кинематических св зей), а также иметь один электрический стартер дл запуска турбокомпрессора и в комбинации его с силовой турбиной дл - запуска двигател . Комбинированное использование энергии газов силовой турбиной и электрической энергии электростартером в момент запуска может привести к повышению эффективности и надежности запуска. Формула.изобретени Двигатель внутреннего сгорани , содержащий магистраль выпуска отработавших газов и последовательно установленные в ней турбокомпрессор, снабженный обводной трубой и выхлопным патрубком, дополнительную камеру сгорани , сообщенную с обводной трубой , и силовую турбину, кинематически св занную с валом электростартера и с коленчатым валом двигател , отличающийс тем, что, с. целью повышени эффективности запуска, силова турбина соединена со всасываюгпим отверстием турбокомпрессора при помощи напорного трубопровода с запорным органом и подключена к выхлопному патрубку турбокомпрессора при помощи трубопровода с органом перекрыти дл поочередного сообщени выхлопного патрубка с атмосферой и силовой турбиной. Источники информации,i прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 478119, кл. F 02 В 37/02, 1976 (прототип).The engine contains a turbocompressor consisting of a compressor 1 and a driving turbine 2, an additional combustion chamber 3 and a power turbine 4. The power turbine 4 is kinematically connected through a gearbox 5 to an electric starter 6 internal combustion engine. The electric starter 6 is connected to the engine crankshaft via a flywheel 9, a gear 9, with the clutch 10 of the starter engagement mechanism engaged. The pressure pipe 11 connects the power turbine 4 to the suction port of the compressor 1. A shut-off valve 12 (valve) is installed in the pipe 11. The power turbine 4 is connected to the exhaust pipe 13 of the turbocharger via pipe 14 and body 15 (flap) alternately communicating the exhaust pipe 13 with the atmosphere and the power turbine 4. The power turbine 4 has an outlet pipe 16. At the entrance to the additional combustion chamber 3, a valve 17 is installed. Turbocharger equipped with a bypass pipe 18 and installed in the exhaust gas line consisting of an exhaust pipe 19, an exhaust pipe 13, a pipe 14 and an exhaust pipe 16. The engine operates as follows th. When the power turbine 4 is rotated with the aid of electric starter b through gear, tor 5, when the coupling mechanism 10 is open, the air coming through the pipe 16 is compressed by the power turbine 4 and directed through the pressure pipe 11, through the compressor 1 in addition. The combustion chamber 3, the dampers 12 and 17 during this period are open, and the valve 15 closes the pipeline 14 and opens the exit of gases to the atmosphere at the nozzle 13. When the combustion chamber 3 is turned on and the service systems are working, the turbocharger will spin work. After starting the turbocharger, the engine itself is started. For this purpose, the valve 12 closes the pipeline 11 and the valve 15 opens. The combustion products from the turbine 2 of the compressor drive through the pipeline 14 are directed to the power turbine 4 and further along the pipe 16 to the atmosphere. The combustion products perform work on the blades of the power turbine 4. As a result, an additional torque is created, contributing to turning the shaft of the electric motor b of the starter, and with the coupling 10 of the coupling mechanism through gears 9 and 8 - the rotation of the crankshaft 7 and the subsequent start engine After starting the engine, the valves 15 and 17, respectively, close the pipeline 13 and the combustion chamber 3 is turned off. The turbo compressor starts working as a normal engine supercharging unit. The use of the described device will make it possible to simplify the design (due to the absence of complex kinematic connections), as well as to have one electric starter for starting the turbocharger and in combination with a power turbine for starting the engine. The combined use of gas energy by a power turbine and electric energy by an electric starter at the time of launch can lead to an increase in the efficiency and reliability of the launch. Invention Formula An internal combustion engine comprising an exhaust gas manifold and a turbocharger installed therein sequentially equipped with a bypass pipe and an exhaust pipe, an additional combustion chamber in communication with the bypass pipe, and a power turbine kinematically connected to the electric starter shaft and the engine crankshaft characterized in that with. In order to increase start-up efficiency, the power turbine is connected to the intake port of the turbocharger by means of a pressure pipe with a shut-off element and connected to the exhaust pipe of the turbo-compressor using a pipe with a shut-off body for alternately connecting the exhaust pipe to the atmosphere and the power turbine. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 478119, cl. F 02 37/02, 1976 (prototype).

- 9 - 9

Claims

Claim

An internal combustion engine comprising an exhaust gas manifold and a turbocompressor sequentially installed therein, provided with a bypass pipe and an exhaust pipe, an additional combustion chamber in communication with the bypass pipe, and a power turbine kinematically connected to the electric starter shaft and the engine crankshaft, characterized in what, s. In order to increase the start-up efficiency, the power turbine is connected to the suction port of the turbocompressor by means of a pressure pipe with a shut-off element and connected to the exhaust pipe of the turbocompressor by means of a pipe with an overlap element for alternately communicating the exhaust pipe with the atmosphere and the power turbine.