SU717383A1 - Устройство дл наддува двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для наддува двигателей внутреннего сгорания.

Известны устройства для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащие ® ступень высокого давления, у которой воздухонапорный и газоприемный патрубки подключены к двигателю, и ступень низкого давления, снабженную турбиной и компрессором, расположенными на общем валу и образующими турбокомпрессор [1].

В известных устройствах ступень высокого давления также выполнена в виде турбокомпрессора. При работе двигателя его отработавшие газы последовательно расширятся в турбине турбокомпрессора высокого давления и в турбине турбокомпрессора низкого давления, а воздух последовательно сжимается' в нагнетателях этих турбокомпрессоров. В двигателях с высоким давлением наддува возрастают, соответственно, и параметры газов (давление и температура) перед турбокомпрес— ₍сором высокого давления. Эго усложняет его конструкцию, так как требуется применение дорогостоящих материалов для изготовления его проточной части и введение охлаждения ее элементов. Эффективность известных устройств в связи с этим ограничена.

Целью описываемого изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности.

/Зля этого ступень высокого давления выполнена в виде газодинамического обменника давления. Последний может быть кинематически ' связан с турбокомпрессором при помощи шестерёнчатого редуктора.

Редуктор может быть снабжен по меньшей мере одной парой шестерен с внутренним зацеплением, у которой внешняя шестерня выполнена на роторе обменника давления.

На фиг. 1 приведена общая схема описываемого устройства. На фиг. 2 - вариант с кинематической связью между обменником давления и турбокомпрессором,' на фиг. 3 - разрез по редуктору. ;, К двигателю внутреннего бгорения 1 подключены воздухонапорный 2 и газоприемный 3 патрубки газодинамического обменника давления 4, прёйставляющего собой ступень высокого давления.

, В качестве ступени низкого давления - ’использован турбокомпрессор 5 с турбиной 6 и компрессором 7, расположенными на общем валу. Между ступенями сжатия воздуха в воздуховоде 8 установлен воздухоохладитель 9. При помощи перепускного клапана 10 газоприемный патрубок обменника давления дополнительно сообщен с трубопроводом 11 подачи газов в турбокомпрессор.

Привод обменника давления может быть любым. . '!

Если по режимам эксплутатапии двигателя его турбокомпрессор работает в узком диапазоне частот вращения, можно в качестве привода использовать кинематическую связь с турбокомпрессором, как показано :на фиг. 2. В этом , случае ротор 12 кинематически связан · с валом 13 турбокомпрессора при помощи шестеренчатого редуктора 14, выполненного в виде пары шестерен с внутренним защеплением, у которой внешняя шестерня 15 выполнена на роторе обменника давления, а внутренняя 16 закреплена на валу 13 турбокомпрессора.

Отработавшие газы двигателя поступав ют в газодинамический обменник давле’ ния 4 через его газоприемный патрубок

3. В каналах его ротора дважды за каж« дый оборот происходит обмен давления между газами, поступившими с высоким давлением из двигателя, и воздухом, поступившим по воздуховоду 8 _: из ступени’ низкого давления. Сжатый в обменнике давления воздух поступает через воздухом ’ напорный патрубок 2 в воздушный ресивер двигателя.

После частичного расширения из обменника давления отработавшие газы направляются по трубопроводу 11 в турбокомпрессор, где расширяются до атмосферного давления и поступают на выхлоп. Нагнетатель 7 турбокомпрессора всасывает воздух из атмосферы, сжимает его и подает в обменник давления. После

717383 4 сжатия в ступени низкого давления воздух охлаждается! в воздухоохладителе 9.

·_' В момент запуска двигателя частоту вращения обменнйка давления трудно согласовать с режимом работы двигателя, поэтому отработавшие газы двигателя через перепускной клапан 10 направляются непосредственно в турбокомпрессор и раскручивают его вал.,

Ю Вследствие того, что каналы обменника давления попеременно заполняются то газами, то воздухом, воздух отводит тепло от их стенок и устройство позволяет повысить эффективность наддува двигате-ί ля без существенного усложнения конструкции ступени высокого давления. Привод ротора обменника давления от вала турбокомпрессора упрощает конструкцию в целом за счет исключения отдельного привода, а выполнение внешней шестерни на роторе обменника давления позволяет увеличить компактность устройства.

Claims (3)

1. i .. 11зобретение относитс  к области ма ш1 ностроени , а именно к устройствам ДЛЯ наддува двигателей внутреннего сг ора и . Известны устройства дл  наддува двигател  внутреннего сгорани , содержащие ступень высокого давлени , у которой воз духонапорный и гаэоприемный патрубки подключены к двигателю, и ступень низкого давлени , снабженную турбиной и компрессором, расположенньп ли на общем валу и образующими турбокомпрессор l В известных устройствах.стуйень высокого давлени  также выполнена в. виде турбокомпрессора. При работе двигател  его отработавшие газы последовдтельнЬ расшир тс  в турбине турбокомпрессюра высокого давлени  и в турбине турбокомпрессора низкого давлени , а воздух последовательно сжимаетс  в нагнетател х этих турбокомпрессоров. В двигател х с высоким давлением наддува возрастают, соответственно, iT параметры газов (давление и температура) перед турбокомпрес- , сором высокого давлени . Это усложн ет его конструкцию, так как требуетс  применение дорогосто щих материалов дл  изготовлени  его проточной части и введение охлаждени  ее элементов. Эффективность известных устройств в св зи с этим ограничена. Целью описываемого изобретени   вл етс  упрощение конструкции и повышение эффективности. Дл  этого ступень высокого давлени  выполнена в виде газодинамического обменника давлени . Последний может быть кинематически- св зан с турбокомпрессором при помощи шестерёнчатого редуктора . Редуктор может быть снабжен по меньшей мере одной парой шестерен с внутренним зацеплением, у которой внешн   шестерн  выполнена на роторе обмени ика давлени . На фиг, 1 приведена обша  схема описываемого устройства. На фиг. 2 - вариант с кинематической св зью между обменником давлени  и турбокбйпрессбротл , на фиг. 3 - разрез по редуктору. -; К дв 1гателю внутреннего йгоранн  1 подключены воздухонапорный 2 и газо- приемный 3 патрубки газодина К1ичёского рбменника давлени  4, прёйставл ющего собой ступень высокого д«)влени . .В качестве ступени низкого давлени  использован турбокомпрессор 5 с турбиной 6 и компрессором 7, расположенным на общем валу. Между сту пен ми сжати  воздуха в воздуховоде 8 установлен воз духоохладит.ель 9 При помощи перепускного клапана 1О газоприемный патрубок обменнйка давлени  дополнительно сообщен с трубопроводом 11 подачи газов в турбокомпрессор. Привод рбменника давлени  может быть любым. . Если по ренсимам эксплутатации двигател  его турбокомпрессор работает в узком диапазоне частот враогенй , можно в качестве привода.использовать кинематическую св зь с турбокомпрессором , как показано ;на фиг. 2. В этом ; случае ротор 12 кинематически св зан с валом 13 турбокомпрессора при помощи шестеренчатого редуктора 14, выполг ненного в виде пары шестерен с внутрен ним защеплением, у которой вцешн   шее терн  15 выполнена на роторе обменнйка давлени , а внутренн   16 закрейлейа на валу 13 турбокомпрессора. Отработавшие газы двигател  поступа ют в газодинамический обменник давлени  4 через его газоприемный патрубок 3. В кавгайах его ротора дваждьг за каж дый оборот происходит обмен давлени  между газами, поступившими с высоким давлением из двигател , и воздухом, поступившим по воздуховоду 8 :ИЗ ступени низкого давлени . Сзкатый в рбменнике давлени  воздух поступает через воздухо напорнь1й патрубок 2 в воздушный р1ёсйвер двигател . После частичного расширени  из обмённика давлени  отработавшие газы направл ютс  по трубопроводу 11 в Турбо- KOKinpecidopi рШйнрШтс  Ш Sris ферного давлени  и поступают на выхлоп Нагнетатель 7 турбокомпрессора всасывает воздух из атмосферы, сжимает его и подает в обменник давлени . После в ступени низкого давлени  возух охлаждаетс  ; в воздухоохладителе 9., В момент запуска двигател  частоту ращени  обменнйка давлени  трудно сог асовать с режимом работы двигател , поэтому отработавшие газы двигател  через перепускной клапан 10 направл тс  непосредственно в турбокомпрессор и раскручивают его вал. Вследствие того, что каавлы обмен йка давлени  попеременно заполн ютс  то газами, то воздухом, воздух отводит теп-i ло от их стенок и устройство позвол ет повысить эффективность наддува двигател  без существенного усложнени  конструкции ступени высокого давлени . Привод ротора обменнйка давлени от вала турбокомпрессора упрощает конструкцию в целом за счет исключени  отдельного привода, а выполнение внешней шестерни на роторе обменнйка давлени  позвол ет увеличить компактность устройства. Формула изобретени  - -.- . i. Устройство дл  наддува двигател  внутреннего сгорани , содержащее ступень высокого давлени , у которой воздухонапорный и газоприемный патрубки подключены к двигателю, и ступень низкого давлени , снабженную турбиной и компрессором, расположенными на общем валу и образующими турбокомпрессор, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью упрощений конструкции и повышени  эффективности, ступень высокого давлени  выполнена в виде газодинамичёс- :кого обменнйка давлени  i
2. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ;Ющ ё ее   тем, что обменник давлени  кинематически св зан с турбокомпрессоромПри помощи шестеренчатого редуктора. л
3. 3. Устройство пр п. 2, отличающеес  тем, что редуктсф снабжён по меньшей мере одной парой .tttecTepeH с внутренйим зацеплением, у которой внешн   шестерн  выполнена на роторе обменнйка давлени . Источники информации, прш1 тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 325О068, кл. ёр-13, опублик 1966. .

   I I I

   OOOOQO

   111I1 Ui--

   111II

   oooooo

   k/

   1

   Фиг.г й/л/