SU731007A1

SU731007A1 - Двигатель внутреннего сгорани

Info

Publication number: SU731007A1
Application number: SU782678727A
Authority: SU
Inventors: Валентин Гаврилович Кривов; Станислав Александрович Синатов
Priority date: 1978-10-25
Filing date: 1978-10-25
Publication date: 1980-04-30

Description

Изобретение относитс к области машиностроени , а именно к устройству двигателей с нагнетател ми, приводимых в действие энергией выхлопа и снабженных системой разомкнутого высокотемпературного охлаждени . Известны двигатели внутреннело сгорани с газотурбинным наддувом, содержащие газовую турбину, снабженную разделенным лопаточным сопловым аппаратом с несколькими газоподвод щими улитками (от 2 до 4), а также контур циркул ции охлаждающей жидкости двигател 1, 2. Существенным недостатком указанных дв-игателей вл етс необходимость автоматического управлени сложными регулирующими устройствами турбокомпрессора дл улучшени характеристик двигател за счет совершенствовани воздухоснабжени . Применение регулировани турбины приводит , как правило, к снижению ее КПД. Известен также двигатель внутреннего сгорани , содержащий турбокомпрессор, снабженный по меньщей мере двум газоподвод щими улитками, охватывающими сопловой аппарат турбины и подключенными к выхлопному коллектору двигател , паросепаратор , установленный в -контуре циркул ции охлаждающей жидкости двигател , и смеситель подаваемых в турбоко мпрессор отработавщих газов с паром из паросепаратора 3. В известном двигателе турбина выполнена нерегулируемой, что упрощает конструкцию турбины и позвол ет сохранить ее КПД неизменным. В то же врем ко.пичество пара, вырабатываемого в паросеиараторе и подаваемого на смещение с выпускными газами перед турбиной, пропорционально мощности двигател , что способствует некоторому увеличению 1мощности турбины , давлени и расхода наддувочного воздуха вместе с ростом нагрузки на двигатель . Однако в указанном двигателе подача пара в выпускной коллектор приводит к возрастанию давлени в коллекторе и ухудп ению газообмеиа в цилиндрах двигател , а также к увеличению расхода парогазовой смеси, росту потерь давлени в проточной части до турбины и уменьшению эффективности наддува. Кроме того, дл подачи пара в выпускной коллектор двигател его давление в паросепараторе необходимо установить большим, чем давление газов в коллгкторе иа величину потерь напора в паропроводе . Так, при давлении наддува 0,2- 0,3 МПа температура воды в паросепараторе (иа входе в двигатель) должна поддержпватьс в пределах 120-135° С, что может

привести -к значительному возрастанию теплонапр женности деталей цилиндро-порш1 евой группы двигател .

Целью насто щего изобретени вл етс повышение эконодгачности и снижение теплонапр женности деталей двигател .

Указанна цель достигаетс тем, что смеситель совмещен с улитками и выполнен в виде их конечных участков, охватываю цих 15-25% сопел соплового аппарата.

На фиг. 1 изображена принципиальна схема описываемого двигател внутреннего сгорани ; на фиг. 2 - корпус турбины с двум газоиодвод щими улитками.

Двигатель 1 снабжен турбюкомпрессором наддува, состо щим из центробежного компрессора 2 и импульсной газовой турбины 3.

Основными элементамп разомкнутой системы высокотемпературного охлаждени двигател / вл ютс контур циркул ции охлаждаюЩей воды двигател (не показан) с napocenapaTOipOM 4 и цир кул ционным насосом 5. Конечные участки 6 двух газоподвод щих улиток 7 в корпусе турбины 3 сообщены с паросепаратором 4 паропроводами 8.

Конечные участки 6 улиток 7 вл ютс смесителем подаваемых в турбокомпрессор отработавщих газов е паром из паросепаратора 4. Длины конечных участков 6 выбраны таким образо м, что эти участки охватывают 5-25% сопел соплового аппарата 9 турбипы 3, подключенной к выхлопному коллектору 10 двигател 1.

Работа описываемого двигател внутреннего сгорани осуществл етс следуюидим образом.

Нагрета в контуре циркул ции охлаждающей жидкости двигател 1 вода поступает в паросепаратор 4, откуда после охлаждени за счет своего частичного испарени (давление воды в паросепараторе ниже давлени воды на входе в него) насосом 5 снова подаетс в полости охлал деии дви ател /. Пар из иароеепаратора 4 по паоопроводам 8 направл етс к конечным участкам 6 улиток 7 корпуса турбипы 3 и тмеете с выпускными газами, поступивщиМП из выхлопного коллектора 10, подаетс 3 сопловой аппарат 9 турбины 3. Турбина, :5аботающа на парогазовой смеси, приводит в движение вал компрессора 2, пюдающего воздух в цилиндры двигател /. Количеетво пара, направл емого в турбипу, автоматически возрастает с увеличением нагрузки на двигатель, что сиособствует по1 ышению мощности турбины, а также давлени ,и расхода наддувочного воздуха.

Расчеты и сравнительные испытани предлагаемого и известных двигателей показали , что применение изобретени позвол ет увеличить весовой расход воздуха через двигатель на 8-11%, его давление после компрессора на 5-7% и уменьшить темги ) газов па выходе из цилиндров на

40-80° С. Одновременно может быть снижена температура воды в пароеепараторе па 5-6° С. В целом это может привести к повышению экономичности и снижению теплопапр женности деталей двигател .

Фор м (у л а изобретен и

Двигатель внутреннего сгорани , содержащий турбокомпрессор, снабженный по меньшей мере двум газоподвод щими улитками , охватываюшими сопловой аппарат турбины и подключенными к выхлопному коллектору двигател , паросепаратор, устаповлепкый в контуре циркул ции охлажлак11 чей жидкости двигател , .и смеситель подаваемых в турбокомпрессор отработавших газов с паром из паросепаратора, о тл и ч а ю щ и и с тем, что, е целью повып;е; и . экопомичности и снижени теплонап .р жсииости деталей двигател , смеситель еовмещеп с улитками и выполнен в виде их конечных участков, охватывающих 15-

25% сопел соплового аппарата.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1.Агрегаты воздухоенабжепи комбинированных двигателей внутреннего сгорани .

Под ред. Круглова М. Г., М., «Машиностроение , 1973, с. 211, рис. 140.

2.Байков Б. П. и др. Турбокомпрессоры дл наддува дизелей. Справочное пособие . Л., «Машиностроение, 197р, с. 101,

рис. 69.

3.Авторское свидетельство СССР .Y 189243, кл. F 02 В 39/04, 1966.

Claims

Двигатель внутреннего сгорания, содер25 жащий турбокомпрессор, снабженный по меньшей мере двумя газоподводящими улитками, охватывающими сопловой аппарат турбины и подключенными К ВЫХЛОПНОМ)' коллектору двигателя, паросепаратор, уста30 повленный в контуре циркуляции охлаждающей жидкости двигателя, и смеситель подаваемых в турбокомпрессор отработавших газов с паром из паросепаратора, о τη и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повы35 шевия экономичности и снижения теплонапряженности деталей двигателя, смеситель совмещен с улитками и выполнен в виде их конечных участков, охватывающих 15— 25% сопел соплового аппарата.