SU866251A2 - Двигатель внутреннего сгорани - Google Patents

Description

(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

I

Изобретение относитс  к -машиностроению , в частности двигателестроению, а именно к двигател м внутреннего сгорани  с нагнетател ми, приводимыми энергией выхлопа , и с вспомогательными пусковыми устройствами роторного типа.

Известны двигатели внутреннего сгорани  (ДВС) содержащие выхлопной коллектор , подключенный при помощи трубопровода к соединенной с коленчатым валом силовой турбине, выпускной патрубок которой сообщен с турбиной турбокомпрессора, причем выхлопной коллектор сообщен при помощи обводной трубы с выпускным патрубком силовой турбины и снабжен органом поочередного открыти  сечени  обводной тру бы и трубопровода, а последний выполнен с установленной в нем дополнительной камерой сгорани  1.

Однако в этих устройствах затруднен запуск, так как турбокомпрессор в момент запуска не работает и не подает воздух дл  наддува двигател , что приводит к ухуд щению динамики переходных процессов в момент запуска при низких температурах окружающего воздуха.

. Двигатель внутреннего сгорани  по основному авт. св. № 709825 содержит 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 . Силова  турбина соединена с всасывающим отверстием

10 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

15 силовой турбиной. Этот ДВС обеспечивает возможность запуска как раздельным использованием электростартера и силовой турбины, так и совместным их использованием с предварительным наддувом двигател  перед запуском 2.

20

Однако при низких температурах окружающего воздуха (-60-65°С), даже в случае тепловой подготовки двигател  щтатным подогревателем, момент сопротивлени  проворачиванию коленчйтого вала остаетс  достаточно большим и составл ет 80% от первоначального до тепловой подготовки . В этом случае известные устройства с учетом затрат энергии на разгон маховых масс двигател  не могут обеспечить раскрутку двигател  до пусковой частоты вращени , при которой обеспечиваютс  надежное воспламенение и запуск двигател , в св зи с чем снижаетс  надежность и увеличиваетс  врем  запуска.

Цель изобретени  - сокращение времени и повышение надежности запуска ДВС при низких температурах окружающего воздуха .

Это достигаетс  тем, что ДВС дополнительно снабжен перепускным трубопроводом , подключенным к обводной трубе и к выхлопному патрубку через орган поочередного сообщени  обводной трубы с турбокомпрессором и с его выхлопным патрубком

На чертеже приведена принципиальна  схема Две.

Двигатель содержит турбокомпрессор, состо щий из компрессора 1 и привод щей его турбины 2, дополнительную камеру 3 сгорани , силовую турбину 4. Силова  турбина 4 кинематически св зана через редуктор 5 с электростартером 6 ДВС.

Электростартер 6 двигател  7 св зан с коленчатым валом 8 двигател 7 через венец маховика 9, шестерню 10 привода при включенной муфте 11 сцепл ющего механизма электростартера.

Устройство снабжено напорным трубопроводом 12, соедин ющим силовую турби11 1 со всасывающим отверстием 13 турбокомпрессора . В трубопроводе 12 установлен запорный орган 14 (заслонка). Силова  турбина 4 подключена к выхлопному патрубку 15 турбокомпрессора с помощью трубопровода 16 и органа 17 перекрыти  дл  поочередного сообщени  выхлопного патрубка 15 с атмосферой и силовой турбиной 4. Силова  т рбина 4 имеет выходной патрубок 18. На входе в дополнительную камеру 3 сгорани  установлена заслонка 19.

Турбокомпрессор снабжен обводной трубой 20 и установлен в магистрали выпуска отработавших газов, состо щей из выпускного трубопровода 21, выхлопного патрубка 15, трубопровода 16 и выходного патрубка 18.

Устройство снабжено перепускным трубопроводом 22, соедин ющим выхлопной патрубок 15 с обводной трубой 20 и с выпускным трубопроводом 21 через орган 23 поочередного сообщени  обводной трубы 20 и выпускноготрубопровода 21 с турбокомпрессором и с его выхлопным патрубком 15.

Устройство работает следующим образом .

При вращении силовой турбины 4 с помощью электростартера 6 через редуктор 5

при разомкнутой муфте 11 сцепл ющего механизма воздух, поступа  через патрубок 18, сжимаетс  в силовой турбине 4 и направл етс  через напорный трубопровод 12, компрессор 1 Б дополнительную камеру Я

сгорани .Запорный орган 14 и заслонка 19 в этот период открыты, а орган перекрыти  17 запирает трубопровод 16 и открывает выход газов в атмосферу через патрубок 15. При

Q включенной камере 3 сгорани  и работе обслуживающих систем обеспечиваетс  раскрутка турбокомпрессора и выход его на самосто тельный режим работы.

После запуска турбокомпрессора осуществл етс  запуск самого двигател . Дл 

этого заслонкой 14 перекрываетс  трубопровод 12 и открываетс  орган 17 перекрыти . Продукты сгорани  от турбины 2 привода компрессора через трубопровод 16 направл ютс  к силовой турбине 4 и далее через

патрубок 18 в атмосферу. В результате этого создаетс  крут щий момент, способствующий проворачиванию .вала электродвигател  6 стартера, а при включенной муфте 11 сцепл ющего механизма через щестерни 10 и 9 - вращению коленчатого вала 8 и последующему запуску двигател  7.

Дл  кратковременного циклического увеличени  пускового момента органом 23 перекрываетс  выпускной трубопровод 21, открываетс  трубопровод 22 и продукты сгорани  из камеры 3 сгорани  направл ютс  к силовой турбине 4 и далее через вь1ходной патрубок 18 в атмосферу. При достижении температуры газов на выходе из камеры 3 сгорани , максимально допустимой при устойчивой (беспомпажной) работе компрессора 1, орган 23 (заслонку) став т в исходное положение. Эта операци  с заслонкой при необходимости может повтор тьс .

Возможен комбинированный с работой электродвигател  6 стартера и силовой турбины 4 запуск двигател  7. После запуска

0 двигател  7 органом 17 перекрыти  и заслонкой 19 соответственно закрываетс  трубопровод |5 и отключаетс  дополнительна  камера 3 сгорани . Турбокомпрессор начинает работать как обычный агрегат наддува двигател .

Таким образом, в предложенном ДВС по вл ютс  услови  дл  кратковременного циклического увеличени  (в 2 и более раза ) располагаемого пускового момента подачей продуктов сгорани  к силовой турбине под высокой температурой при использовании турбокомпрессором в это врем  запасенной кинетической энергии. Это позвол ет уменьшить затраты электрической энергии на запуск двигател , расщирить температурный диапазон при запуске, что в конечном итоге должно привести к сокращению времени, повышению эффективности и надежности запуска двигател  при нцзких температурах.

Claims (2)

1..Авторское свидетельство СССР № 478119, кл. F 02 В 37/02, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 709825, кл. F 02 В 37/00, 1978.