Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к устройству кинематической связи между валом двигателя внутреннего сгорания и агрегатами его наддува. Цель изобретения - согласование характеристик воздухоснабжения с режимом работы двигателя. Ведущий вал 1 шестеренчатой передачи связан с коленчатым валом двигателя через шестерни 2 и 3. Вал-шестерня 24 с закрепленным на нем колесом 27 компрессора 28 соединен с ведущим валом 1 передачи через управляемую фрикционную муфту 10. Вал-шестерня 34 с прикрепленным к нему рабочим колесом 37 турбины 38 связан с валом 30, а этот вал через управляемую фрикционную муфту 11 - с ведущим валом 1 передачи. Каждая муфта выполнена с механизмом отключения. Оба механизма подключены к блоку управления. При запуске и на малых нагрузках двигателя отключают муфту 11, компрессор 28 вращается от коленчатого вала двигателя. Под нагрузкой можно отключать обе муфты, при этом ни компрессор 28, ни турбина 38 не участвуют в воздухоснабжении. При высоких нагрузках можно включить обе муфты и таким путем увеличить давление наддува и степень использования энергии отработавших газов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1502864 А1 (51)4 F 02 В 39 12 7 00 рг г р"..:>,"- 4;i.Л;," .I (".". - (i1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPtKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) УСТРОЙСТВО (1Я НАДУВА 71ВЦГАТГПЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57). Изобретение относится к устройству кинематической связи между валом двигателя внутреннего сгорания и агрегатами его наддува. Цель изобретения — согласование характеристик воздухоснабжения с режимом работы двига2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2 1) 4 387328/25 — 06 (22) 29. 12. 87 (46) 23.08.89. Бюл. 8" 31 (72) 3 ° 3. Мац, В.H. Зайончковский, И.В. Герасименко и В.F.. Соболев (53) 62 1.43.052(088.8) (56) Патент СНА N 4145888, кл. F 37/04, опублик. 1979.

Я

Я

57

ФР

3 1502864 т -пя. Ведущий вал 1 шестеренчатой передачи связан с коленчатым валом двигателя через шестерни 2 и 3. Валшестерня 24 с закрепленным на нем

5 колесом 27 компрессора 28 соединен с ведущим валом 1 передачи через управляемую фрикционную муфту 10. Вал-шестерня 34 с прикрепленным к нему рабочим колесом 37 турбины 38 связан с валом 30, а этот вал через управляемую фрикционную муфту 11 — с ведущим валом 1 передачи. Каждая муфта выполнена с механизмом отключения. Оба механизма ппдклю <ены к блоку управления. При запуске и на малых нагрузках двигателя отключают муфту 11, компрессор 28 вращается от коленчатого вала двигателя. Под нагрузкой можно отключать обе муфты, при этом ни компрессор 28, ни турбина 38 не участвуют в воздухоснабжении. При высоких нагрузках можно включить обе муфты и таким путем увеличить давление наддува и степень использования энергии отработавших газов. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателе- 20 строению, а именно к устройствам связи агрегатов воэдухоснабжения двигателя внутреннего сгорания с коленчатым валом.

Цель изобретения — согласование характеристик воздухоснабжения с режимом работы двигателя.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Ведущий вал 1 шестеренчатой пере- 30 дачи связан с шестерней 2 при помощи консольной шестерни 3. Шестерня 2 связана с коленчатым валом двигателя.

Вал 1 смонтирован в корпусе 4 на подшипниках 5 и 6 качения. К валу 1 приварен диск 7, к обеим сторонам которого неподвижно прикреплены ведущие венцы 8 и 9 отключаемых фрикционных муфт 10 и 11. Ведомые венцы

12 и 13 фрикционных муфт выполнены в 4р виде корпусов,в .которых встроены механизмы отключения, в виде сервопоршней 14 и 15 для сжатия пакетов фрикционных дисков 16 и 17. Управление фрикционными муфтами ОсущестBляeTся 45 маслом, используемым для смазки двигателя. Масло подводится по трубкам

18 и 19 и затем по сверлениям А,Б,В, Г поступает к сервопоршням 14 и 15.

Ведомые венцы 12 и 13 смонтированы

50 на ведущем валу 1 на подшипниках качения 20 и 21. С ведомыми венцами 12 и 13 жестко связаны зубчатые венцы прямоэубых шестерен 22 и 23. Зубчатый венец 22 находится в зацеплении с

55 валом-шестерней 24, смонтированным в подшипниках 25 и 26 скольжения.

На валу-шестерне 24 посредством шлиценой посадки посажено воздушное колесо 27 компрессора 28. Зубчатый венец шестерни 23 находится в зацеплении с шестерней 29, которая с помощью шлицев посажена на вал 30, установленный в подшипниках 31 и 32 качения. На валу 30 рядом с шестерней 29, также на шлицах посажена шестерня 33, которая находится в зацеплении с валом-шестерней 34, смонтированным в подшипниках 35 и 36 сколь.«-ния. Валшестерня 34 связан с рабочим колесом

37 турбины 38, шлицами 39 и струной

40.

Механизмы отключения обеих муфт подключены к блоку управления (не показан).

Устройство работает следующим образом.

На малых нагрузках работы двигателя внутреннего сгорания, когда расход отработавших газов мал и они обладают незначительной энергией ввиду их относительно малой температуры и дав ения, недостаточной для обеспечения удовлетворительного воздухоснабжения с помощью автономного турбокомпрессора, по сигналу блока управления происходит включение в работу компрессора 28. При этом вращение от коленчатого вала двигателя передается через шестерню 2 на шестерню 3, сидящую на консольном конце ведущего вала 1.

Ведущий венец 8 отключаемой фрикционной муфты 10 вращается с частотой вращения вала 1, так как он жестко связан с диском 7. Силовое масло для управления фрикционными муфтами по трубке 18 и каналам А, Б поступает под сервопоршень 14 и, перемещая em, сжимает пакет фрикционных дисков 16.

Благодаря силам трения между фрикци5 )!!28 опн»п»»»»»»»ск;»к»и 16 ведомый»»»»»е»» 12

»»ри< верстает частоту вращ» пия»»еду»»»» го веHIfà 8 и соответственно вал» 1. Жес TKo с Вя э а н»»»>»Й с в»>;»Ом»>»м»»E> Jil((>»» 1 2 зубчатый венец шестерни 22 пере »ает

5 вращение на вал-шестерню 24 и на вс здушное колесо 27 к к»»»рессора 28,сжатый воздух из которого направляется н двигатель. В турбину 30 отработавшие газы не поступают.

При работе двигателя в среднем диапазоне нагрузок, если в схему наддува двигателя «»аряду с пре глаrаeмым устройством включен автономный турбокомпрессор, то воздухоснабжение может осуществляться от автономного турбокомпрессора, а компрессор 28 и турбина 38 устройства в работе двигателя не участвуют. В этом случае вра- О щение на ведущий вал 1 передается от коленчатого вала двигателя через шестерни 2 и 3. Блок управления отключает подачу силового масла в привод фрикционных муфт 10 и 11 и серво- поршни 14 и 15 не зажимают пакеты фрикционных дисков 16 и 17 и вращение от вала 1 не передается на ведомые венцы 12 и 13 фрикционных муфт и соответственно на привод компрессора

28 и турбины 38. На этих режимах ни компрессор 28, ни турбина 38 в ноздухоснабжении двигателя на участвуют.

При работе двигателя на номинальной и близких к ней нагрузках Ьоздухоснабжение осуществляется компрес- З5 сором 28 и, если есть автономный турбокомпрессор, то совместно компрессором 28 и автономным турбокомпрессором.

Выхлопные газы на этих режимах работы двигателя обладают избыточной энергией, которая не может быть полностью реализована в турбине автономного турбокомпрессора. Ввиду этого для полной реализации избыточной энергии выхлопных газов двигател»»! и компенсации, частично или полностью, мощности, затрачиваемой на привод компрессора 28, в работу включается турбина 38 устройства.

Привод компрессора осуществляется таким же образом, как при работе на малых нагрузках. Турбина 38 включается в работу следующим порядком. Силовое масло из системы смазки двигате64

»»»» подается по труИ;е 19 и каначам

В и Г под сервопоршень 15, который, перемещаясь, снижает пакет фрикционных дисков 17 и за счет сил трения вращение от вала передается через венец 9 к ведомому венцу 13. Жестко с»»яэанная с ним шестерня 23 через шестерни 29 и 33, сидящие на промежуточном валу 30, передает вращение на вал-шестерню 34, которая связана с турбинным колесом 37.турбины 38. Таким образом избыточная мощность выхлопных газов, реализуемая в газовой турбине 48, передается на коленчатый вал двигателя. Передаточные отношения шестерни 23, 29, 33, 34 и профилировка проточной части турбины 38 подбираются таким образом, чтобы ми»шмальные потери в турбине соответствовали частоте вращения коленчатого вала двигателя на номинальном режиме.

Таким. образом .обеспечивается согласование характеристик воздухоснабжения двигателя с режимом его работы, что приводит к снижению среднеэксплуатационного расхода топлива.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее воз- душный компрессор и газовую турбину, шестеренчатую передачу, снабженную по меньшей мере одной шестерней для соединения ведущего вала с коленчатым валом двигателя, муфтой соединения ведущего вала с валом турбины и отключаемой фрикционной муфтой, ведущий венец которой закреплен на ведущем валу передачи, а ведомый выполнен с встроенным механизмом отключения и связан с валом компрессора, отличающееся тем,что,с целью согласования характеристик воздухоснабжения с режимом работы двигателя, устройство снабжено блоком управления муфтами, муфта соединения ведущего вала с валом турбины выполнена отключаемой фрикционной, ее один венец закреплен на ведущем валу передачи, а другой выполнен с встроенным механизмом отключения и связан с валом турбины, причем механизмы отключения обеих муфт подключены к блоку управления.