Импульсный турбонагнетатель двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для повышения эффективности использования энергии отработавших газов двигателя на переменных режимах работы путем согласования средних углов установки соплового аппарата турбины со средними параметрами газов. Турбонагнетатель содержит компрессор 1 и турбину 2 с лопаточным сопловым аппаратом (СА) 3 и входными каналами с раздельным подводом рабочей среды СА снабжен механизмом поворота (МП) лопаток, кинематически связанным с валом 5 двигателя (Д) и снабженным кольцом 7. Кинематическая связь МП с валом 5 выполнена через кулачки (К) 8. оси которых размещены в радиальных пазах кольца 7 Последнее выполнено поворотным и связано с датчиком величины подачи топлива в Д Такое выполнение позволяет обеспечивать вращение К и колебательные движения поводка 12 и лопаток СА, При смещении К 8 на новом режиме работы обеспечивается колебание лопаток в новом положении, соответствующем новой нагрузке, расходу газа, мощности и т.д. Это приводит к более полному использованию энергии импульсов газов. 5 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 02 В 37/12, F 02 С 6!12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.! (61) 1456625 (21) 4448210/06 (22) 27.06.88 (46) 30.03.91. Бюл. М 12 (71) Дальневосточный технический институт рыбной промышленности и хозяйства (72) B,А.Шурипа (53) 621,432(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1456625, кл. F02 С 6/12,,1987, (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЬ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и предназначено для повышения эффективности использования энергии отработавших газов двигателя на переменных режимах работы путем согласования средних углов установки соплового аппарата турбины со средними параметрами газов, Турбонагнетатель содержит компрессор 1 и

„„Я „„1638332 А2 турбину 2 с лопаточным сопловым аппаратом (СА) 3 и входными каналами с раздель ным подводом рабочей среды, СА снабжен механизмом поворота (МП) лопаток, кинематически связанным с валом 5 двигателя (Д) и снабженным кольцом 7. Кинематическая связь МП с валом 5 выполнена через кулачки (К) 8, оси которых размещены в радиальных пазах кольца 7. Последнее выполнено поворотным и связано с датчиком величины подачи топлива в Д. Такое выполнение позволяет обеспечивать вращение К . и колебательные движения поводка 12 и ло- . паток СА, При смещении К 8 на новом режиме работы обеспечивается колебание лопаток в новом положении, соответствующем новой нагрузке, расходу газа, мощно-сти и т.д. Это приводит к более полному использованию энергии импульсов газов, 5 ил.

1638332

10 параметрами газов, На фиг. 1 показан турбонагнетатель, об- 15

40

50 вала 5 лопатки соплового аппарата 3 поворачиваются на оси 10 вилкообразным по- 55

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с регулируемым турбонаддувом и является усовершенствованием известного устройства по основному авт, св. N 1456625.

Цель изобретения — повышение эффективности использования энергии отработавших газов двигателя внутреннего сгорания на переменных режимах работы . путем согласования средних углов установки лопаток соплового аппарата со средними щий вид; на фиг. 2 — проточная часть турбины; на фиг, 3 — механизм регулирования соплового аппарата турбины; на фиг. 4— сечение А — А на фиг. 3; на фиг. 5 — связь механизма регулирования турбонагнетателя с двигателем внутреннего сгорания.

Турбонагнетатель содержит компресcGp 1 и турбину 2 с лопаточным сопловым аппаратом 3 и входными каналами 4 с раздельным подводом рабочей среды, Сопловой аппарат 3 установлен неподвижно и снабжен механизмом поворота лопаток, кинематически связанным с валом 5двигателяб, Механизм поворота лопаток снабжен дополнительным кольцом 7. Кинематическая связь механизма поворота с валом 5 двигателя 6 выполнена через кулачки 8, оси которых размещеныв радиальных пазах 9 дополнительного кольца 7. Все оси 10 поворота всех лопаток подсоединены к кулачкам

8, кольцо 7 выполнено поворотным и связано с датчиком 11 величины подачи топлива в двигатель 6, Кинематическая связь содержит также вилкообразный поводок 12, шестерню 13, зубчатое колесо 14 и шип 15, установленный в паз 9. Каждый кулачок 8 выполнен с эксцентриситетом е, Турбонагнетатель работает следующим образом.

Отработавшие газы из цилиндров двигателя 6 поступают в соответствующий входной канал 4 турбины 2 и подводятся к сопловому аппарату 3, отдают свою энергию рабочим лопаткам турбины 2 и выходят из нее в атмосферу. По мере изменения параметров газа в соответствующем канале

4 и при изменении поворота коленчатого водком 12 на угол, соответствующий газодинамическим параметрам, в данный момент Б зависимости от интенсивности импульса. Поворот лопаток соплового аппарата 3 осуществляется валом 5 двигателя 6

35 посредством кинематической связи, передающей крутящий момент через зубчатое колесо 14; шестерню 13, кулачок 8 и поводок

12. Вращающийся кулачок 8 с эксцентриситетом е приводит в колебательное движение поводок 12 и заставляет колебаться лопатки соплового аппарата 3.

При изменении режима работы двигателя б меняется подача топлива, воздуха и частота вращения колеса турбонагнетателя, Датчик 11 величины подачи топлива (рейка топливного насоса) через систему тяг поворачивает дополнительное кольцо 7, которое перемещает шип 15 в пазу 9. Вместе с шипом 15 перемещаются находящиеся на нем шестерня 13 и кулачок 8. Смещенный кулачок 8 заставляет колебаться поводок 12 и ось 10 лопатки соплового аппарата 3 в но- вом положении. соответствующем новой нагрузке, расходу газа, мощности и т.д.

Поскольку система тяг от датчика 11 не связана с механической передачей от вала 5 двигателя б, то регулирование положения лопаток по нагрузке зависит только от положения рейки топливного насоса и не зависит от угла поворота вала 5 двигателя 6.

При увеличении мощности двигателя 6 увеличивается расход и энтальпия газа перед турбиной 2. Для повышения КПД турбины 2 следует. увеличивать угол а1 установки лопаток, чтобы увеличить пропускную способность и уменьшить потери на обтекание лопаток рабочего колеса, Поворотом кольца

7 шип перемещается вправо (фиг. 3) и поворачивает ось 10 поводка 12 и лопаток по часовой стрелке. Угол с1 при этом увеличивается.

Вращение кулачка 8, находящегося в новом положении, позволяет ориентировать лопатки соплового аппарата 3 в каждом входном канале 4 в соответствии с новым режимом работы двигателя 6. Это приводит к более полному использованию энергии импульсов газов, повышению КПД турбо= нагнетателя, увеличению количества воздуха, подаваемого компрессором 1, и к повышению КПД двигателя б.

Формула изобретения

Импульсный турбонагнетатель двигателя внутреннего сгорания по авт. св.

¹ 1456625, отличающийся тем,что, с целью повышения эффективности использования энергии отработавших газов двигателя внутреннего сгорания на переменных режимах работы путем согласования средних углов установки лопаток соплового аппарата со средними параметрами газов. механизм поворота лопаток снабжен допол1638332 иг. нительным кольцом, кинематическая связь механизма поворота с валом двигателя выполнена через кулачки, оси которых размещены в радиальных пазах дополнительного

I кольца, все оси поворота всех лопаток подсоединены к кулачкам, кольцо выполнено поворотным и связано с датчиком величины подачи топлива в двигатель, 1638332

Составитель В,Козлов

Техред М.Моргентал

Редактор М.Петрова

Корректор Т. Малец

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 910 Тираж 352 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5