Способ регулирования турбонаддува двс

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к турбонаддувным двигателям внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить эффективность регулирования турбонаддува. В способе регулирования турбонаддува ДВС путем перепуска на режиме работы двигателя с перепуском основная часть выпускных газов поступает через безлопаточный направляющий аппарат на рабочее колесо турбины в направлении вращения колеса. При этом перепускаемая часть выпускных газов через открытый перепускной клапан, расположенный в выпускном трубопроводе до безлопаточного направляющего аппарата турбины, поступает в безлопаточный направляющий аппарат и оттуда на рабочее колесо турбины в обратном направлении вращения колеса. 1 ил.

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к турбонаддувным двигателям внутреннего сгорания.

Известен способ регулирования турбонаддува ДВС для уменьшения давления наддува путем перепуска выпускных газов, в котором на режиме работы двигателя с перепуском основная часть выпускных газов поступает через безлопаточный направляющий аппарат на рабочее колесо турбины в направлении его вращения, а перепускаемая часть выпускных газов через открытый перепускной клапан, расположенный в выпускном трубопроводе до безлопаточного аппарата турбины, поступает в выпускной трубопровод, расположенный за рабочим колесом турбины [1].

Известный способ имеет недостатки. Основная часть выпускных газов, поступающих через безлопаточный направляющий аппарат на рабочее колесо турбины, используется для создания мощности турбины NТ, которая равна [2]

где LТ - работа турбины;

GГ - расход выпускных газов через турбину.

Так как рабочее колесо турбины и колесо компрессора находятся на одном валу, то мощность компрессора NK равна мощности турбины Nт (без учета к.п.д. турбокомпрессора) [2]

при этом

где LК - работа компрессора;

GВ - расход воздуха через компрессор.

Во время перепуска расход выпускных газов через турбину GГ равен (без учета расхода топлива из-за сравнительно малого значения)

где - перепускаемая мимо турбины часть выпускных газов.

Из (1-4) видно, что

Анализ уравнения (5) показывает, что чем больше перепускается выпускной газ мимо турбины, тем больше совершается работа турбины LТ по сравнению с работой компрессора LК. Увеличение работы турбины LТ приводит к повышению давления выпускных газов перед турбиной PТ согласно уравнению [3]

где кГ - показатель адиабаты для выпускных газов;

RГ - газовая постоянная для выпускных газов;

ТТ - температура выпускных газов перед турбиной;

рО - давление выпускных газов за турбиной.

Чрезмерно повышаясь во время перепуска, давление выпускных газов перед турбиной рТ становится выше давления наддува рК, что приводит к увеличению отрицательной работы насосных ходов и, соответственно, к ухудшению эффективных показателей двигателя внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности способа регулирования турбонаддува ДВС.

Способ регулирования турбонаддува ДВС путем перепуска, в котором на режиме работы двигателя с перепуском основная часть выпускных газов поступает через безлопаточный направляющий аппарат на рабочее колесо турбины в направлении его вращения, а перепускаемая часть выпускных газов - через открытый перепускной клапан, расположенный в выпускном трубопроводе до безлопаточного направляющего аппарата турбины, согласно изобретению поступает в безлопаточный направляющий аппарат и оттуда на рабочее колесо турбины в обратном направлении вращения колеса.

На чертеже представлена схема способа регулирования турбонаддува ДВС.

Схема содержит безлопаточный направляющий аппарат 1, рабочее колесо 2, перепускной клапан 3, расположенный в выпускном трубопроводе 4 до безлопаточного направляющего аппарата 1.

Способ регулирования турбонаддува ДВС работает следующим образом. На режиме работы ДВС с перепуском основная часть выпускных газов поступает через безлопаточный направляющий аппарат 1 на рабочее колесо 2 в направлении его вращения со скоростью с1, тангенсиальная составляющая которой равна . А перепускаемая часть выпускных газов поступает через открытый перепускной клапан 3 в безлопаточный направляющий аппарат 1, оттуда на рабочее колесо 2 в обратном направлении его вращения со скоростью , тангенсиальная составляющая которой равна . Поступившие на рабочее колесо 2 в обратном направлении его вращения выпускные газы приводят к уменьшению работы турбины на окружности колеса LТ согласно уравнению [2]

где u1 - окружная скорость рабочего колеса на входе выпускных газов;

u2 - окружная скорость рабочего колеса на выходе выпускных газов. Так как перепуск выпускных газов мимо турбины отсутствует, то расход выпускных газов через турбину GГ равен расходу воздуха через компрессор GB (без учета расхода топлива)

Из (1-3) и (8) видно, при уменьшении работы турбины LТ уменьшается работа компрессора LК, которая равна [3]

где к - показатель адиабаты для воздуха;

R - газовая постоянная для воздуха;

ТО - температура воздуха перед компрессором;

рО - давление воздуха перед компрессором.

Из (9) видно, что при уменьшении работы компрессора LК уменьшается давление наддува рК. При этом давление наддува рК будет выше, чем давление выпускных газов перед турбиной рТ, так как температура на входе в компрессор ТО меньше, чем температура выпускных газов перед турбиной ТТ. Поэтому совершается положительная работа насосных ходов и, соответственно, улучшаются эффективные показатели ДВС.

Источники информации

1. Моргулис Ю.Б. Системы регулирования давления наддува тракторных и комбайновых двигателей. - ЦНИИТЭИ, сер. "Тракторы и двигатели", 1982, вып.3.

2. Газовые турбины двигателей летательных аппаратов. Теория, конструкция и расчет: Учебник для втузов. - 3-е изд., перераб. и доп./ В.И.Локай, М.К.Максутова, В.А.Стрункин. - М.: Машиностроение, 1979. - 447 с., ил.

3. Турбомашины и МГД-генераторы газотурбинных и комбинированных установок: Учеб. пособие для студентов втузов, обучающихся по специальности "Турбиностроение" / В.С.Бекнев, В.Е.Михальцев, А.Б.Шабаров, Р.А.Янсон. - М.: Машиностроение, - 392 с., ил.

Способ регулирования турбонаддува ДВС путем перепуска, в котором на режиме работы двигателя с перепуском основная часть выпускных газов поступает через безлопаточный направляющий аппарат на рабочее колесо турбины в направлении вращения колеса, отличающийся тем, что перепускаемая часть выпускных газов через открытый перепускной клапан, расположенный в выпускном трубопроводе до безлопаточного направляющего аппарата турбины, поступает в безлопаточный направляющий аппарат и оттуда на рабочее колесо турбины в обратном направлении вращения колеса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к бронетанковой технике, в частности к силовым установкам танков. .

Изобретение относится к машиностроению может быть использовано в двухтопливных двигателях внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом. .

Изобретение относится к области двигателестроения и предназначено для использования в системах байпасного регулирования турбины турбокомпрессора и рециркуляции отработавших газов в дизеле.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в производстве дизельных двигателей. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к выпускным системам двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системах выпуска отработавших газов. .

Изобретение относится к устройствам для подвода газа к турбокомпрессору двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к устройствам, регулирующим процесс наддува двигателя внутреннего сгорания (ДВС). .

Изобретение относится к машиностроению в частности к двигателестроению, и позволяетулучшитьтопливную экономичность двигателя путем устранениязабросов отработавших газов из выпускного коллектора в цилиндры двигателя.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системах выпуска отработавших газов

Изобретение относится к системам газотурбинного наддува двигателей внутреннего сгорания транспортных средств

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) с турбонаддувом

Изобретение относится к системам извлечения энергии, а более конкретно к устройству, повышающему эффективность системы извлечения энергии

Изобретение может быть использовано в системах управления двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Предложен способ эксплуатации приводного агрегата с бензиновым двигателем (1) и системой охлаждения выхлопного газа. Согласно способу воздух для сгорания, подводимый к цилиндру (3) бензинового двигателя (1) через впускной клапан, сжимается при помощи турбокомпрессора (12), который имеет турбину (13) с изменяемой геометрией лопаток. Впускной клапан закрывается, прежде чем поршень достигает в цилиндре (3) нижней мертвой точки. Подводимый к турбине выхлопной газ охлаждается в части выпускного трубопровода, в частности в выпускном коллекторе. Также предложен приводной агрегат для осуществления описанного способа и транспортное средство. Технический результат заключается в увеличении коэффициента полезного действия двигателя. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Система турбонаддува тепловозного двигателя внутреннего сгорания, содержит турбокомпрессор (1), подключенный через воздухонапорную магистраль (2) и охладитель (3) наддувочного воздуха к впускному ресиверу (4) двигателя (5). Имеется линия (25) перепуска части сжатого в компрессоре воздуха. Турбина (7) через диффузор (12), газоприемный патрубок (6) и газопровод (8) подключена к выпускному коллектору (24) двигателя (5). В состав системы введен накопитель-рессивер (17) с аккумулятором давления, выполненным в виде цилиндра с подпружиненным поршнем, перепускной клапан (14) и электронный блок (15) управления. В состав турбокомпрессора входит мотор-генератор (19). Линия (25) перепуска связывает накопитель-ресивер (17) с полостью колеса (18) подкрутки с лопатками, установленного на валу турбокомпрессора (1), на котором дополнительно установлен якорь электрического мотор-генератора (19). Воздухонапорная магистраль (2) компрессора, через перепускной клапан (14), связана с полостью аккумулятора давления накопителя-рессивера (17). Управление перепускным клапаном (14) и мотор-генератором (19) осуществляют электронным блоком (15) управления. К электронному блоку (15) управления подключены датчики (16), (20), (23) давления воздуха, установленные соответственно в воздухонапорной магистрали (2), аккумуляторе давления и улитке турбины, а также датчик (21) частоты вращения коленчатого вала двигателя. Технический результат заключается в обеспечении стабилизации давления во впускном ресивере, сглаживании скачков уплотнения воздуха и расширение зоны эффективной работы турбокомпрессора. 1 ил.

Изобретение относится к трубному узлу для расположения в трубопроводе для газообразной среды. Устройство содержит трубчатое тело (22), трубчатый гибкий уплотнительный элемент (23), который на первом конце (25) неподвижно установлен снаружи трубчатого тела и который на втором конце (42) содержит фланцевый элемент (27). Фланцевый элемент (27) выполнен с возможностью съемного прикрепления к фланцевому элементу (31) в соединительной трубе (21) в трубопроводе, для того чтобы, когда фланцевые элементы прикреплены друг к другу и трубный узел соответственно соединен с соединительной трубой, обеспечивать перемещение между трубчатым телом и соединительной трубой за счет гибкости уплотнительных элементов. Взаимное прикрепление фланцевых элементов (27, 31) образует только контактное соединение трубного узла (22) с соединительной трубой (21). 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к турбонаддувным двигателям внутреннего сгорания

Наверх