Комбинированный двигатель внутреннего сгорания

 

И Е <„, 98543

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 280375 (21) 2117536 /25-06 (23) Приоритет — (32) 29.03. 74 (3! ) 7411011 (33) франция (Я) N. Кл.

F 02 В 37/00

Государственный комитет

СССР по делам иообретений и открытий (5З) УДЫ 621.43.052 (088. 8) Опубликовано 15.11.79. Бюллетень 3ф 42

Дата опубликования описания 151179 (73) Авторы изобретения

Иностранцы

Жан Мельшиор и Тьерри Андре Таламон (франция) Иностранная фирма Эта Франсэ, Репреэанте Пар ля Делеге Министерьель пур л Армеман (франция) (71) Заявитель (54) КОМБИНИРОВАННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности энергомашиностроения.

Известны комбинированные двигатели внутреннего сгорания, содержащие б турбокомпрессор, сообщенный через воздухонапорный патрубок компрессора с впускным ресивером двигателя, а через газоприемный патрубок турбины с выхлопным коллектором, обводной Ю трубопровод, выполненный в виде двух параллельных ветвей, снабженных органами дросселирования, подключенными к индикаторам режима работы двигателя, и подсоединяющих воэдухонапор- . 15 ный патрубок к гаэоприемному, и дополнительную камеру сгорания с зоной смешения и зоной горения, подключенную к первой из ветвей через зону смешения, а ко второй через зону 20 горения, которая сообщена при помощи канала с устройством для дозированной подачи топлива (1j. Подача топлива в зону горения дополнительной камеры сгорания изменяется в широких пределах при изменении режима работы двигателя„ поэтому очень важно согласовать подачу воздуха в ее зону горения через вторую ветвь с количеством топлива.,В известных двигателях в качестве индикатора режима работы двигателя используются данные о его мощности, в результате чего соотношение между топливом и воздухом в зоне горения дополнительной камеры на переменных нагрузках не всегда соответствует условиям поддержания оптимальных условий горения.

Целью изобретения является обеспечение стабильности работы двигателя на переменных нагрузках. Это достигается тем, что в предлагаемом двигателе каждый индикатор режима работы выполнен в виде датчика перепада давлений на органе дросселирования.

Датчик перепада давлений на органе дросселирования ветви, подключенной к зоне горения, может быть выполнен в виде дифференциального поршня, одна торцовая поверхность которого нагружена давлением отработанных газов, а другая — давлением воздуха.

Дифференциальный поршень может быть снабжен направляющей, сопряженной со стенкой дополнительной камеры сгорания в зоне горения, а орган дросселирования выполнен в виде радиальных окон в направляющей и перекрывающих их кромах в сопряженной с ней стенке дополнительной камеры.

На фиг. 1 представлена схема описываемого двигателя с частичным разрезом по ветвям обводного трубапровода1 на фиг. 2 — то же с другим вариантом выполнения дополнительной камеры сгорания; на фиг. 3 — разрез по камере сгорания и органу дросселирова" ния, установленному в ветви, подключенной к зоне горения; на фиг. 4 один иэ вариантов соединения органов

10 дросселирования с устройством для дозированной подачи топлива в дополнительную камеру сгорания.

Двигатель 1 внутреннего сгорания содержит несколько цилиндров 2 (услав-15 но показаны три цилиндра) и снабжен впускным ресивером 3 и выхлопным коллектором 4. В показанном на фиг.l варианте коллектор выполнен заодно с зоной смешения дополнительной камеры .сгорания 5, а на фиг.2 показано два коллектора, каждый иэ которых подключен к зоне смешения 6 дополнительной камеры сгорания. Выхлопной коллектор через зону смешения допол- 25 нительной камеры сгорания сообщен с газоприемным патрубком 7 турбины 8 турбокомпрессора 9. Компрессор 10, приводимый этой турбиной, снабжен воздухонапорным патрубком 11, сааб- 30 щенным с ресивером 3. Обводной трубопровод выполнен в виде двух параллельных ветвей 12 и 13, первая из которых подсоединена к зоне смешения 6, а вторая — к зоне горения 14 дополнительной камеры сгорания. В каждой из вет- вей установлены органы дросселнрова-; ния, которые могут быть выполнены либо в виде поворотной заслонки, либо в виде золотника, либо в виде иного известного устройства. На фиг. 1 и 2

40 в качестве органа драсселиравания, установленного в ветви 12, показана поворотная заслонка 15 связанная с индикатором 16 перепада давлений на ней, снабженным двумя поршнями

l7 и 18 разного сечения, расположенными на общем штоке. Полость, заключенная между этими поршнями, сааб" щена с ресивером при помощи трубки 19. На свободную торцовую поверх- Hocis большего поршня действует дрос."селированное.давление ветви, передаваемое по трубке 20, а на свободную торцовую поверхность меньшего поршня — атмосферное давление. 55

В зону. горения 14 дополнительной камеры сгорания воздух поступает по ветви 13. Топливо в зону горения поступает из устройства 21 для дозированной подачи топлива через канал

22 и распыливающее отверстие 23.

Орган дросселирования воздуха, подаваемого в эту зону па ветви 13, связан только с датчиком перепада давления на самом органе драсселирования, который выполнен золотникавым в виде дефференциальнага поршня

24, одна торцовая поверхность 25 которого плошадью S нагружена давлением отработанных газов, а другая поверхность 26 (см.фиг,3) — давлением воздуха. Дифференциальный поршень снабжен направляющей 27, сопряженной со стенкой 28 дополнительной ка(меры сгорания. Стенка 28 может либо обхватывать направляющую поршня (см. фиг. 1 и 2), либо может быть помещена внутрь направляющей (cM.фиг,3).

Радиальные окна 29 выполнены в направляющей поршня и соединяют ветвь

13 с заной горения. Окна перекрываются рамкой 30 стенки, которая может быть либо торцовой, как показано на фиг. 1 и 2, либо ее функции выполняют кромки радиальных окон 31 в стенке, как показана на фиг. 3 и 4.

Устройство 21 для дозированной подачи топлива соединено с органом драс. селиравания в ветви 13 и содержит исполнительный орган 32, показанный на фиг. 1 и 2 в виде рычага, механически свяэаннага с одной стороны са стенкой 28 камеры сгорания, а с другой с регулиравбчным клапаном 33, При перемещении рычага 32 одновре- менно изменяются сечение для прохода топлива, зависящее ат положения клапана 33, и сечение для прохода воздуха через окна 29.

На фиг. 3 показан вариант, в котором орган драсселиравания в ветви, подключенной к эане смещения, выполнен в виде подвижных окон 34 н дополнительном золотнике 35, присоединенном к поршню 24, и неподвижных окон 36 в наружной стенке 37 дополнительной камеры сгорания. . Воздух, поступающий в зону смеше= ния, может быть использован для охлаждения дополнительной камеры сгорания и элементов двигателя. Для этого имеется соединенный с этой ветвью воздуховод 38, обхватывающий дополнительную камеру сгорания и сообщенный с ее внутренней полостью либо через отверстия 39, расположенные перед газоприемным патрубкам 7 турбины (см.фиг.l), либо через отверстия 40 большого -сечения, расположенные непосредственно за зоной горения, и мелкие отверстия 41, расположенные перед гаэаприемным патрубком турбины.

Варианты, приведенные на фиг. 3 и 4, отличаются,от вариантов на фиг. 1 и 2 двумя усовершенствованиями 4

Первое иэ них заключается в там, что исполнительный орган 32 выполнен реагирующим на изменение давления в любой точке магистрали, связывающей выход компрессора с входам турбины, и управляется так, что се" б 98543 чение окон 29 и расход топлива изме" няют одновременно обратно пропорционально перепаду давлений на органе дросселирования.

Второе заключается в том, что . дроссель ветви 13 установлен в соединении этой ветви с зоной смешения.

Для этого дроссели выполнены в виде трех полых коаксиальных элементов, из которых один элемент (стенка) 37 неподвижен, а два других элемента 42 и 28 подвижны независимо один от другого. Элемент 35 (дополнительный золотник) ограничивает изнутри по крайней мере частично зону смешения б дополнительной камеры сгорания и вместе с элементом (стенкой) 37 определяет сечение для прохода воздуха в зону горения. Поршень 24 высту- . пает из ветви 13 через уплотнение

43, обеспечивающее его подвижность.

Снаружи поршень снабжен кожухом 44, 20 в котором скользит исполнительный орган 32, имеющий вид плунжера и соединенный со стенкой 28, и установлен подпружиненный плунжер 45, в отверстие 46 которого помещена игла 25

47 исполнительного органа. Зазор между стенками отверстия и иглой изменяется при перемещении исполнительного органа и изменяет сечение для прохода топлива из топливопровода 48 3(} в канал 22 р

На фиг. 4 приведен вариант, в котором орган дросселирования в ветви

12 выполнен в виде клапана 49, соеди-. няющего эту ветвь с ветвью 13. Этот клапан реагирует только на перепад давления, а не на абсолютный расход воздуха, В результате того, что органы дросселирования реагируют только на @ перепад давления на каждом из этих органов, расход топлива через зону горения дополнительной камеры сгорания всегда согласован с подачей топлива и обеспечиваются благоприятные условия для горения. Выполнение органа дросселирования в виде радиаль-.. ных окон, подводящих воздух к зоне горения, обеспечивает высокую турбулиэацию в зоне горения и более полное сгорание.

Формула изобретения

1. Комбинированный двигатель внутреннего сгорания, содержащий турбокомпрессор, сообщенный через воздухонапорный патрубок компрессора с впускным ресивером двигателя, а через газоприемный патрубок турбины с выхлопным коллектором, обводной трубопровод, выполненный в виде двух параллельных ветвей, снабженных органами дросселирования, подключены к индикаторам режима работы двигателя, и подсоединяющих воздухонапорный патрубок к газоприемному, и дополнительную камеру сгорания с зоной смешения и зоной горения, подключенную к первой из вет;вей через зону смешениФ, а ко второй .через зону горения, которая сообщена при помощи канала с устройством для дозированной подачи топлива, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения стабильности работы на переменных нагрузках, каждый индикатор режима работы выполнен в виде датчика перепада давлений на органе дросселирования.

2. Двигатель по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что датчик перепада давлений на органе дросселирования ветви, подключенной к зоне горения, выполнен в виде дифференциального порш,ня, одна торцовая поверхность которого нагружена давлением отработанных газов, а другая. — давлением воздуха.

3. Двигатель по п.2, о.т л ич а ю шийся тем, что дифференциальный поршень снабжен направляющей, сопряженной со стенкой дополнительной камеры сгорания в зоне горения,а орган дросселирования выполнен в виде радиальных окон в направляющей и перекрывающих их кромок в сопряженной с ней стенке дополнительной камеры, Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ClUA 9 2633698, кл. 60-13, опублик. 1953 (прототип).

6 98543

Заказ 6967/40

Тираж 628 Подписное

Ц1ИИПИ Государствен ого комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130 35, Москва, X-35, Раушская араб,, д. 4/5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектяая,4

Составитель М .Файя Редактор A.nåéño÷åíêo Техред Э.Чужик Корректор Ю.Макаренко