Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания

 

О Il и-O А" Й- и- е

Союз Советсиик

Социалистических республик (в 717383 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04. 10.74 (23 ) 2071585/25-06 (51)М. Кл.

F 02 В 37/00 F 02 В 33/42

t с присоединением заявки М (23 ) Приоритет

Опубликовано 25.02,80, Бюллетень М 7 (53) УДК 621;43..052(088.8) Дата опубликования описания 28.02.80

В. И. Иовлев и П. В. Иванов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области ма шиностроения, а именно к устройствам . для наддува двигателей- внутреннего сгоран ия.

Известны устройства для наддува дви-. гателя внутреннего сгорания, содержащие ступень высокого давления, у которой воздухонапорный и газоприемный .натрубки подключены к двигателю, и ступень низ кого давления, снабженную турбиной и

10 компрессором, расположенными на общем валу и образующими турбокомпрессор (1).

В известных устройствах стуйень вы сокого давления также выполнена в виде турбокомпрессора. При работе двигателя

1S его отработавшие газы последовательно расширятся в турбине турбокомпрессора высокого давления и в турбине турбокомпрессора низкого давления, а воздух последовательно сжимается в нагнетателях этих турбокомпрессоров. В двигателях с высоким давлением наддува возрастают,. соответственно, йпараметры газов (давление и температура) перед турбокомпрес2 ,сором высокого давления. Эго усложняет его конструкцию, так как требуется применение дорогостоящих материалов для изготовления его проточной части и введение охлаждения ее элементов. Эффек» тивность известных устройств в связи с этим ограничена.

Целью описываемого изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности.

Для.этого ступень высокого давления выполнена в виде гаэодинамического об» менника давления. Последний может быть кинематически связан с турбокомпрессором при помощи шестеренчатого редуктора.

Редуктор может быть снабжен по меньшей мере одной парой шестерен с внутренним зацеплением, у которой внешняя шестерня выполнена на роторе обменника давления.

На фиг. 1 приведена общая схема описываемого устройства, На фиг. 2 - ваpH&HT с кинематической связью между

3 71 738 обменником давления и турбокомпрессо ром, на фиг. 3 — разрез по редуктору.

K двигателю Внутреннего Сгорания 1 подключены воздухонапорный 2 и газо . приемный 3 патрубки газодинамического обменника давления 4, представляющего собой ступень высокого давления.. ,В качестве ступени низкого давления

- использован турбокомпрессор 5 с турби- ной 6 и компрессором 7, расположенными 10 на общем валу. Между ступенями сжатия воздуха в воздуховоде 8 установлен воз духоохладитель 9. При помощи перепускного клапана 10 газоприемный патрубок обменника давления дополнительно сообuieH с трубопроводом 11 подачи газов в турбокомпрессор.

Привод обменника давления может быть любым.

Если по режимам эксплуштаций дви- О гателя его турбокомпрессор работает в узком диапазоне частот вращения, мож» но в качестве привода использовать кинематическую связь с турбокомпрессором, как показано;на фиг. 2. В этом . случае ротор 12 кинематически связан: с валом 13 турбокомпрессора при помо щи шестеренчатого редуктора 14, выпол-. ненного в виде пары шестерен с внутрен ним защеплением, у которой внешняя шес-: . ЗО теряя 15 выполнена на роторе обменни-. ка давления, а внутренняя 16 закреплена на валу 13 турбокомпрессора.

Отработавшие газы двигателя поступа ют в газодинамический обменник давле« ния 4 через его газоприемный патрубок

3. В каналах его ротора дважды за каж дый оборот происходит обмен давления между газами. поступившими. с высоким давлением из двигателя, и воздухом, поступйвшим по воздуховоду 8,из ступени низкого давления. Сжатый в обменнике давления воздух. поступает через воздухо . напорный патрубок 2 в воздушный реси- " вер двигателя.

После частичного расширения из обменника давления отработавшие газы на» правляются по трубопроводу 11 в турбокомпрессор; где расширяются до атмос ферного давления и поступают на выхлоп.

ЭО

Йагнетатель 7 турбокомпрессора всасывает воздух из атмосферы, сжимает его и подает в обменник давления. После

3 4 сжатия в ступени низкого давления воздух охлаждается в воздухоохладителе 9..

В момент запуска двигателя частсюу вращения обменника давления трудно сог ласовать с режимом работы двигателя, поэтому отработавшие газы двигателя через перепускной клапан 10 направляются непосредственно в турбокомпрессор и раскручивают его вал.

Вследствие того, что каналы обменника давления попеременно заполняются то ,газами, то воздухом, воздух отводит теп ло от их стенок и устройство позволяет повысить эффективность наддува двигате- ля беэ существенного усложнения конструкции ступени высокого давления. Привод ротора обменника давления от вала турбокомпрессора упрощает конструкцию в целом за счет исключения отдельного привода, а выполнение внешней шестерни на роторе обменника давления позволяет увеличить компактность устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее ступень высокого давления, у которой воздухонацорный и газоприемный патрубки подключены к двигателю, и ступень низкого давления, снабженную турбиной и компрессором, расположенными на общем валу и образующими турбокомпрессор, отличающееся тем,что,с целью упрощения конструкции и повышения эффективности, ступень высокого, дав» ления выполнена .в виде газодинамичес- кого обменника давления .

2. Устройство no n. 1, o T n m e a ю щ е 6"с g тем, что обменник давления кинематически связан с турбокомпрессором при помощи шестеренчатого редуктора.

3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что редуктор снабжен по меньшей мере одной парой шестерен с внутренним зацеплением, у которой внешняя шестерня выполнена на роторе обменника давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 14 3250068, кл. 60-13, опублик. 1966. °

717383

Составитель М. -Файв

Редактор О. Волков Техред Н. Ковалева Корректор В. Бутяга:

Закаа 97М/47 Тираж 808 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

3.13033, Москва, Ж-35, Раушскаа наб., д. 4/5

Филиа1 ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4