СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА Российский патент 1994 года по МПК F01P3/18 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к системам жидкостного охлаждения наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Известна система охлаждения наддувочного воздуха ДВС, содержащая турбокомпрессоры и охладители наддувочного воздуха.

Недостатками этой системы охлаждения наддувочного воздуха ДВС являются большая металлоемкость и увеличенные габариты ДВС, обусловленные наличием охладителя наддувочного воздуха, и низкая экономичность ДВС, связанная с большими затратами работы на сжатие воздуха в неохлаждаемом компрессоре.

Известна система охлаждения наддувочного воздуха ДВС (прототип), содержащая агрегаты наддува, каждый из которых включает центробежный компрессор с направляющим аппаратом, полыми лопатками в нем и улиткой, охладитель наддувочного воздуха, совмещенный с агрегатом наддува и выполненный в виде рубашки, которой снабжены улитка и направляющий аппарат, зарубашечное пространство которого соединено с внутренними полостями лопаток направляющего аппарата.

Недостатками этой системы является малая степень охлаждения наддувочного воздуха, что снижает мощность и экономичность двигателя внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение мощности и экономичности двигателя внутреннего сгорания.

Для этого в системе охлаждения наддувочного воздуха ДВС, содержащей агрегаты наддува, каждый из которых включает центробежный компрессор с направляющими аппаратом, полыми лопатками в нем, и улиткой, охладитель наддувочного воздуха, совмещенный с агрегатом наддува и выполненный в виде рубашки, которой снабжены направляющий аппарат и улитка центробежного компрессора, внутренние полости лопаток направляющего аппарата соединены с зарубашечным пространством направляющего аппарата, в улитке центробежного компрессора дополнительно установлены теплообменные элементы, внутренние каналы которых соединены с зарубашечным пространством улитки.

При осуществлении изобретения могут быть получены следующие технические результаты:
1. Увеличение площади поверхности теплообмена охладителя наддувочного воздуха, совмещенного с агрегатом наддува. Этот результат является следствием того, что в улитке центробежного компрессора дополнительно установлены теплообменные элементы, внутренние каналы которых соединены с зарубашечным пространством улитки.

2. Снижение температуры наддувочного воздуха из-за увеличения площади поверхности теплообмена охладителя наддувочного воздуха.

3. Увеличение массы воздушного заряда цилиндра ДВС, обусловленное понижением температуры наддувочного воздуха.

4. Уменьшение работы, потребляемой компрессором, из-за увеличения количества теплоты, отводимой от наддувочного воздуха в процессе его сжатия в улитке компрессора.

На фиг. 1 изображена схема системы охлаждения наддувочного воздуха; на фиг. 2 - центробежный компрессор, продольный разрез; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

Система охлаждения наддувочного воздуха содержит агрегат наддува 1, включающий центробежный компрессор 2 с направляющим аппаратом 3, лопатками 4 в нем и улиткой 5. С центробежным компрессором 2 совмещен охладитель 6 наддувочного воздуха.

Охладитель 6 выполнен в виде рубашек 7 и 8, которыми снабжены направляющий аппарат 3 и улитка 5. Зарубашечное пространство 9 направляющего аппарата 3 и зарубашечное пространство 10 улитки 5 соединены между собой. Лопатки 4 направляющего аппарата 3 выполнены полыми и их внутренние полости соединены с зарубашечным пространством 9 направляющего аппарата 3.

В улитке 5 установлены теплообменные трубки 11, каналы которых соединены с зарубашечным пространством 10 улитки 5.

При работе системы охлаждения наддувочного воздуха охлаждающая вода поступает в зарубашечное пространство 9 одной из стенок направляющего аппарата 3, проходит по внутренним полостям лопаток 4 направляющего аппарата 3 в зарубашечное пространство 9 второй стенки направляющего аппарата 3 и поступает в зарубашечное пространство 10 улитки 5, проходит по нему и теплообменным трубкам 11 и выводится в систему охлаждения охлаждающей воды.

Проходя через зарубашечные пространства 9 и 10 и смывая стенки направляющего аппарата 3, лопаток 4, улитки 5 и теплообменных трубок 11, вода отводит теплоту от воздуха в направляющем аппарате 3 и улитке 5, обеспечивая сжатие воздуха с охлаждением. В результате температура сжатого воздуха снижается. Наличие теплообменных трубок 11 в улитке 5 увеличивает площадь поверхности теплообмена и повышает степень охлаждения наддувочного воздуха.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1811561, кл. F 28 D 7/10, 1992.

Сущность изобретения: система содержит агрегат наддува, включающий центробежный компрессор с направляющим аппаратом, лопатками в нем и улиткой. С центробежным компрессором совмещен охладитель наддувочного воздуха, выполненный в виде рубашек, которыми снабжены направляющий аппарат и улитка. Лопатки направляющего аппарата выполнены полыми и их внутренние полости соединены с зарубашечным пространством направляющего аппарата. В улитке компрессора установлены теплообменные элементы, внутренние полости которых соединены с зарубашечным пространством улитки. Установка теплообменных элементов в улитке компрессора увеличивает поверхности теплообмена охладителя наддувочного воздуха, снижает температуру наддувочного воздуха и увеличивает массу воздушного заряда цилиндра двигателя, что позволяет повысить мощность двигателя. 3 ил.

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА двигателя внутреннего сгорания, содержащая агрегаты наддува, каждый из которых включает центробежный компрессор с направляющим аппаратом, с полыми лопатками и улиткой, охладитель наддувочного воздуха, совмещенный с агрегатом наддува и выполненный в виде рубашки, которой снабжены улитка и направляющий агрегат, и зарубашечное пространство, которое соединено с внутренними полостями лопаток направляющего агрегата, отличающаяся тем, что в улитке центробежного компрессора дополнительно установлены теплообменные элементы, внутренние каналы которых соединены с зарубашечным пространством.