ТУРБОКОМПРЕССОР НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2010 года по МПК F04D29/70 

Изобретение относится к конструкции турбокомпрессоров наддува двигателей внутреннего сгорания, в частности к техническим решениям для предотвращения образования нагара в лабиринтных уплотнениях роторов турбокомпрессоров.

Известна конструкция турбокомпрессора наддува тепловозного дизеля, в которой предусмотрена подача сжатого воздуха из напорного патрубка компрессора по каналу в корпусе в полости между секциями лабиринтных уплотнений ротора со стороны колеса турбины, создающего противодавление, препятствующее утечкам газа из проточной части турбины в лабиринтные уплотнения и далее в систему смазки подшипников турбокомпрессора (А.Г.Аврунин. «Тепловозные дизели 2Д100, 10Д100», М., «Транспорт», 1970 г. стр.78-81).

Недостатком известной конструкции турбокомпрессора, в которой предусмотрено снижение утечек газа из проточной части турбины с помощью наддува лабиринтных уплотнений сжатым воздухом из компрессорной части, является засорение лабиринтных уплотнений нагаром из-за выгорания масла, которое попадает в воздух из масляных полостей подшипников ротора турбокомпрессора, на нагретой поверхности лабиринтных уплотнений. На это указано в ст. «Агрегаты воздухоснабжения комбинированных двигателей внутреннего сгорания»./ Под ред. М.Г.Круглова, М., «Машиностроение», 1973, стр.254.

Известен турбокомпрессор наддува двигателя внутреннего сгорания типа ТК 34Н-19, принятый за прототип, содержащий в своем корпусе канал для подвода сжатого воздуха из воздушного коллектора двигателя к полости, образованной секциями лабиринтных уплотнений ротора (http://www.penza.com.ru/skbt, турбокомпрессоры ТК34Н-19. Технические условия ТУ 24.06.19.007-2000, лист 24, п.6.23).

Недостатком известной конструкции турбокомпрессора также является потеря эффективности лабиринтных уплотнений, вызванная образованием нагара при выгорании масла, имеющегося в воздухе, поступающем из воздушного коллектора двигателя внутреннего сгорания. При этом масло в воздушный коллектор двигателя попадает из картера двигателя при отсосе картерных газов и из масляных полостей подшипников компрессоров уже обеих ступеней наддува.

Техническим результатом изобретения является исключение нагарообразования в секциях лабиринтных уплотнений.

Указанный технический результат достигается тем, что в турбокомпрессоре наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащем в своем корпусе по меньшей мере один канал подвода сжатого воздуха из воздушного коллектора к полости, образованной секциями лабиринтных уплотнений ротора, к каналу подвода сжатого воздуха подключен фильтр, имеющий канал отвода очищенного сжатого воздуха к полости, образованной секциями лабиринтных уплотнений, и центральный сквозной канал, один конец которого соединен с воздушным коллектором, а другой, через дроссель - с картером двигателя внутреннего сгорания, при этом оси сквозного канала в фильтре и канала отвода очищенного сжатого воздуха к полости, образованной секциями лабиринтных уплотнений, взаимно перпендикулярны.

На чертеже схематично представлен фрагмент турбокомпрессора, включающего корпус 1 с каналом 2 для подвода сжатого воздуха из воздушного коллектора (на чертеже не показан) к полости 3, образованной секциями лабиринтных уплотнений 4 ротора 5, фильтр 6, имеющий фильтроэлемент 7, сквозной канал 8, один конец (А) которого соединен с автономным источником сжатого воздуха, а другой конец (В) через дроссель 9 соединен с картером двигателя внутреннего сгорания (на чертеже не показан) и канал 10 для отвода очищенного сжатого воздуха. При этом оси 11 и 12 каналов 8 и 10 взаимно перпендикулярны.

Работа системы происходит следующим образом.

Сжатый воздух из воздушного коллектора (на чертеже не показан), содержащий масло из системы смазки турбокомпрессора и картера двигателя внутреннего сгорания, подаваемый к концу А сквозного канала 8 фильтра 6, проходит с высокой скоростью по каналу 8 и через дроссель 9 поступает в трубопровод (на чертеже не показан), соединяющий конец В канала 8 с картером двигателя внутреннего сгорания. Под действием силы инерции, величина которой определяется скоростью потока сжатого воздуха, масло, взвешенное в потоке, через дроссель 9 вместе с частью потока сжатого воздуха отводится в картер двигателя, а сжатый воздух, очищенный от масла, через фильтроэлемент 7 (например, сетку) поступает через каналы 2 и 10 к полости 3, образованной секциями лабиринтных уплотнений 4, и создает противодавление, повышающее эффективность лабиринтных уплотнений.

Наличие фильтра в канале подвода сжатого воздуха, имеющего канал отвода очищенного воздуха к полости, образованной секциями лабиринтных уплотнений, обеспечивает подачу сжатого воздуха, очищенного от масла, что исключает нагарообразование в секциях лабиринтных уплотнений.

Изобретение относится к конструкции турбокомпрессоров наддува двигателей внутреннего сгорания, в частности к техническим решениям для предотвращения образования нагара в лабиринтных уплотнениях роторов турбокомпрессоров. Технический результат от использования изобретения заключается в исключении нагарообразования в секциях лабиринтных уплотнений. Указанный технический результат достигается в турбокомпрессоре наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащем в своем корпусе, по меньшей мере, один канал подвода сжатого воздуха из воздушного коллектора двигателя к полости, образованной секциями лабиринтных уплотнений ротора, причем к каналу подвода сжатого воздуха подключен фильтр, имеющий канал отвода очищенного сжатого воздуха к полости, образованной секциями лабиринтных уплотнений, и центральный сквозной канал, один конец которого соединен с воздушным коллектором, а другой через дроссель - с картером двигателя внутреннего сгорания, при этом оси сквозного канала в фильтре и канала отвода очищенного сжатого воздуха к полости, образованной секциями лабиринтных уплотнений, взаимно перпендикулярны. 1 ил.

Турбокомпрессор наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащий в своем корпусе, по меньшей мере, один канал подвода сжатого воздуха из воздушного коллектора двигателя к полости, образованной секциями лабиринтных уплотнений ротора, отличающийся тем, что к каналу подвода сжатого воздуха подключен фильтр, имеющий канал отвода очищенного сжатого воздуха к полости, образованной секциями лабиринтных уплотнений, и центральный сквозной канал, один конец которого соединен с воздушным коллектором, а другой через дроссель - с картером двигателя внутреннего сгорания, при этом оси сквозного канала в фильтре и канала отвода очищенного сжатого воздуха к полости, образованной секциями лабиринтных уплотнений, взаимно перпендикулярны.