Устройство для подвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания к турбине Советский патент 1986 года по МПК F02B37/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть прим енено в устройствах для подвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания к турбине турбокомпрессора наддува.

Цель изобретения - повышение эффективности использования энергии отработавших газов в турбине путем исключения передачи волновых возмушений и перетекания газов из кольцевой полости в выпускные каналы цилиндров двигателя.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого -устройства; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1 (с подпружиненным упором); на фиг. 5 - вид Б на-фиг. 4.

Устройство содержит кольцевую полость 1, выпускные каналы 2 цилиндров 3, свободно поворачивающиеся на осях 4 заслонки 5 с упором о стенки 6, ограничивающие выходные сечения 7 выпускных каналов 2, и подпружиненный упор-ограничитель 8 хода заслонки 5. Кольцевая полость 1 расположена перед входным аппаратом 9 турбины. Выполненные каналы 2 цилиндров 3 ориентированы по касательной к кольцевой полости 1. Заслонки 5 установлены в стыках каналов 2 с кольцевой полостью 1. Каждая заслонка 5 выполнена размером меньше размера выходного сечения 7 выпускного канала 2 на ОД-0,15 мм по контуру. Подпружиненный упор-ограничитель 8 хода заслонки 5 установлен на ее оси 4.

Устройство работает следующим образом.

При открытии выпускных органов цилиндров 3 давление в выпускных каналах 2 возрастает до величины, значительно превышающей среднее давление в кольцевой полости 1. Под действием перепада давлений заслонки 5 попеременно открываются и отработавшие газы выходят в кольцевую полость 1. Одновременно с открытием выпускных органов в соответствующем канале 2

0

возникает ударная волна, которая также проходит в кольцевую полость 1. Частично ударная волна отражается от выходного сечения 7 канала 2 и уходит обратно к цилиндру 3. За отраженной ударной волной следует волна разрежения, которая старается увлечь газ из кольцевой полости 1, в канал 2. Однако свободно поворачивающаяся на оси 4 заслонка 5 является своеобразным демпфером, ослабляющим прямую ударную волну, выходящую в кольцевую полость 1. Поэтому волновые возмущения попадают в кольцевую полость 1 и во входной аппарат 9 ослабленными, что благоприятно сказывается на работе турбины и соседних цилиндров. Ослабленными получаются и отраженная ударная волна и волна разрежения, и газ слабее увлекается ею в канал 2. Зас;- лонка 5 препятствует попаданию в канал 2 волновых возмущений, проникающих в полость 1 из выпускных каналов 2 других цилиндров.

При движении поршня в цилиндре вниз и при открытом выпускном органе давление в канале 2 падает до значения ниже среднего давления в полости 1. Под действием такого перепада давлений и скоростного потока в кольцевой полости 1 заслонка 5 прижимается к упору в виде стенки 6 и перекрывает выходное сечение, препятствуя перетеканию газа из кольцевой полости 1 в канал 2 и прохождению в этот канал вол0 новых возмущений, возбужденных в соседних каналах. При повторном открытии выпускного органа цилиндра истечение отработавших газов происходит в спокойную среду пониженного давления в канале 2, что способствует уменьшению насосных потерь в цилиндрах и увеличению полезной работы двигателя. Для уменьшения шума при работе заслонок 5 каждого из них выполняют размером меньше размера выходного сечения канала 2 и снабжают подпружиненным упором-ограничителем 8 хода заслонки 5.

5

5

0

ВидА

фуг. 2

(риг.З

В ид 5

фиг.5

(риг,