Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК F02B37/00 F01M13/00 

10

15

20

25

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, и моЖет быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонад- дувом и с вентиляцией картера.

Целью изобретения является повышение экономичности и увеличение надежности путем уменьшения загрязнения воздушного тракта и охладителя наддувочного воздуха.

На фиг, 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - турбокомпрессор с обтекателем в газовыхлопном патрубке, поперечный разрез; на фиг. 3 - турбокомпрессор с коллектором, поперечный разрез; на фиг, 4 - разрез А-А на фиг, 3 (расположение коллектора в газовыхлопном патрубке); на фиг. 5 - вид Б на фиг,4,

Устройство содержит по меньше мере один турбокомпрессор 1, газоприемный патрубок 2 которого подключен к выхлопному коллектору 3 двигателя 4 и к кожуху 5 соплового аппарата 6 турбины турбокомпрессора 1, воздухонапор- ный патрубок 7 - к воздушному ресиверу 8 двигателя 4, газовыхлопной патрубок 9 подсоединен к кожуху 5 и сообщен своим выходом с атмосферой, а воздуховпускной патрубок 10 - с атмосферой и с трубой 11 вентиляции картера двигателя f-: .

Газовыхлопной патрубок 9 турбокомпрессора 1 снабжен обтекателем 12, выполненным в виде усеченного конуса, установленным соосно патрубку 9 и подсоединеннььм своим основанием 13 к i oHyxy 5 соплового аппарата 6, В вершине 14 обтекателя 12 выполнен вен-40 тиляциоНный канал 15, сообщенный с трубой 11 вентиляции картера через регулируемый дроссель 16.

В варианте газовыхлопной патрубок 9 турбокомпрессора 1 выполнен с коллектором 17, установленным концент- рично кожуху 5 соплового аппарата 6, причем этот коллектор 17 выполнен со щелью 18, ориентированной в сторону выхода патрубка 9, и подключен к вентиляционному каналу 15, Обтекатель 12 может быть выполнен полым со сквозными отверстиями 19, причем вентиляционный канал 15 размещен в этой полости обтекателя 12,

Устройство работает следую11Д1м образом.

При работе двигателя 4 внутреннего сгорания отработавшие газы по вы13485442

хлопному коллектору 3 поступают в газоприемный патрубок 2 турбокомпрессора 1 и раскручивают его ротор, проходя внутри кожуха 5 соплового аппарата 6 и через рабочее колесо турбины турбокомпрессора 1,, В воздуховпускной патрубок 10 засасывается воздух из атмосферы и после сжатия и нагрева в турбокомпрессоре 1 подается через воздухонапорный патрубок 7 и охладитель наддувочного воздуха в воздушный ресивер 8 двигателя 4, Отработавшие газы после турбокомпрессора 1 через газовыхлопной патрубок 9 выбрасываются в атмосферу.

Газ из системы вентиляции картера поступает через труб 11 вентиляции картера и регулируемый . россель 16 в воздуховпускной патрубок 10 и одновременно по каналу 15 - в обтекатель 12, где за счет эжекции захватывается потоком отработавших газов двигателя 4 и выбрасывается в атмосферу,

В варианте устройства, когда турбокомпрессор 1 выполнен с расположением газовыхлопного патрубка 9 между воздухонапорным и газоприемным патрубками 7 и 2, картерные газы за счет эжекции поступают в коллектор 17 и, проходя по щели 18, смешиваются с отработавшими газами двигателя 4.

С целью уменьшения металлоемкости и повьшюния эжекции обтекатель 12 может быть выполнен полым с тонкими стенками, в которых выполнены сквозные отверстия 19. Полость обтекателя 12 сообщена через вентиляционный канал 15 с трубой 11 вентиляции картера, В этом варианте газы поступают в газовыхлопной патрубок 9 через отверстия 19 в стенках обтекателя 12 и в его вершине 14, что улучшает вентиляцию картера.

При работе двигателя 4 на режимах холостого хода и малых нагрузок, когда энергия отработавших газов мала, дроссель 16 устанавливается в такое положение, что картерные газы одновременно могут поступать в воздуховпускной патрубок 10 и в обтекатель 12 или коллектор 17, На этих режимах скорости газов малы и вместе с ними захватывается незначительное количество масла,

С повьш1ением нагрузки двигателя 4 Лроссель 16 направляет все большую часть картерных газов в газовыхлопной патрубок 9, закрывая их поступ30

35

45

50

55

ление в воздуховпускной патрубйк 10. Па режимах с мощностью 50-60% номинальной и выше все картерные газы захватываются за счет эжекции отработавшими газами.

Таким образом, поступление частиц масла и сажи из картера дизеля в воз духонапорный патрубок 7, охладитель и в воздушный ресивер двигателя 4 сведено до минимума без уменьшения степени вентиляции картера. Это позволяет повысить экономичность работы двигателя 4 и увеличить межремонтные сроки его работы.

В устройстве обтекатель 12 и коллектор П установлены таким образом, чтобы одновременно уменьшить потери энергии с уходящими газами и повысить за Счет этого КПД турбокомпрессора 1. Для турбокомпрессора 1 с расположением газовыхлопного патрубка 9 соосно ротору (фиг. 2) выгодно устанавливать обтекатель 12 в виде конуса, подсоединенного основанием 13 к кожуху 5 соплового аппарата 6. В этом случае обтекатель 12 и патрубок 9 образуют плавно расширяющийся канал. При течении отработавших газов по этому каналу они захватывают карьерные газы, которые поступают из системы вентиляции картера в. полость обтекателя 12 и затем через отверстия 19 в вершине обтекателя 12 и его стенках - в газовыхлопной патрубок 9.

Для турбокомпрессора 1 с расположением газовыхлопного патрубка 9 между рабочими колесами ротора (фиг. 3) выгоднее устанавливать коллектор 17- в виде трубы над кожухом 5 соплового аппарата 6, концентрично ему, а канал для картерных газов выполнять в виде щели 18, идущей вдоль коллектора 17. Над кожухом 5 соплового аппарата таких турбокомпрессоров 1 образуется

5

0

5

0

5

0

5

застойная зона и расположение коллектора в этой зоне позволяет одновременно повысить КПД турбокомпрессора.

Формула изобретения

1 . Устройство для наддува двиг ате- ля внутреннего сгорания, содержащее по меньшей мере один турбокомпрессор, газоприемный патрубок которого подключен к выхлопному коллектору двига-. теля и к кожуху соплового аппарата турбины турбокомпрессора, воздухона- порный - к воздушному ресиверу двигателя- газовыхлопной патрубок подсоединен к кожуху и сообщен своим выходом с атмосферой, а воздуховпускной - с атмосферой и с трубой вен-Гиляции картера двигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и увеличения надежности, газовыхлопной патрубок турбокомпрессора снабжен обтекателем, выполненным в виде усеченного конуса установленным соосно патрубку и подсоединенным своим основанием к кожуху соплового аппарата, причем в вершине обтекателя выполнен вентиляционный канал, сообщенный с трубой вентиляции картера через регулируемый дроссель.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, ТО газовыхлопной патрубок турбокомпрессора выполнен с коллектором, установленным концентрично кожуху соплового аппарата, причем этот коллектор выполнен со щелью, ориентированной в сторону выхода газа из патрубка, и подключен

в вентиляционному каналу.

3.Устройство по п. 1, о т л и- ча ющееся тем, что обтекатель выполнен полым со сквозными отверстиями, вентиляционный канал размещен в полости обтекателя.

15

7 16

Фиг. 1

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить экономичность и увеличить надежность путем уменьшения загрязнения воздушного тракта охладителя наддувочного воздуха. Газовыхлопной патрубок 9 турбокомпрессора 1 имеет обтекатель 12,выполненный в виде усеченного конуса, установленного соосно патр убку 9, и подсоединенный своим основанием 13 к кожуху 5 соплового аппарата 6. В вершине 14 обтекателя выполнен вентиляционный канал 15, сообщенный с трубой 11 вентиляции картера через регулируемый дроссель. Могут быть применены различные варианты выполнения обтекателя . Газ из системы вентиляции картера поступает через трубу 11 и регулируемый дроссель в воздуховпускной патрубок 10 и одновременно по каналу 15 - в обтекатель где за счет эжекции захватывается потоком отработавших газов двигателя и выбрасывается в атмосферу. Поступление частиц масла и сажи из картера дизеля в воз- духонапорный патрубок 7 охладитель и в воздушный ресивер двигателя сво- . дится до минимума без уменьшения степени вентиляции картера . 2 з.п. ф-лы, 5 ил. i (Л 00 4 00 СП 4 4 } ruf T fm / оем- g юиляиш хиртеаа LiZ.2

10

fS 11

(Риг.:

/7

из системы

Вентиляции

ffapmepa

(

Редактор Н.Горват

Составитель В.Козлов

Техред Л. Олийнык Корректор М.Демчик

5177/34

Тираж 503Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

1в 7 Х- /

Фи9.5