Силовая установка Советский патент 1987 года по МПК F02B37/00 F02D23/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в силовых установках с турбонаддувом.

Целью изобретения является повышение эффективности и приемистости установки путем подачи сжатого воздуха на привод турбокомпрессора и, тем самым, ускорения егЬ разгона на переходных режимах.

На чертеже приведена схема силовой установки.

Установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания с регулятором 2 топливо- подачи, турбокомпрессор 3, приводной нагнетатель 4, органы 5 и 6 перекрытия воздухо- впускных отверстий 7 и 8 турбокомпрессора 3 и приводного нагнетателя 4, источник 9 сжатого воздуха, дополнительную турбину 10,орган 11 управления, дроссельную заслонку 12 с приводом 13 и датчиком 14 частоты вращения вала 15 турбокомпрессора 3. Турбокомпрессор 3 подсоединен через воз- духонапорный патрубок 16 к ресиверу 17 двигателя 1 и через газоприемное отверстие 18 к выпускному коллектору 9 двигателя 1. Приводной нагнетатель 4 подключен через воздушный канал 20 к воздухонапорному патрубку 16 турбокомпрессора 3 и подсоединен к валу 21 двигателя через муфту 22 выключения. Органы 5 и 6 перекрытия снабжены приводами 23 и 24. Источник 9 сжатого воздуха подсоединен через регулируемый клапан 25 к дополнительной турбине 10, вал 26 последней связан через управляемую муфту 27 с валом 15 турбокомпрессора 3. Дроссельная заслонка 12 установлена в во.здухонапорном патрубке 16 турбокомпрессора 3. Орган 11 управления подклЮ чен к регулятору 2 двигателя 1, приводам 23, 24 и 13 органов 5 и 6 перекрытия и дроссельной заслонки 12, управляемой муфте 27 дополнительной турбины 10, муфта 22 включения приводного нагнетателя 4, регулируемому клапану 25 источника 9 сжатого воздуха и датчику 14 частоты вращения вала 15 турбо- комнрессора 3.

Установка работает следующим образом.

При запуске двигателя 1 и выходе на заданный режим работы регулятор 2 увеличивает подачу топлива в цилиндры. Отработавшие газы из выпускного- коллектора 19 поступают в газоприемное отверстие 18 турбокомпрессора 3, вал 15 которого приводит во вращение компрессор. Воздух из атмосферы поступает через воздуховпускное отверстие 7 с органом 5 перекрытия в турбокомпрессор 3, сжимается в нем, а затем сжатый воздух через воздухонапорный патрубок 16 и дроссельную заслонку 12 поступает в ресивер 17 двигателя 1.

В связи с инерционностью ротора турбокомпрессор 3 не может обеспечить подачу необходимого количества воздуха, соответствующего заданному режиму работы двигателя . Поэтому по сигналу регулятора

двигателя 1 и датчика 14 частоты вращения вала 5 турбоко1 шрессора 3 орган 11 управления воздействует на приводы 13 и 23, которые с помощью органа 5 и заслонки 12

перекрывают зоздуховпускное отверстие 7 и воздухонапорный патрубок 16 турбокомпрессора 3 и затраты энергии на его привод. Одновременно орган 11 управления включает муфту 22 и подключает к валу 21 двигателя 1 приводной нагнетатель 4, воздействует через привод 24 на орган 6 перекрытия и открывает воздуховпускное отверстие 8, а также с помощью управляемой муфты 27 и регулируемого клапана 25 обеспечивает подачу дополнительного воздуха из

источника 9 сжатого воздуха на дополнительную турбину 10.В результате этого, приводной нагнетатель 4 падает сжатый воздух в двигатель, а турбина увеличивает частоту вращения вала 15 турбокомпрессора 3.

При достижении необходимой частоты вращения вала 15 турбокомпрессора 3 по сигналу датчика 14 частоты вращения орган 1 I управления отключает с помощью муфты 22 приводной нагнетатель 4 от вала 21

двигателя , а привод 24 органа 6 обеспечивает перекрытие во.здуховпускного отверстия 8 нагнетателя 4. Одновременно приводами 13 и 23 открывается орган 5 и заслонка 12, и воздух начинает поступать в турбокомпрессор 3, сжиматься в нем и подаваться в двигатель 1. При этом орган 11 управления воздействует на клапан 25 и муфту 27, отключается вал 26 дополнительной турбины 10 от вала 15 турбокомпрессора и прекращается подача воздуха от источника 9 сжатого воздуха.

При резком увеличении нагрузки двигателя 1 на переходных режимах по сигналу регулятора 2 орган 1 управления подключает к валу 15 турбокомпрессора 3 турбину 10 и открывает клапан 25. Одновременно с помощью муфты 22 приводной нагнетатель 4 подсоединяется к валу 21 двигателя, а с помощью органа 6 открывается воздуховпускное отверстие 8. В результате этого турбина 10 начинает раскручивать турбокомпрессор 3, а приводной нагнетатель 4 - сжимать дополнительное количество воздуха, что гфизодит к ускорению раскрутки турбокомпрессора 3, увеличению количества подаваемого в двигатель 1 воздуха и к сокращению времени переходных процессов в двигателе 1.

Формула изобретения

Силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания с регулятором топливоподачи, турбокомпрессор, подсоеди- ненный через воздухонапорный патрубок к ресиверу двигателя и через газоприемное отверстие к выпускному коллектору двигателя, приводной нагнетатель, подключенный через воздушный канал к воздухона- порному патрубку турбокомпрессора, и органы перекрытия воздуховпускных отверстий турбокомпрессора и приводного нагнетателя, снабженные приводами, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем ускорения разго(а турбокомпрессора на переходных режимах, она снабжена источником сжатого воздуха, дополнительной турбиной, органом управления, дроссельной заслонкой с приводом и датчиком частоты вращения вала турбокомпрессора, причем источник сжатого воздуха подсоединен через регулируемый клапан к дополнительной

турбине, вал последней связан через управляемую муфту с валом турбокомпрессора, дроссельная заслонка установлена в воз- духонапорном патрубке турбокомпрессора,

приводной нагнетатель подсоединен к валу двигателя через муфту включения, а орган управления подключен к регулятору двигателя, приводам органов перекрытия и дроссельной заслонки, управляемой муфте

дополнительной турбины, муфте включения приводного нагнетателя, регулируемому клапану источника сжатого воздуха и датчику частоты вращения вала турбокомпрессора.

Изобретение м.б. использовано в силовых установках с турбонаддувом и позволяет повысить эффективность и приемистость установки путем подачи сжатого воздуха на привод турбокомпрессора (ТК) и, тем самым, ускорения его разгона на переходных режимах. Источник 9 сжатого воздуха через регулируемый клапан 25 подключен к дополнительной турбине 10, вал 26 которой через управляемую муфту 27 связан с валом 15 ТК 3. В воздухонапорном патрубке 16 ТК 3 установлена дроссельная заслонка 12. К валу 21 двигателя (Д) 1 через муфту 22 включения подсоединен приводной нагнетатель 4. Орган 11 управления подключен к регулятору 2 Д 1, приводам 23, 24 и 13 органов 5, 6 перекрытия и заслонки 12, муфте 27, муфте 22, клапану 25 и датчику 14 частоты вращения вала 15 ТК 3. При резком увеличении нагрузки двигателя на переходных режимах турбина 10 раскручивает ТК 3, а нагнетатель 4 сжимает дополнительное количество воздуха, что приводит к ускорению раскрутки ТК 3. увеличению количества подаваемого в Д 1 воздуха и к сокращению времени переходных процессов в Д 1. 1 ил. (0 СО ел ОС СО