Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК F02B39/08 F02B33/42 F04F11/02 

л

-iVi

(Л

i l.-:V. V

f n 1

4 CD СЛ

Ic

CO

отвода и подвода сжимаемого воздуха и до- по., 1иитсльные воздушные окна 7 и 8. Окно 7 размон 1ено по ходу вращения ротора перед окном 5, а окно 8 - в преде- . lax окна 5 по углу поворота ротора, причем окна 7 и 8 смещены в радиальном направлении относительно окна ,5, радиальный размер к-рого определяется поверхностями, описываемыми выходными отверстиями ячеек 2. С ротором связан гидромотор 17, во впускном трубопроводе к-рого устано 5лен регулируемый дроссель 14,

приводной шток 1 к-рого связан с датчиком давления. Датчик выполнен в виде двух камер, каждая из к-рых разделена параллельными мембранами 9 и 10. Над- мембранные полости камер подключены к воздухонапорному каналу 13 отвода сжимае- мого воздуха, а подмембранные - к окнам 7 и 8. Одна из ячеек 2 ротора выполнена с увеличенным радиальным раз- меро.м за счет радиального паза для пе

риодического сообщения с окнами 7 и 8. i з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение позволяет повысить эффективность работы устройства. Волновой обменник давления содержит статор 1 и вращающийся ротор с продольными напорообменными ячейками 2. В левой торцовой плите статора выполнены окна 3 и 4 подвода и отвода сжимающего газа, а в правой торцовой плите - окна 5 и 6 отвода и подвода сжимаемого воздуха и дополнительные воздушные окна 7 и 8. Окно 7 размещено по ходу вращения ротора перед окном 5, а окно 8 - в пределах окна 5 по углу поворота ротора, причем окна 7 и 8 смещены в радиальном направлении относительно окна 5, радиальный размер которого определяется поверхностями, описываемыми выходными отверстиями ячеек 2. С ротором связан гидромотор 17, в впускном трубопроводе которого установлен регулируемый дроссель 14, приводной шток 11 которого связан с датчиком давления. Датчик выполнен в виде двух камер, каждая из которых разделена параллельными мембранами 9 и 10. Надмембранные полости камер подключены к воздухонапорному каналу 13 отвода сжимаемого воздуха, а подмембранные - к окнам 7 и 8. Одна из ячеек 2 ротора выполнена с увеличенным радиальным размером за счет радиального паза для периодического сообщения с окнами 7 и 8. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение от.чосится к энергетическому .маншпостроепию, R ч астпости к дви1-а- телестросппк), кс)() к системам наддува дви1 ателей впутгк ннего сгорания с помощью волновых ()() ланлени.я.

Цель изобрете П1Я повыпкчию эффек- Т1 И пост и.

На (|)иг. I представлена схема предла- | аемого устройства; па фиг. 2 -то же, продо.мьпый вырез; на фиг. 3 - - разрез .А - Л па фиг. 2.

стройство содержит волновой обменник да1 ленпя, статор 1 и враи1.аюп1ийся ротор с продольпыми папорообменными ячейками 2. В .мевой п орцовой плите статора 1 размеп1епы окна подвода 3 и отвода 4 сжи- маю111,его газа, а в правой торцовой плите - окна отвода 5 и подвода 6 сжимаемого воздуха, а также дополпитель- пые воздун ные OKiia 7 и 8, первое из которьгх размещено но ходу вращения ро- то|)а перед окпом 5 выпуска сжимаемого воздуха, а второе в пределах окна 5 по углу новорота ротора, приче.м допол- нительпые окпа смен1ены в радиальном направлении относительно окна 5, радиальный раз.мер которого определяется поверхностями, онисывае.мыми, выходными отверстиями ячеек 2. Дополпительпые окна 7 и 8 сообп1.ены с нодмембранными полостями, которые ограничены мембранами 9 и 10 соответственно. Мембраны 9 п 10 связаны со пггоком 11 и уравповеп1епы пружиной 12. Надмембранпые полости, ог|)аниченные .мембранами 9 и 10, подключены к воз- духонанорному каналу 13 отвода сжимаемого воздуха. Мембрана установлена в двух отдельпых камерах и образуют с ними мембраппый датчик давления. Левый конец штока соединен с регулируе.мым дросселем 14, установленным между ветвями 15 и 16 во внускном трубопроводе гидромотора 17, т. с. шток выполняет функции нривода дросселя 14. Гидромотор связан с ротором волнового обменника давления. Одна из ячеек 2 ротора вынолнепа с уве- .щченным радиальным размером за счет радиального паза 18 для периодического

0

сообщения с окнами 7 и 8. Ветвь 15 подключена к маслиной системе двигателя и в пей установлен насос.

Устройство работает следующим образом.

На установившемся режиме скорость вращения ротора волнового обменника давления в направлении стрелки Ц согласо- вапа со скоростью распространения волны

5 давления в ячейках так, что волна давления, возникающая на левом торце ячейки 2, содержащей паз 18, в момент прохождения ею передней кро.мки окна 3, через которое в ячейку поступает (сжимающий) газ высокого давления, дости0 гает второго торца при соединении с окном 5 для отвода сжатого воздуха.

Правые (надмембранные) относительно мембран 9 и 10 полости находятся под воздействием давления в канале 13 отвода сжатого воздуха. В период подк.чючения

5 паза 18 к дополнительному окну 7. волна давления ен;е не достигает правого торца ячейки 2 и, таким образом, в левой (подме.мбранной) полости мембраны 9 избыточное давление отсутствует. В последуюQ щий период подключения паза 18 к допол- нительному окну 8 волна давления распространяется в левую (подмембрапную) полость мембраны 10. Поэто.му давления в левой и нравой полостях, отделенных мембраной 10, равпы между собой. Пере5 пад давлепия на мембране 9 уравновешивается усилием сжатия пружины 12, а дроссель 14 находится в положении, обеспечивающем необходимый для поддержания заданной частоты вращения ротора расход масла через впускной трубопровод гидро0 мотора 17.

При изменении режима работы двигателя внутреннего сгорания изменяется скорость распространения возмущений в ячейках об.менника давления, что приводит к рассог- ласоваиию фаз подключепий ячейки 2 к газораспределительным окпам моментов подхода к ним волн возмуще1 ия. Причиной отмеченного рассогласования может явиться также изменение давлешш масла в масля

5

ной системе двигателя. При увеличении частоты вращения ротора относительно сог- ласйванной волна давления, распространяющаяся вдоль ячейки, подходит к правому торцу с запаздыванием и не достигает дополнительного окна 8. В результате давление в левой полости мембраны 10 падает и 11ITOK И перемещает дроссель 14 масла в гидромотор и, соответственно, снижается частота вращения гидромотора 17.

При уменьшении частоты вращения ротора волна давления подходит к правому торцу ячейки с опережением и достигает дополнительного окна 7, что сопровождается повышением давления в левой полости мембраны 9 и перемещением штока 11 и дросселя 14 вправо. Подача масла в гидромотор увеличивается, частота вращения гидромотора и ротора об.менника повышается. Система выйдет на установившийся режим. Настройка регулирующего устройства на согласованный режим работы осуществляется изменением длины штока 11, а изменение статизма регулирования и связанной с ним частотой характеристики переходного процесса осуществляется соответствующей затяжкой пружины 12. Таким образом, независимо от нагрузочно-скорост- ного режима работы двигателя газодинамический цикл предлагаемого устройства осуществляется при оптимальной частоте вращения ротора, благодаря чему достигается повышение эффективности системы наддува в широком диапазоне режимов эксплуатации.

Формула изобретения

0

0

5

0

5

обменник давления, снабженный статором с газоподводящим и воздухоотводящнм каналами, торцовыми плитами, в одной из которых выполнено по .меньшей мере одно окно выпуска сжимаемого воздуха, и вращающимся ротором с напорообмен- ны.ми ячейками, гидромотор, связанный с ротором волнового обменника давлений, насос подачи жидкости во впускной трубопровод гидромотора, кинематически связанный с валом двигателя и подключенный к масляной системе двигателя, и регулируемый дроссель, установленный в впускном трубопроводе гидромотора и снабжП НЫЙ приводом в виде подпружиненно|-о потока, связанного с мембранным датчиком давления, отличающееся тем, что, с целью повы- щения эффективности, волновой обменник давления выполнен с- дополнительными воздушными окнами в TOpuoBoii плите, первое из которых расположено по ходу вращения ротора перед окном выпуска сжимаемого воздуха и второе - в пределах последнего по углу поворота ротора, а датчик давления выполнен в виде двух камер, каждая из которых снабжена разделительной мембраной, причем мембраны napa.i- лельны одна другой и разделяют каждую камеру на подмембранную и надмембран- ную полости, из которых надмембранные полости подключены к воздухонапорному каналу, одна из подмембранных полостей подключена к первому дополнительному окну, а другая - к второму.

Фиг. 2

Ь

Фиг.З