Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК F02B37/00 F02B39/12 

28

11

20

(Л

ел

чЭ 00

31502864

теля. Ведущий вал 1 шестеренчатой передачи связан с коленчатым валом дйигателя через шестерни 2 и 3, Вал- шестерня 24 с закрепленным на нем колесом 27 компрессора 28 соединен с ведущим валом 1 передачи через управляемую фрикционную муфту 10. Вал-шестерня 34 с прикрепленным к нему рабочим колесом 37 турбины 38 связан с ю налом 30, а этот вал через управляемую фрикционную муфту 11 - с ведущим валом 1 передачи. муфта выполнена с механизмом отключения. Оба

иехаиичма подключены к блоку управления. При запуске и на малых нагрузках двигателя отключают муфту 11, компрессор 28 вращается от коленчатого вала двигателя. Под нагрузкой можно отключать обе муфты, при этгхм ни компрессор 28, ни турбина 38 не участвуют в воздухоснабжении. При высоких нагрузках можно включить обе муфты и таким путем увеличить давление наддува и степень использования энергии отработавших газов. 1 ил.

Изобретение относится к устройству кинематической связи между валом двигателя внутреннего сгорания и агрегатами его наддува. Цель изобретения - согласование характеристик воздухоснабжения с режимом работы двигателя. Ведущий вал 1 шестеренчатой передачи связан с коленчатым валом двигателя через шестерни 2 и 3. Вал-шестерня 24 с закрепленным на нем колесом 27 компрессора 28 соединен с ведущим валом 1 передачи через управляемую фрикционную муфту 10. Вал-шестерня 34 с прикрепленным к нему рабочим колесом 37 турбины 38 связан с валом 30, а этот вал через управляемую фрикционную муфту 11 - с ведущим валом 1 передачи. Каждая муфта выполнена с механизмом отключения. Оба механизма подключены к блоку управления. При запуске и на малых нагрузках двигателя отключают муфту 11, компрессор 28 вращается от коленчатого вала двигателя. Под нагрузкой можно отключать обе муфты, при этом ни компрессор 28, ни турбина 38 не участвуют в воздухоснабжении. При высоких нагрузках можно включить обе муфты и таким путем увеличить давление наддува и степень использования энергии отработавших газов. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателе- строению, а именно к устройствам связи агрегатов воздухоснабжения двигателя внутреннего сгорания с коленчатым валом.

Цель изобретения - согласование характеристик воздухоснабжения с режимом работы двигателя.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Ведущий вал 1 шестеренчатой пере- дачи связан с шестерней 2 при помощи консольной шестерни 3. Шестерня 2 связана с коленчатьм валом двигателя Вал 1 смонтирован в корпусе 4 на подшипниках 5 и 6 качения. К валу 1 приварен диск 7, к обеим сторонам которого неподвижно прикреплены ведущие венцы 8 и 9 отключаемых фрикционных муфт 10 и 11. Ведомые венцы 12 и 13 фрикционных муфт выполнены в Риде корпусов,в -которых встроены ме- ханизмы отключения, в виде сервопор- шней 14 и 15 для сжатия пакетов фрикционных дисков 16 и 17. Управление фрикционными 1 фтами осуществляется маслом, используемым для смазки двигателя. Масло подводится по трубкам 18 и 19-и затем по сверлениям А,Б,В, Г поступает к сервопоршням 14 и 15. Ведомые венцы 12 и 13 смонтированы на ведущем валу 1 на подшипниках качения 20 и 21. С ведомыми венцами 12 и 13 жестко связаны зубчатые венцы прямозубых шестерен 22 и 23. Зубчатый венец 22 находится в зацеплении валом-шестерней 24, смонтированным в подшипниках 25 и 26 скольжения. На валу-шестерне 24 посредством шли- цевой посалки посажено воздушное ко

0

5

0 5 о j

0

5

лесо 27 компрессора 28. Зубчатьй венец шестерни 23 находится в зацеплении с шестерней 29, которая с помощью шлицев посажена на вал 30, установленный в подшипниках 31 и 32 качения. На валу 30 рядом с шестерней 29, также на шлицах посажена шестерня 33, которая находится в зацеплении с валом-шестерней 34 , смонтированным в подшипниках 35 и 36 скольт ния. Вал- шестерня 34 связан с рабочим колесом 37 турбины 38, шлицами 39 и струной 40.

Механизмы отключения обеих муфт подключены к блоку управления (не показан).

Устройство работает следующим образом.

На малых нагрузках работы двигателя внутреннего сгорания, когда расход отработавших газов мал и они обладают незначительной энергией ввиду их относительно малой температуры и давления, недостаточной для обеспечения удовлетворительного воздухоснабжения с помощью автономного турбокомпрессора, по сигналу блока управления происходит включение в работу компрессора 28. При этом вращение от коленчатого вала двигателя передается через шестерню 2 на шестррню 3, сидящую на консольном конце ведущего вала 1. Ведущий венец 8 отключаемой фрикционной муфты 10 вращается с частотой вращения вала 1, так как он жестко связан с диском 7. Силовое масло для управления фрикционными муфтами по трубке 18 и каналам А, Б поступает под сервопоршень 14 и, перемещая его, сжимает пакет фрикционных дисков 16. Благодаря силам трения между фрикциciuHF.iMM дисками 16 ведомыГ пгнрц 12 приобретает чистоту прл1цо11ия ш дущег венца 8 и соответстненно вплл 1 . Et- стко связанный с ведомьсм HCJUUIM 12 зубчатый венец шестерни 22 передает вращение на вал-шестерню 24 и на нпз душное колесо 27 компрессора 28,сжа- TbBf воздух из которого направляе 1 ся в двигатель. В турбину 30 отработавшие газы не поступают.

При работе двигателя в среднем диапазоне нагрузок, если п схему наддува двигат еля наряду с предлагаемым устройством включен автономньп турбокомпрессор, то воздухоснабжеиие может осуществляться от автономного турбокомпрессора, а компрессор 28 и турбина 38 устро1 ства в работе двигателя не участвуют. В этом случае вращение на ведущий вал 1 передается от коленчатого вала двигателя через шестерни 2 и 3. Блок управления отключает подачу силового масла в привод фрикционных муфт 10 и 11 и серво поршни 14 и 15 не зажимают пакеты фрикционных дисков 16 и 17 и вращени от вала 1 не передается на ведомые венцы 12 и 13 фрикционных муфт и соответственно на привод компрессора 28 и турбины 38. На этих режимах ни компрессор 28, ни турбина 38 в воз- духоснабжении двигателя на участвуют

При работе двигателя на номинальной и близких к ней нагрузках йозду- хоснабжение осуществляется компрессором 28 и, если есть автономный турбокомпрессор, то совместно компрессором 28 и автономным турбокомпрессором

Выхлопные газы на этих режимах работы двигателя обладают избыточной энергией, которая не может бь1ть полностью реализована в турбине автономного турбокомпрессора. Ввиду этого для полной реализации избыточной энергии выхлопных газов двигател и компенсации, частично или полностью, мощности, затрачиваемой на привод компрессора 28, в работу включается турбина 38 устройства.

Привод компрессора осуществляется таким же образом, как при работе на малых нагрузках. Турбина 38 включается в работу следующим порядком. Силовое масло из системы смазки двигате5

0

5

0

5

0

5

0

ли подается по труГмсе 19 и каналам В и Г под сервопоршень 15, который, перемещаясь, снижает пакет фрикционных дисков 17 и за счет сил трения В11а1дение от вала 1 передается через венец 9 к ведомому венцу 13. Жестко спя: анная с ним шестерня 23 через шестерни 29 и 33, сидяише на промежуточном валу 30, передает вращение на вал-шестерню 34, которая связана с турбинным колесом 37.турбины 38. Таким образом избыточная мощность выхлопных газов, реализуемая в газовой турбине 48, передается на коленчатьш вал двигателя. Передаточные отношения шестерни 23, 29, 33, 34 и профилировка проточной части турбины 38 подбираются таким образом, чтобы ми- гшмальные потери в турбине соответствовали частоте вращения коленчатого вала двигателя на номинальном режиме. Таким образом обеспечивается согласование характеристик воздухоснаб- жения двигателя с режимом его работы, что приводит к снижению среднеэксплуа- тационного расхода топлива. . Формула изобретения

Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее воз- душный компрессор и газовую турбину, шестеренчатую передачу, снабженную по меньшей мере одной шестерней для соединения ведущего вала с коленчатым валом двигателя, муфтой соединения ведущего вала с валом турбины и отключаемой фрикционной муфтой, ведущий венец которой закреплен на ведущем валу передачи, а ведомый вьтол- нен с встроенным механизмом отключения и связан с валом компрессора, отличающееся тем, что, с целью согласования характеристик воз- духоснабжения с режимом работы двигателя, устройство снабжено блоком управления муфтами, муфта соединения ведущего вала с валом турбины вьшол- нена отключаемой фрикционной, ее один венец закреплен на ведущем валу передачи, а другой выполнен с встроенным механизмом отключения и связан с валом турбины, причем механизмы отключения обеих муфт подключены к блоку управления.