Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК F02B41/10 F01P5/04 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигате- лестроению, р частности к двигателям с продолженным расширением рабочего тела.

Цель изобретения - повышение экономичности.

На фиг. 1 представлена схема двигателя внутреннего сгорания воздуш- ного охлаждения; на фиг. 2 - схема подключения управляемого канала перепуска.

Двигатель 1 внутреннего сгорания содержит по меньшей мере один турбо- компрессор 2, состоящий из компрессора 3 и турбины 4, утилизационную турбину 5, подключенную к газовыпускной магистрали 6 турбокомпрессора 2 и сообщенную с атмосферой при помощи выхлопного патрубка 7, шестеренчатый редуктор 8, связывающий вал 9 утилизационной турбины и вал 10, передающий усилие через гидромуфту 11 переменного наполнения на вал 12 вентилятора 13 подачи охлаждающего воздуха. На валу 10 расположена соединительно-разъединительная муфта 14, обойма которой кинематически связана с шестеренчатым приводом 15 от колец- чатого вала 16 двигателя 1. Между валом 10 и валом 9 утилизационной турбины установлена отключаемая муфта 17, обойма которой кинематически связана с валом 18 редуктора 8. Между газовыпускной магистралью 6 турбоком- прессора 2 и выхлопным патрубком 7 утилизационной турбины 5 выполнена газоперепускная магистраль 19 с установленным в ней управляемым клапаном

20,снабженным управляющей полостью

21,которая соединена с воздухонапор- ным патрубком 22 турбокомпрессора. Управляемый клапан 20 содержит также перекрывающий орган 23, мембрану.24

и пружину 25.

Двигатель работает следующим образом.

Поток выпускных газов от двигателя 1 расширяется в турбине 4 турбокомпрессора 2, а затем поступает по газовыпускной магистрали 6 в утилизационную турбину 5, где дополнительно расширяется. Возникающее на валу 9 утилизационной турбины 5 усилие передается через редуктор 8 на обойму от- ключаемой муфты 17, и далее через вал 10 и гилромуфту 11 на вал 12 вентилятора 13. При работе двигателя 1 в циа

5

5

0

пазоне от /0-80%-ной до нпмипл.чышн мощности частота вращения отключаемой муфты 17 превышает частоту вращения вала 10, муфта 17 заклинивается и тем самым осуществляется привод вентилятора от утилизационной турбины 5. При этом соединительно-разъединительная муфта 14 находится в разомкнутом состоянии. С падением мощности двигателя частота вращения вала 9 утилизационной турбины снижается, соответственно снижается и частота вращения вала 10. С превышением частоты вращения обоймы соединительно-разъединительной муфты 14, приводимой от ко- ленчатого вала 16, над частотой вращения вала 10 происходит заклинивание муфты 14 и расклинивание отключаемой муфты 17, так как обойма последней вращается медленнее вала 10. При этом привод вентилятора 13 осуществляется от коленчатого вала 16, а редуктор 8 и утилизационная турбина 5 отключаются от вала 10, что исключает потери мощности на привод редуктора 8 и вращение утилизационной турбины.

Для исключения попеременного расклинивания и заклинивания отключаемой муфты 17 на частичных нагрузках, с падением давления наддува ниже определенного уровня, срабатывает управляемый клапан 20, осуществляя перепуск выпускных газов мимо утилизационной турбины 5 в атмосферу. Перепуск газов снижает противодавление на выпуске из двигателя, что повышает его экономичность на частичных нагрузках. I

Необходимые условия охлаждения деталей двигателя на всех режимах работы двигателя при различном приводе вентилятора 13 обеспечиваются за счет гидромуфты 11 переменного заполнения и подбора передаточных отношений редуктора 8 и шестеренчатого привода 15, причем максимальная частота вращения вентилятора 13 для случая привода от коленчатого вала 16 составляет 70- 80% DTI максимальной частоты вращения в случае привода от утилизационной турбины 5. Данная разница частот вра-. щения различных приводов обеспечивает преобладание доли.времени работы двигателя с приводом вентилятора 13 от утилизационной турбины 5 от всего времени работы двигателя для транспортных машин с гидродинамической трансмиссией, так как последние большую

часть времени работают на полной мощности двигателя.

Использование отключаемого привода вентилятора от коленчатого вала позволяет снизить теплонапряженность на частичных нагрузках и переходных режимах работы.

Формула изобретения д

вал которого кинематически связан с коленчатым валом двигателя и через отключаемую муфту подключен к валу утилизационной турбины, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности,двигатель допопнителыш снабжен соединительно-разъединительной муфтой и газоперепускной магистралью с управляемым клапаном, причем соединительно-разъединительная муфта установлена между валом вентилятора и коленчатым валом двигателя, а газоперепускная магистраль размещена между

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один турбокомпрессор наддува с воэдухонапор- ным патрубком и газовыпускной магист- 15газовыпускной магистралью турбокомп- ралью, утилизационную турбину, подклю-рессора и выхлопным патрубком утшшза- ченную к газовыпускной магистрали тур-ционной турбины, и управляемый клапан бокомпрессора и сообщенную с атмосфе-выполнен с управляющей полостью, которой при помощи выхлопного патрубка, ирая соединена с воздухонапорным пат- вентилятор подачи охлаждающего воздуха,20РУбком турбокомпрессора.

вал которого кинематически связан с коленчатым валом двигателя и через отключаемую муфту подключен к валу утилизационной турбины, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности,двигатель допопнителыш снабжен соединительно-разъединительной муфтой и газоперепускной магистралью с управляемым клапаном, причем соединительно-разъединительная муфта установлена между валом вентилятора и коленчатым валом двигателя, а газоперепускная магистраль размещена между

газовыпускной магистралью турбокомп- рессора и выхлопным патрубком утшшза- ционной турбины, и управляемый клапан выполнен с управляющей полостью, которая соединена с воздухонапорным пат- РУбком турбокомпрессора.

Изобретение может быть использовано в двигателях с продолженным расширением выпускных газов. Цель изобретения - повышение экономичности двигателя. Двигатель 1 содержит по меньшей мере один турбокомпрессор 2, состоящий из компрессора 3 и турбины 4, утилизационную турбину 5, подключенную к газовыпускной магистрали 6 турбокомпрессора 2 и сообщенную с атмосферой при помощи выхлопного патрубка 7, шестеренчатый редуктор 8, связывающий вал 9 турбины 5 и вал 10, передающий усилие через гидромуфту 11 переменного наполнения на вал 12 вентилятора 13 подачи охлаждающего воздуха. На валу 10 расположена соединительно-разъединительная муфта 14, обойма которой кинематически связана с шестеренчатым приводом 15 от коленчатого вала 16 двигателя 1. Между валами 10 и 9 установлена отключаемая муфта 17, обойма которой кинематически связана с валом 18 редуктора 8. Между магистралью 6 и патрубком 7 имеется газоперепускная магистраль 19 с установленным в ней управляемым клапаном 20 с управляющей полостью, сообщенной с воздухонапорным патрубком 22 турбокомпрессора 2. Повышение экономичности двигателя достигается за счет отключения редуктора 8 и турбины 5 от вала вентилятора 13 на частичных нагрузках и переходных режимах работы и перепуска выпускных газов мимо турбины 5. 2 ил.

Фие.1