Комбинированный двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02B37/00 F01M13/02 

(Л

С

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить эффективность отсоса картерных газов двигателя внутреннего сгорания. При работе двигателя отработавшие газы (00 из выхлопного коллектора 4 поступают в газоприемный патрубок 3 турбокомпрессора 2. Сжатый воздух подается через еоздухонапорный патрубок 5 в воздушный ресивер 6. ОГ после турбокомпрессора 2 через газовыхлопной патрубок 7 и глушитель 8 выбрасываются в атмосферу. Картерные газы поступают по трубе 11 через маслоотделитель и щели в стенках газовыхлопного патрубка 7 в вентиляционный канал и в полость обтекателя. За счет эжек- ции чартерные газы захватываются потоком ОГ одновременно из ребер и обтекателя и выбрасываются через глушитель 8 в атмосферу. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

о

4 СП

ел

ч| 00

Фиг. 1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом и вентиляцией картера.

Цель изобретения - повышение эффективности удаления картерных газов и обеспечение высокой степени улавливания частиц масла и сажи.

На фиг.1 представлена принципиальная схема комбинированного двигателя; на фиг 2 - газовыхлопной патрубок, продольный разрез: на фиг.З - то же, поперечный разрез (разрез А-А на фиг.2); на фиг.А - принципиальная схема варианта двигателя с инжектором; на фиг.5 - газовыхлопной патрубок с инжектором, продольный разрез: на фиг.6 - то же, продольный разрез по ребру.

Комбинированный двигатель 1 внутрен нею сгорания содержит по меньшей мере один турбокомпрессор 2, газоприемный патрубок 3 которого подключен к выхлопному коллектору 4, воздухонапорный патрубок 5 сообщен с воздушным ресивером 6, а галовыхлопной патрубок 7 сообщен с атмосферой через глушитель 8. Газовыхлопной патрубок 7 снабжен обтекателем 9, выполненным в виде полого усеченного конуса с рентиляционным каналом 10, который подключен к трубе 11 вентиляции картера. Обтекатель 9 снабжен радиальными ребрами 12. В стенках газовыхлопного патрубка 7 и обтекателя 9 выполнены щели 13 по числу ребер, а вентиляционный канал 10 размещен в ребрах 12 и сообщен с полостью 14 обтекателя 9 через щели 13 и с глушителем 8.

Стенки газоприемного патрубка 7 могут быть выполнены двойными с образованием полости 15, которая сообщена с глушителем

8,с вентиляционным каналом 16 и с трубой 11 вентиляции картера.

Труба 11 вентиляции картера может быть выполнена с инжектором 17, активное сопло 18 которого сообщено с воздухона- порным патрубком 5, приемная камера 19 - с картером двигателя 1, а диффузор 20 подключен к оентиляционному каналу 10.

Инжектор 17 может быть размещен в полости 14 обтекателя 9, а его активное сопло 18 сообщено с газоприемным патрубком 3, приемная камера 19 -с вентиляционным каналом 10 через щели 13 обтекателя

9,а диффузор 20 может быть сообщен с глушителем 8.

Ребра 12 могут быть установлены под углом 15 40° к продольной оси патрубка с отклонением входных кромок по направлению вращения ротора 21 турбокомпрессора 2.

Двигатель 1 содержит также маслоотделитель 22.

Комбинированный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

При работе двигателя отработавшие газы из выхлопного коллектора 4 поступают в газоприемный патрубок 3 турбокомпрессора 2 и раскручивают его ротор 21. Сжатый воздух подается через воздухонапорный патрубок 5 в воздушный ресивер 6 двигателя. Отработавшие газы после турбокомпрессора 2 через газовыхлопной патрубок 7

и глушитель 8 выбрасываются в атмосферу. Картерные газы поступают по трубе 11 через маслоотделитель 22 и щели 13 в стенках гаэовыхлопного патрубка 7 в вентиляционный канал 10 и в полость 14 обтекателя 9. За

счет эжекции картерные газы захватываются потоком отработавших газов одновременно из ребер 12 и обтекателя 9 и выбрасываются через глушитель 8 в атмосферу.

Если глушитель 8 имеет повышенное сопротивление или двигатель работает с небольшим противодавлением, то для более полного использования энергии отработавших газов в стенках газовыхлопного патрубка 7 можно выполнить полость 15, открытую

к глушителю. Картерные газы из трубы 11 вентиляции картера поступают в полость 15, а из нее одновременно - к глушителю 8, в вентиляционный канал 10 и в полость 14 обтекателя 9.

При работе двигателя с повышенным

противодавлением энергии отработавших газов может быть недостаточно для обеспечения эффективного отсоса картерных газов. В этом случае в трубе 11 вентиляции

картера может быть размещен инжектор 17, в активное сопло которого подается сжатый воздух из воздухонапорного патрубка 5. Картерные газы в приемной камере 19 инжектора 17 захватываются потоком сжатого

воздуха и подаются через диффузор в газовыхлопной патрубок 7, где, проходя через полость 15, вентиляционный канал 10 и полость 14, смешиваются с отработавшими газами двигателя 1.

В инжекторе целесообразно иногда использовать в качестве активной среды сжатый газ. В этом случае в приемной камере 19 инжектора, размещенного внутри обтекателя 9, картерные газы, поступающие по

каналу 10 в ребрах 12, захватываются потоком сжатого газа, отбираемым из гэзопри- емного патрубка 3, и . если инжектор размещен в полости 14 обтекателя 9, направляются к глушителю 8. Этот вариант предпочтителен для судовых двигателей.

работающих , со значительным противодавлением.

При расположении ребер 12 под углом 15-40° к продольной оси патрубка 9 с отклонением входных кромок по направлению вращения ротора 21 турбокомпрессора 2 отработавшие газы закручиваются вдоль продольной оси патрубка 7. Центробежные силы отбрасывают частицы масла и сажи на стенки глушителя 8, где они отделяются от потока отработавших газов.

Если двигатель работает без противодавления или с небольшим противодавлением, то суммарное действие эффекта эжекции при обтекании отработавшими газами конуса, ребер и полости в стенках газовыхлопного патрубка обеспечивает, как показывают выполненные расчеты, необходимую вентиляцию картера на всех режимах без дополнительных затрат энергии, что позволяет исключить регулирующий дроссель.

Если двигатель работает со средним противодавлением, то вентиляция картера может осуществляться двумя ступенями: в инжекторе, использующем энергию сжатого воздуха, и в газовыхлопном патрубке за счет эжекции при движении потока отработавших газоп В этом случае расход сжатого воздуха для отсоса картерных газов может быть уменьшен на 30-50%.

В случае, когда двигатель работает с высоким противодавлением, в инжекторе в качестве рабочей среды может использоваться сжатый газ. Тогда инжектор выгодно разместить внутри обтекателя, обеспечив подачу к нему картерных газов через щели в корпусе газоприемного патрубка и по каналу в ребрах. Такое расположение предупреждает появление в инжекторе нагароот- ложений, которые резко снижают его работоспособность. Находясь внутри обтекателя, который омывается горячими газами, инжектор периодически при выходе дизеля под нагрузку прогревается, а образовавшийся при работе на холостом ходу нагар выгорает.

Формула изобретения

ресивер, турбокомпрессоре газоприемным, воздухонапорным и газовыхлопным патрубками, глушитель, выхлопной коллектор, обтекатель, выполненный в виде полого

5 усеченного конуса с вентиляционным каналом, и трубку вентиляции картера, причем газоприемный патрубок гидравлически связан с выхлопным коллектором, воздухона- порный - с воздушным ресивером , газовы10 хлопной - с атмосферой через глушитель, а вентиляционный канал - с трубой вентиляции картера, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отсоса картерных газов,обтекатель снабжен ради5 альными ребрами, выполненными полыми и закрепленными на газовыхлопном патруб- ке.последний снабжен щелями по числу ребер, вентиляционный канал размещен в ребрах и гидравлически связан со щелями, 0 а полость обтекателя сообщена с глушите-1 лем.

3 Двигатель по пп.1 и2,отличаю0 щ и и с я тем, что стенки газовыхлопного патрубка выполнены двойными с образованием полости, гидравлически связанной с одной стороны с трубой вентиляции картера, а с другой - с глушителем.

полости обтекателя, его активное сопло сообщено с газоприемным патрубком, приемная камера - с вентиляционным каналом через щели в обтекателе, а диффузор сооб- 0 щен с глушителем.

t

гъ 1

04 bJ

i

I

i

ст -b

СЛ СЛ

-J

С5Э

CO Ч

II II I j

го-г

Сжатый еоз

НапроВле- ние Зраще ния

18 № К Р

12

Щи г. 5