Турбокомпрессор Советский патент 1991 года по МПК F01D17/04 F04D27/00 

Изобретение относится к турбоком- прессоростроению, в частности к агре- гатам наддува двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение плавности регулирования турбокомпрессора.

На фиг. 1 приведена схема турбокомпрессора j на фиг. 2 - центростремительная турбина с регулировочным диском с выступом в виде сектора., продольный разрез; на фиг, 3 - сечение А-А на фиг. 2 (кинематическая связь между механизмом перемещения диска и регулировочным диском выполнена в виде рычага); на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. э - центростремительная турбина с регулировочным диском, периферийная часть которого выполнена в виде спирали, продольный разрез; на фиг 6 - сечение В-В на фиг. 5 (кинематическая связь между механизмом перемещения диска и регулировочным диском в виде зубчатого венца и шестерни); на фиг. 7 - регулировочный диск, периферийная часть которого выполнена в виде спирали.

Турбокомпрессор содержит корпус 1 с газоподводящей улиткой 2, в котором размещено рабочее колесо 3 центростремительной турЬины 4, и регулировочный диск 5, расположенный в осевом зазоре ме/вду корпусом 1 и рабочим ко- лесом 3 и кинематически связанный с механизмом 6 перемещения диска 5, Регулировочный диск Ь установлен с воз

5

5

Q

5

0

нежностью поворота вокруг своей оси, в корпусе 1 выполнены цилиндрическая проточка 7 и радиальные отверстия 8, сообщенные с проточкой 7, а на регулировочном диске 5 - ответный проточке

7кольцевой выступ 9, размещенный в ней. На наружной поверхности кольцевого выступа 9 выполнен по крайней мере один кольцевой паз 10, в котором установлено уплотнительное пружинное кольцо 11. Периферийная часть регулировочного диска 5 со стороны проточной части на входе в рабочее колесо

3 турбины 4 выполнена переменной толщины за счет наличия на ней выступа 12 в виде сектора или выполнения периферийной части диска 5 в виде спирали, Кинематическая связь между механизмом 6 перемещения диска 5 идиском 5 может быть выполнена в виде рычага 13, расположенного в радиальном отверстии 8 корпуса 1 и соединенного с кольцевым выступом 9 регулировочного диска 5 (при этом кольцевые пазы 10 с размещенными в них уплотнительными пружинными кольцами 11 могут быть расположены на кольцевом выступе 9 между рычагом 13 и регулировочным диском 5 или по обе стороны от рычага 13), в виде зубчатого ненца 14, расположенного на наружной поверхности кольцевого выступа 9, и связанной с ним шестерни 15, входящей в радиальное отверстие ,

8корпуса 1.

Турбокомпрессор работает следующим образом,

Выхлопные газы двигателя 16 поступают через улитку 2 на рабочее колесо 3 турбины 4. Турбина 4 через вал 17 вращает компрессор 18, в котором сжимается воздух .для наддува двигателя 16. Давление и расход сжатого воздуха зависят от давления и расхода газа перед турбиной 4, т.е. от площади проходного сечения улитки 2. При работе двигателя 16 с малым расходом газа через турбину 4 диск 5 поворачивается по часовой стрелке и изменяет проходное сечение улитки 2 в сторону уменьшения пропускной способности турбины 4, создавая тем самым давление газов перед .турбиной 4, необходимое для оптимального давления наддува двигателя 16. При увеличении расхода газа через турбину 4 диск 5 поворачивается против часовой стрелки и изменяет проходное сечение улитки 2 в сторону увеличения пропускной собности турбины 4 так, что давление газов перед турбиной 4 поддерживается на уровне, необходимом для оптимального давления наддува двигателя 16 на этом режиме работы. Диск 5 поворачивается по внутренней поверхности 19 выступа 9, установленного в проточке 7 корпуса 1 при помощи механизма 6.

При этом кинематическая связь между механизмом 6 и регулировочным диском 5 может осуществляться через зубчатый венец 14 выступа 9 и шестерню 15, газовый стык обеспечивает уплотни тельное пружинное кольцо 11. Зубья шестерни 15 регулирующего механизма 16 одновременно обеспечивают осевую фиксацию регулировочного диска 5.

Когда кинематическая связь между механизмом 6 и регулировочным диском 5 осуществляется через рычаг 13, пружинное уплотнительное кольцо 1., расположенное между диском 5 и рычагом 13, обеспечивает уплотнение газового стыка, а пружинное кольцо 11, расположенное с другой стороны рычага 13, обеспечивает уплотнение масляного стыка, не допуская попадания масла, смазывающего подшипник 20 и внутреннюю поверхность 19 кольцевого выступа 9 диска 5, в проточную часть турбины 3.

Формула изобретения

1. Турбокомпрессор, содержащий корпус с газоподводящей улиткой, в

котором размещено рабочее колесо центростремительной турбины и регулировочный диск, расположенный в осевом зазоре между корпусом и рабочим колесом и кинематически связанный с механизмом перемещения диска, отличающийся тем, что, с целью повышения плавности регулирования

0 турбокомпрессора, регулировочный диск установлен с возможностью поворота вокруг своей оси, в корпусе выполнены цилиндрическая проточка и радиальные отверстия, сообщенные с проточкой, а

5 на регулировочном диске - ответный проточке кольцевой выступ, размещенный в ней, на наружной поверхности кольцевого выступа выполнен по крайней мере один кольцевой паз, в кото0 ром установлено уплотнительное пружинное кольцо, периферийная часть регулировочного диска со стороны проточной части на входе в рабочее колесо турбины выполнена переменной толщины.

5 2. Турбокомпрессор по п. 1, отличающийся тем, что, переменная толщина периферйной части регулировочного диска со стороны проточной части образована выполнением

0 на ней выступа в виде сектора.

3, Турбокомпрессор по пп. 1 и 2,

кинематическая связь между механиз- мом перемещения диска и регулировочным диском выполнена в виде рычага, расположенного в радиальном отверстии корпуса и соединенного с кольцевым выступом регулировочного диска.

4. Турбокомпрессор по пп. 1-3, отличающийся тем, что кольцевые пазы с размещенными в них уплотнительными пружинными кольцами расположены на кольцевом выступе между

рычагом и регулировочным диском или по обе стороны от рычага.

5. Турбокомпрессор по п. отличающийся тем, что перемен

50

55

ная толщина периферийной части регулировочного диска со стороны проточной части образована выполнением периферийной части диска в виде спирали.

6. Турбокомпрессор по пп. 1 и 5, отличающийся тем, что кинематическая связь между механизмом перемещения диска и регулировочным диском выполнена в виде зубчатого венца,

1В 17 1

А-А

Изобретение позволяет повысить плавность регулирования турбокомпрессора. Турбокомпрессор имеет корпус (К) 1 с газоподводящей улиткой 2, в котором размещено рабочее колесо 3 центростремительной турбины, и регулировочный диск 5, расположенный в осевом зазоре между К 1 и колесом 3 и кинематически связанный с механизмом перемещения диска 5. Диск 5 установлен с возможностью поворота вокруг своей оси. В К 1 выполнены цилиндрическая проточка (ЦП) 7 и ради

Фиг.1

6-Б

Фиг. 4

Фиг.З

-3

Out 5

15

V

Редактор И. Шмакова

Фиг

Составитель В. Задябин

Техред Л.Сердюкова Корректор Т. Палии

Заказ 1594

Тираж 341

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фиг. 6

Подписное