Система турбонаддува двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02B37/12 F02D23/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а конкретно к системам наддува двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение экономичности и надежности двигателя.

На чертеже представлена принципиальная схема системы наддува.

Воздухонапорная магистраль 1 трубо- компрессора 2 через охладитель 3 соединена с впускным ресивером А двигателя 5 внутреннего сгорания (ДВС). Его выпускной коллектор 6 соединен с газоприемным патрубком 7 турбины. Воздухонапорная маги- страль 1 соединена . с полостью газоприемного патрубка 7 линией перепуска 8, в которой установлен перепускной клапан 9, на который воздействует пружина 10, Управляющая полость 11 клзпана, ограниченней мембраной 12 через электропнев- матический вентиль 13 и импульсную линию 14, сообщена с воздухонапорной магистралью 1. В электрическую цепь 15 питания вентиля 13 включены нормально разомкнутое 16 и нормально замкнутое 17 реле давления.

Параллельно реле 17 давления включено распределительное устройство 18 в виде нормально разомкнутого реле, соединенного с датчиком 19 температуры окружающей среды. Система работает следующим образом.

На режимах малых нагрузок, при отношении давления наддува к давлению отработавших газов перед турбиной меньше или равным единице ( 40% нагрузки), реле 16 давления разомкнуто и управляющая по- лосгь 11 под мембраной 12 сообщена через электропневматический вентиль 14 с атмосферой. При этом перепускной клапан 9 удерживается в закрытом положении пружиной 10. С увеличением нагрузки соответственно повышается отношение давления наддува к давлению отработавших газов, что приводит к срабатыванию реле 16 давления, и электрическая цепь 15 замыкается. Вследствие этого злектропневматический вентиль 13 соединяет объем управляющей полости 11 с воздухонапорной магистралью 1, что позволяет увеличить давление в этом объеме, а следовательно, преодолеть усилие пружины 10, перепускной клапан 9 открывается и двигатель работает с перепуском части сжатого в компрессоре воздуха 7 турбины, причем величина открытия перепускного клапана пропорциональна усилию, создаваемому в управляющей полости 11. Это позволяет автоматически изменять проходное сечение перепускного

клапана в зависимости от режима работы двигателя.

Таким образом, турбокомпрессор работает с большим по сравнению с двигателем

расходом воздуха, что позволяет увеличить запас по помпажу и повысить давление наддува на этих режимах, в результате чего повышается надежность двигателя и улучшается его экономичность. При дальнейшем увеличении нагрузки более 95%. срабатывает реле 17 давления, что приводит к размыканию электрической цепи 15 и обе- сточиванию вентиля 13. Вследствие этого происходит выпуск воздуха из управляющей полости 11 через вентиль 13 в атмосферу . и под действием пружины 10 перепускной клапан 9 закрывается, а двигатель работает без перепуска части сжатого в компрессоре воздуха на вход в турбину.

Это позволяет работать ДВС с оптимальным давлением наддува при полной нагрузке,

При эксплуатации ДВС в условиях отрицательных температур датчик 19 температуры подает электрический сигнал на распределительное устройство 18, установленное в электрической цепи 15 параллельно реле 17 давления. В результате срабатывания распределительного устройства 18 происходит блокировка реле 17 и электропневматический вентиль 13 при больших нагрузках не обеспечивается, вследствие чего двигатель работает с перепуском части сжатого в компрессоре воздуха на вход в турбину, что позволяет ограничивать рост давления наддува и, соответственно, максимального давления сгорания, поэтому надежность двигателя повышается дополнительно.

Формула изобретения

1. Система турбонаддува двигателя внутреннего сгорания, содержащая по

меньшей мере один турбокомпрессор, подключенный через воздухонапорную магистраль к впускному ресиверу двигателя и через газоприемный патрубок турбины - к выхлопному коллектору двигателя, линию

перепуска сжатого воздуха из воздухонапорной магистрали в газоприемный патрубок турбины и установленный в линии перепуска перепускной клапан, управляю- щая полость которого связана с воздухонапорной магистралью через импульсную линию, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности, система снабжена источником тока, электропневматическим вентилем и двумя реле давления с разными уставками по величине

превышения давления наддува над давле-2. Система по п. 1,отличающаяся нием отработавших газов, причем электро-тем, что, с целью ограничения давления над- пневматический вентиль установлен вдува двигателя на полной нагрузке при низ- импульсной линии и связан электрической5 кой температуре, в электрическую цепь цепью с источником тока через два релепараллельно с вторым реле включено рас- давления, а оба реле установлены последо-пределительное устройство в виде нормаль- вательно, первое из них выполнено нор-но разомкнутого реле и подсоединенного к мально разомкнутым и второе - нормальнонему датчика температуры окружающей замкнутым.10 среды.

Изобретение позволяет повысить экономичность и надежность двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Линия перепуска 9 соединяет воздухонапорную магистраль 1 турбокомпрессора (ТК) с газоприемным патрубком 7 турбины. В ней установлен перепускной клапан 8, управляющая полость 11 которого связана с воздухонапорной магистралью 1 через импульсную линию 14 и электропневматический вентиль 13. На режиме малых нагрузок ДВС отношение давления наддува к давлению отработавших газов меньше или равно единице, реле 16 давления разомкнуто и управляющая полость 11 через электропневматический вентиль 13 соединена с атмосферой. Перепускной клапан 8 удерживается в закрытом положении пружиной 10. С увеличением нагрузки повышается отношение давления наддува к давлению отработавших газов, вследствии чего реле 16 давления замыкает электрическую цепь 15 и электропневматический вентиль 13 соединяет управляющую полость 11 с воздухонапорной магистралью 1. Клапан 8 открывается, и происходит перепуск воздуха. Степень открытия клапана зависит от давления наддува, из-за чего количество перепускаемого воздуха согласуется с нагрузкой. При отрицательных температурах окружающей среды распределительное устройство 18 блокирует реле 17 и электропневматический вентиль 13 не обесточивается, вследствие чего в этих условиях ДВС работает на больших нагрузках без перепуска сжатого воздуха. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.