Коллектор подвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания к турбине Советский патент 1992 года по МПК F02B37/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению.

Известно устройство для подвода отработавшего газа к турбине турбокомпрессора ДВС, содержащее смесительную камеру, подсоединенную по меньшей мере к двум выпускным коллекторам при помощи патрубков, расположенных под углом друг к другу и к оси камеры, снабженных общей разделительной стенкой, в которой выполнены сквозные каналы, причем каждый из них ориентирован вдоль оси одного из патрубков.

Недостатком этого устройства является потеря в коллекторах энергии импульсов давления за счет резкого изменения направления и сужения потока на входе в смесительную камеру. Кроме того, имеют место дополнительные потери энергии при теплопередаче через стенки тракта на участке между крышками цилиндров и смесительной камерой, особенно при выполнении его охлаждаемым. Устройство имеет большие габариты и металлоемкость.

Известен также коллектор для выпуска отработавших газов из ДВС, содержащий первую трубу от одной группы цилиндров и вторую трубу от другой группы, причем вторая размещена эксцентрично внутри первой трубы и имеет с ней линию контакта, наиболее удаленную от цилиндров.

Этот коллектор прост в изготовлении, однако имеют место большие потери энерXI

N

го

пли в тракте между крышками цилиндров и турбокомпрессором.

Известен коллектор подвода отработавших газов из ДВС к турбине, содержащий расположенные одна внутри другой проточные трубы, каждая из которых соединена с группой цилиндров и снабжена на выходе соплом, причем сопла расположены соосно и их суживающиеся каналы сообщены с общей выпускной трубой, подключенной к газоприемному патрубку турбины

Недостатком этого выпускного коллектора являются значительные потери давления газа, подводимого к турбине, что снижает эффективность работы двигателя.

Цель изобретения - повышение эффективных показателей двигателя путем уменьшения потерь давления газа.

В коллектор подвода к турбине отработавших газов из двигателя входят расположенные одна внутри другой проточные трубы, сообщенные каждая с группой цилиндров и имеющие на выходе соосные сопла, суживающиеся каналы которых сообщены через общую выпускную трубу с турбиной.

Выпускная труба выполнена со смесительным цилиндрическим участком, соеди ненным с диффузором, который сообщен с приемным патрубком турбины.

Кроме того, проточные трубы выполнены соосными, внутренняя труба по длине может быть составлена из двух участков причем первый участок сообщенный с группой цилиндров, размещен вне второго участка и вокруг него установлен отдельный изоляционный кожух

Для обеспечения взаимного осевого перемещения между проточными трубами расположены установочные элементы

Наружная проточная труба, сопла и смесительный участок с диффузором заключены в общий теплоизоляционный кожух.

На фиг.1 показан коллектор продольный разрез: на фиг.2 - разрез А-А на фиг 1

Коллектор содержит наружную 1 и расположенную в ней соосно внутреннюю 2 проточные трубы, сообщенные каждая с группой цилиндров

Проточные трубы 1 и 2 на выходе снабжены соответственно соосными соплами 3 и 4, которые сообщены с цилиндрическим проставком 5, образующим с пристыкованным к нему диффузором 6 смесительный участок в общей трубе, подключенной к приемному патрубку турбины (не показана) Проточная труба 2 состоит из участков 7 и 8, причем первый из них сообщен с группой цилиндров (не показаны) и вокруг него установлен изоляционный кожух 9 Между проточными трубами 1 и 2 расположены по окружности установочные элементы 10. Наружная проточная труба 1, сопла 3 и 4, цилиндрический проставок 5 и диффузор 6

заключены в кожух 11.

При работе двигателя отработавшие газы из одной группы цилиндров поступают в проточную трубу 2 и из другой - в проточную трубу 1. Затем газ на выходе из сопл 3 и 4

0 создает взаимный эффект эжекции, причем подсос газов происходит из трубы 1 или из трубы 2 в зависимости от чередования выпуска отработавших газов из рабочих цилиндров двигателя. Далее газы поступают в

5 смесительный участок 5 и из него в диффузор 6, затем в турбину

Длина трубы цилиндрического простав- ка 5 выполнена не менее диаметра этой трубы. Площади проходных сечений проточ0 ных труб 1 и 2 равны друг другу, а их сумма превышает площадь сечения трубы смесительного участка 5

Благодаря наличию смесительного участка, где происходит образование равно5 мерного потока газов, уменьшаются потери давления газа, за счет чего повышаются эффективные показатели двигателя. Формула изобретения

1Коллектор подвода отработавших га- 0 зов двигателя внутреннего сгорания к турбине, содержащий расположенные одна внутри другой проточные трубы, каждая из которых соединена с группой цилиндров и снабжена на выходе соплом, причем сопла

5 расположены соосно и их суживающиеся каналы сообщены с общей выпускной трубой, подключенной к газоприемному патрубку турбины, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективных пока0 зателей двигателя путем уменьшения потерь давления газа, общая выпускная труба снабжена смесительным участком, выполненным в виде цилиндрического проставка, сообщенного с соплами, и пристыкованного

5 к нему диффузора.

2Коллектор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что проточные трубы выполнены соосными, внутренняя труба по длине выполнена составной из двух участков, причем

0 первый участок сообщен с группой цилиндров, а второй участок размещен вне другой трубы, и вокруг лервого участка установлен отдельный изоляционный кожух.

3.Коллектор по пп.1 и 2, отличаю- 5 щ и и с я тем, что между проточными трубами расположены установочные элементы.

4.Коллектор по пп,1-3, отличающийся тем, что наружная проточная труба, сопла и смесительный участок заключены в общий теплоизоляционный кожух.

Фиг.1

0U. 2

Изобретение может быть использовано в выпускных системах двигателей внутреннего сгорания для повышения их эффективных показателей. Коллектор содержит наружную 1 и расположенную в ней соосно внутреннюю 2 проточные трубы, сообщенные каждая с группой цилиндров. Проточные трубы 1 и 2 на выходе снабжены соответственно соосными соплами 3 и 4, которые сообщены с цилиндрическим про- ставком 5, образующим с пристыкованным к нему диффузором 6 смесительной участок в общей трубе, подключенной к приемному патрубку турбины Проточная труба 2 состоит из двух участков 7 и 8, причем первый из них сообщен с группой цилиндров и вокруг него установлен изоляционный кожух 9. Между проточными трубами 1 и 2 расположены по окружности установочные элементы 10. Наружная проточная труба 1, сопла 3 и 4, цилиндрический проставок 5 и диффузор 6 заключены в общий кожух 11. Благодаря наличию смесительного участка, где происходит образование равномерного потока газов, имеет место уменьшение потерь давления газа и повышение этим эффективных показателей двигателя. 3 з.п. ф-лы. 2 ил. СО