Радиальная турбина для наддува двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02B37/00 F01D9/02 

Изобретение относится к двигателест- роению и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1629572.

Известен двигатель внутреннего сгорания с устройством для использования энергии отработавших газов, содержащий турбину с конфузорными газоподводящими каналами одинакового проходного значения.

Турбина обладает недостатком, заклю- чюащимся в том, что конфузорные газопод- водящие каналы турбины выполнены с одинаковыми проходными сечениями, что вызывает повышенные потери энергии отработавших газов на поворот в подводе, противоположном направлению вращения, и нестационарности параметров газа на выходе из соплового аппарата.

Известен корпус импульсной турбины турбокомпрессора для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащий улитку с подводящими патрубками с различной площадью проходных сечений, возрастающей с увеличением длины патрубков.

Корпус не пригоден.для турбины с подводом, противоположным вращению колеса.

Известен двигатель внутреннего сгорания с системой выпуска, имеющей длинный и короткий каналы выпускного коллектора с различными площадями проходных сечений.

Недостаток двигателя заключается в том, что проходные сечения обеспечивают идентичные процессы в каналах перед импульсной турбиной, вследствие чего в кана- ле, противоположно направленном вращению колеса, образуются повышенные потери.

Известен двигатель внутреннего сгорания с направляемым турбонагнетателем, имеющим улитку с двумя неравными по площади подводящими каналами,

В турбонагнетателе каналы подходят к колесу в одном направлении и неприемлемы для турбин с подводом газа в части соплового аппарата.

Известен двигатель внутреннего сгорания с устройством для использования энергии отработавших газов, содержащим турбину с разделенным на секции сопловым аппаратом, подключенные индивидуальными каналами коллектора, каждый из которых объединяет цилиндры с неперекрывающимися фазами выпуска, проходные сечения секций соплового аппарата выполнены неравными, связанными с длиной каналов соотношением их объемов.

Двигатель обладает недостатком, заключающимся в том, что соотношение размеров проходных сечений газоподводящих каналов не учитывают направление подвода газов к рабочему колесу. Это приводит к повышенным потерям на подвод со стороны

секции, противоположной направлению вращения колеса.

Известен двигатель внутреннего сгорания с импульсной турбиной, содержащей изолированные газоподводящие каналы,

0 один из которых выполнен конфузорным по направлению вращения колеса, а другой - с постоянным сечением.

Газоподводящие каналы турбины в начальных сечениях выполнены с одинаковым

5 проходным сечением, вследствие чего в канале, противоположно направленном вращению колеса, образуются повышенные потери энергии отработавших газов.

Известна турбина для наддува двигате0 ля внутреннего сгорания с конфузорным ка- напом по направлению вращения и диффузорным каналом, противоположно направленным вращению колеса.

Турбина обладает недостатком, заклю5 чающимся в повышенных потерях энергии на поворот в диффузорном канале.

Цель изобретения - повышение КПД турбины для наддува двигателя внутреннего сгорания путем уменьшения потерь в диф0 фузорном канале.

Цель достигается тем, что в турбине для пзддува двигателя внутреннего сгорания площадь входного сечения диффузорного канала выполнена больше площади входно5 го сечения конфузог.ного канала.

На чертеже изображена радиальная турбина,разрез.

От увеличения входного сечения диффузорного канала, противоположно направ0 ленного вращению колеса, и снижения скорости по всей длине газоподводящего канала снижаются потери на поворот потока в сопловом аппарате на брлыиой угол. Необходимость поворота потока на боль5 шой угол имеется уже в начальном участке

газоподводящего канала. Величина разно. сти между площадями начальных сечений

каналов подбирается экспериментально.

Радиальная турбина для наддува двига0 теля внутреннего сгорания содержит корпус 1, установленное в нем рабочее колесо 2, сопловый аппарат 3 и подключенные к последнему два изолированных газоподводящих канала. Один канал 4 выполнен

5 конфузорным по направлению вращения колеса 2, Другой канала 5, направленный противоположно вращению колеса 2, выполнен диффузорным и с большим входным сечением по сравнению с конфузорным. Турбина работает следующим образом.

Продукты сгорания двигателя внутреннего сгорания подводятся к рабочему колесу 2 турбины через два газоподводящих канала 4 и 5 и сопловый аппарат 3, Благодаря тому, что газоподводящий канал 5, направленный противоположно вращению колеса 2, выполнен диффузорным и с большим входным сечением, чем у конфузорного канала, поворот продуктов сгорания осуществляется с меньшими скоростями, меньшими потерями и пульсациями.

Вследствие снижения потерь на поворот в диффузорном газоподводящем канале, направленный противоположно вращению колеса, повышается КПД турбины и двигателя внутреннего сгорания в це0

лом, что приводит к экономии топлива и снижению затрат на эксплуатацию транспортных средств и стационарных установок. Конкретное выполнение может быть реализовано на турбокомпрессора ТКР-14 путем диффузорного профилирования канала, направленного против вращения колеса, с увеличенным начальным сечением. Формула изобретения Радиальная турбина для наддува двигателя внутреннего сгорания поавт.св. № 1629572, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, площадь входного сечения диффузорного канала выполнена больше площади входного сечения конфузорного канала.

Использование; наддув двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: площадь входного сечения диффузор- ного канала выполнена больше площади входного сечения конфузорного канала. 1 ил.