Дизельная установка Советский патент 1993 года по МПК F02B29/04 F01P5/08 F02G5/02 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности Путем регулирования давления наддува в широком диапазоне режимов работы двигателя.

На чертеже представлена схема предложенной установки.

Установка содержит двигатель внутреннего сгорания 1 с выпускным 2 и впускным 3 трубопроводами,основной турбокомпрессор 4,-турбонагнетатель 5-, связанный с основным турбокомпрессором выпускной магистралью б, подающей сжатый воздух нагнетателя в основной компрессор 7 и выпускной магистралью 8 перепускающей выпускные газы турбины 9 через регулирующий орган 10 на силовую турбину 11 (на частичных режимах) или через трубопровод 12 на активное сопло 13 (на номинальных и рабочих режимах), эжектирующее воздух окружающей среды для охлаждения наддувочного воздуха. Охладитель наддувочного воздуха 14 расположен в аэродинамическом конфузорном канале 15,через который просасывается воздух окружающей среды, струями выпускных газов из сопл 13. Выпускная магистраль турбины ТН 11 соединена со вторым соплом газового эжектора 16, установленным в аэродинамическом канале 15 после охладителя наддувочного воздуха 14, с помощью трубопровода 17. Аэродинамический канал 15 выполнен конфузорным и. расположен преимущественно вертикально/для организации самотяги, позволяющей утилизировать энергию охлаждающей среды. Регулирование температурного режима двигателя производится с помощью регулирующего органа 10,соединенного с блоком управления 18, представляющего собой исполнительный механизм, соединенный через усилитель с датчиками режима работы двигателя: температуры, подачи топлива, частоты вращения и давления.

Дизельная установка работает следующим образом.

На номинальном, рабочем и максимальном режимах по частоте вращения вала выпускные газы из турбины 9 ТК поступают через регулирующий орган 10 и распределительный трубопровод 12 в активное сопло 13 эжекторной системы; из которого вследствие расширения выходят с большими дозвуковыми скоростями и попутными струями просасывают воздух окружающей ереды через конфузориый. аэродинамический канал 15, омывая расположенный в нем охладитель наддувочного воздуха 14. При этом теплообменник ОНВ может быть

как трубчатый, так и пластинчатый. Сжатый воздух в него подается от компрессора 7 и после охлаждения поступает через впускной коллектор 3 в двигатель 1. В этом случае

силовая установка работает как обычный двигатель с наддувом, но с охлаждением сжатого наддувочного воздуха ОН В-за счет эжекторного устройства, просасывающего через него воздух окружающей среды.

На частичных режимах работы двигателя, с частотой вращения коленчатого вала меньше номинальной, степень охлаждения наддувочного воздуха может быть уменьшена, выпускные газы от турбины 9 ТК с по5 мощью регулирующего, органа 10 передаются по выпускной магистрали 8 на силовую турбину 11, вращающую нагнетатель 5; из которого сжатый воздух поступает во всасывающую магистраль компрессора

0 ТК 7 по трубопроводу 6, поддерживая тем самым суммарную степень повышения давления практически такой же как и на номинальном режиме. В этом случае создаются предпосылки для получения характеристик

5 двигателя постоянной мощности. Следует заметить, что аэродинамический канал 15, в котором расположен ОНВ 14 выполнен конфузорным и расположен преимущественно вертикально с целью получения ускоренно0 го движения в нем воздуха окружающей среды даже при невключенном сопле 13 за счет самотяги и эжекции, создаваемой выхлопными газами, поступающими из выпускной магистрали турбины ТН 11 по

5 трубопроводу 17 в по крайней мере одно сопло 16, установленное в аэродинамическом канале после ОНВ, что позволяет наи- более полно утилизировать энергию выпускных газов на различных режимах ра0 боты двигателя и осуществлять гибкое регулирование наддува, а также степени охлаждения наддувочного воздуха.

Регулирование давления и температуры наддувочного воздуха в широком диапазоне

5 режимов работы и комплексная утилизация энергии отработавших газов позволяют повысить эффективность дизельной установки, состоящей в экономии топлива. Формула изобретения

0 1, Дизельная установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания, впускной трубопровод и выхлопную магистраль, подключенные к цилиндрам двигателя, турбокомпрессор и турбонагнетатель,

5 сообщенные своими входными патрубками турбин с выхлопной магистралью двигателя, охладитель наддувочного воздуха, подключенный к воздухоиапорному патрубку турбокомпрессора, и газовый эжектор с активным и пассивным соплами, выполненныйв виде кожуха, охватывающего охладитель наддувочного воздуха, причем кожух выполнен в виде аэродинамического канала, активное сопло выполнено в виде выходного участка выхлопной магистрали, а пассивное сопло сообщено с атмосферой, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем регулирования давления наддува в широком диапазоне режимов работы двигателя, дизельная установка снабжена блоком управления, турбокомпрессор и турбонагнетатель установлены последовательно в виде двух ступеней наддува, выпускной патрубок турбины турбокомпрессора, подключен к входному патрубку турбины турбонагнетателя, в стыке между патрубками установлен

0

5

орган регулирования проходного Сечения связанный с блоком управления/ воздухо- выпускной патрубок турбонагнетателя подключен к воздуховыпускному патрубку турбокомпрессора и кожух выполнен конфу- зорным по направлению движения потока охлаждающей среды и установлен преимущественно вертикально.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что выпускной патрубок турбины турбокомпрессора выполнен с отводным трубопроводом, а активное сопло газового эжектора выполнено в виде двух каналов, к первому из которых подключена выхлопная магистраль, а к второму - отводной трубопровод турбины турбокомпрессора.

Сущность изобретения: установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания с выпускным 2 и впускным 3 трубопроводами,. основной турбокомпрессор 4, турбонагнетатель 5, связанный с основным турбокомпрессором выпускной магистралью б, подающей сжатый воздух нагнетателя в основной компрессор 7, и выпускной магистралью 8, перепускающей выпускные газы турбины 9 через регулирующий орган 10 на силовую турбину 11 или через трубопровод 12 на активное сопло 13, эжектирующее воздух окружающей среды для охлаждения наддувочного воздуха. Охладитель 14 над- дувочного воздуха расположен в конфузор- ном канале 15. Выпускная магистраль турбины 11 турбонагнетателя соединена со вторым соплом газового эжектора 16, установленным в канале 15 после охладителя наддувочного воздуха 14, с помощью трубопровода 17. Регулирование температурного режима двигателя производится с помощью регулирующего органа 10, соединенного с блоком управления 18. Регулирование давления и температуры наддувочного воздуха в широком диапазоне режимов работы и комплексная утилизация энергии отработавших газов позволяют повысить эффективность дизельной установки. 1.з.п, ф-лы, 1 ил. С