СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ НАДДУВА ДЛЯ ДВИГАТ1БИБЛИОТЕКА..'•лAfl Советский патент 1972 года по МПК F02B37/04 F02B39/04 F02N17/08 

Известны системы регулирования наддува для двигателя внутреннего сгорания, содержащие турбокомпрессор для подачи воздуха в двигатель через теплообменник и приводной нагнетатель. Однако такие системы не эффективны при работе на частичных нагрузках и в режиме холостого хода в связи с понижением к.п.д. двигателя при малых числах оборотов егО коленчатого вала.

Цель изобретения - оптимизация воздухоснабжения двигателя.

Это достигается тем, что в предлагаемой системе привод нагнетателя выполнен в виде вариатора, позволяющего повышать давление наддува при работе двигателя на частичных нагрузках.

Вариатор может быть выполнен клиноременным со шкивами переменного диаметра на валах нагнетателя и двигателя.

Клииоременный вариатор имеет шкив постоянного диаметра «а коленчатом валу и шкив переменного диаметра на .промежуточном валу, снабженном подшипниковой и пружинной опорами и присоединенном при помощи кардана к валу нагнетателя.

ленный на коленчатом валу поршневой насос, сообщенный с гидромотором поршневого типа, соединенным с валом нагнетателя и имеющим золотниковое распределение с управлением по

импульсу давления воздуха перед нагнетателем.

Для повышения эффективности нагнетателя при запуске двигателя на валу нагнетателя установлена передача, например зубчатая,

взаимодействующая дри запуске с коленчатым валом через промежуточное звено, отключающее при помощи системы рычагов вариатор. На фиг. 1 приведена схема описываемой

системы; яа фиг. 2 - кривые изменения давления наддува в зависимости от числа оборотов коленчатого вала при различной реализуемой нагрузке; на фиг. 3 - вариант системы с вариатором, выполненным в виде гидравлической передачи; на фиг. 4 и 5 - вариатор с одним шкивом постоянного диаметра.

Система регулирования наддува для двигателя / внутреннего сгорания соде|ржит турбокомпрессор 2, сообщенный с двигателем, выхлопным коллектором 3 и ресивером 4 для подачи воздуха в коллектор 5 двигателя через теплообменник 6 и лриводной, например, роторного типа нагнетатель 7. По патрубку 8 к теплообменн1ику подводится, а по латрубку 9 отводится охлаждающая двигатель вода, отрегулированная на постоянную температуру. Вал 10 нагнетателя 7 связан с коленчатым валом 11 двигателя клиноременным вариатором. Боковые стороны 12 и 13 шкивов вариатора размещены «а валах 10 и 11, а боковые стороны 14 и 15 -могут перемещаться в осевом направлении, что позволяет изменять скорость вращения клинового 16. Перемещение боковых сторон 14 и 15 щкивов осуществляется одновременно при помощи рычага 17 управления, приводимого в действие щтоком 1 манометрической коробки 19. Поршень 20 коробки 19 находится лод давлением воздуха в трубке 21, .которая через калиброванные отверстия 22-24 сообщена с ;ресивером 4 и с атмосферой. На валу 10 со стороны, .противоположной вариатору, установлена отключаемая зубчатая передача, состоящая из щестерни 25, сообщаемой с зубчатым венцом 26 коленчатого вала 11 при помощи щестерни стартера 27. .При запуске двигателя / клиноременный вариатор не работает. Это достигается взаимодействием тяг 28 и 29 при их воздействии на пружину 30 .либо использованием электромагнита, воздействующего на пружину 30 одновременно с действ.ием стартера 27. (Клиноременный вариатор -может быть заменен гидравлической передачей. В этом случае (см. фиг. 3) коленчатый вал 11 соединен с поршневым насосом 31, сообщенным с пидромотором 32 также поршневого типа, соединенным с валом 10 нагнетателя 7 и имеющим золотниковое распределение. Производитель-, ность гидромотора 32 определяется наклоном пластины 33, управляемым манометрическим датчиком 34, соединенным с ресивером 4 при помощи трубки 35, т. е. реагирующим на давление воздуха перед нагнетателем 7. Насос 31 и гидромотор 32 передачи соединены каналами 36 и 37, которые могут быть замкнуты при помощи .перепускного клапана 38, взаимодействующего через систему рычагов-тяг 28 и 29, управляемых от шестерни стартера 27. Для упрощения и удешевления клиноремен.ного вариатора (см. фиг. 4) вал 10 нагнетателя 7 может быть соединен карданом 39 с полым валом 40, сочлененным с валом 41, выполяенньш с правой боковой поверхностью 42 приемного шкива. На конце вала 41 установлен шарикоподшипник 43, -вмонтированный в коробку 44, которая прикреплена к концу ялоской пружины 45, закрепленной другим концом пр.и помощи уголка 46 на -блоке двигателя /. Левая боковая поверхно-сть 47 щкива установлена на валу 41 с возможностью перемещения и снабжена мембранной коробкой 48, прикрепленной к выступу 49 вала 40. Внутри коробки 48 имеется пружина 50, взаимодействующая с поверхностью 47. Канал 51 двигателя. Ремень 16 смонтирован на шкиве 52 постоянного диаметра, закрепленном на коленчатом валу. Пр.и 100% нагрузке (см. фиг. 2) для числа обор-отов Пд коленчатого вала 11, соответствующего 0,75-0,8Пд„зкс (точка а), отношение числа оборотов Пн нас-оса к числу оборотов Яд коленчатого вала выбирают так, чтобы количество в-оз.духа,, проходящее через .нагнетатель 7, было равно количеству воздуха, требуемому двигателю 1, т. е. /гн/Ид 1. В этом случае отношение давления РК наддува после нагнетателя .к величине давления PI воздуха на входе в турбонагнетатель равно отношению давления Р воздуха до нагнетателя к величине давления PI, следовательно, Пунктирная кривая, характеризующая работу системы с описываемым приводом, и сплошная кривая для системы с нерегулируемым приводом, .пересекаются в точке Л. Если число оборотов Пд увеличивается, то величина отношения РК JPi также увеличивается. Давление воздуха ло трубке 21 передается на поршень 20, сообщенный через щток 18 с упором боковой стороны 14 шкива вариатора. В результате этого воздействия соотношение Пн/Пд ум-еньшается, например, до величины 0,85 при числе оборотов % в точке б, что приводит к дополнительному понижению температуры наддувочного воздуха вследств.и-е его расширения в -нагнетателе 7. Таким образом, несмотря .на значительное повышение температуры воздуха за насосным к-олесо-м турбокомпрессора, температура воздуха, поступающего в .коллектор 5, соотв-етству-ет оптимальной. Нагнетатель 7 в данном случае используется как детандер. При уменьшении числа оборотов Пд величина отношения РК /PI также уменьшается, что приводит к увеличению числа оборотов п, т. е. нагнетатель 7 используется как вторая ступень наддува. Следовательно, температура воздуха, поступающего в коллектор 5, снова близка к оптимальной. Таким образом, совместная работа агрегатов наддува и теплообменника обеспечивает оптимальные условия для протекания процесса сгоран-ия смесй в цилиндрах дв.игателя. Пр-и запуске шестерня стартера 27 перемещается влево для зацепления с шестерней 25 и вендом 26 коленчатого вала //. При этом через систему рычагов 28 и 29 происходит отключение клиноременного или гидравлического вариатора. Передаточное отношение шестерни 25 и венца 26 выбирают из условия обеспечения резкого повышения давления РК и, следовательно, ускорения запуска дв.игателя. Предмет изобретения 1. Система регулирования наддува для двиателя внутреннего сгорания, содержащая турчерез теплообменник и приводной нагнетатель, отличающаяся тем, что, с целью оптимизации воздухоснабжения двигателя, привод нагнетателя выполнен в виде вариатора.

2.Система по п. 1, отличающаяся тем, что вариатор выполнен клиноременным со шкивами переменного диаметра на валах нагнетателя и двигателя.

3.Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что клиноременный вариатор имеет шкив постоянного диаметра на коленчатом валу и шкив переменного диаметра на промежуточном валу, снабженном подшипвиковой и пружинной опорами и присоединенном при помощи кардана к валу нагнетателя.

4.Система по п. 1, отличающаяся тем, что вариатор выполнен в виде гидравлической передачи, содержашей установленный на коленчатом валу поршпевой насос, сообш.енный с

гидромотором поршневого типа, соединенным с валом нагнетателя и ИМеюп им золотниковое распределение с управлением по импульсу давления воздуха перед нагнетателем.

5.Система по пп. 2, 3 и 4, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности

нагнетателя при запуске двигателя, на валу нагнетателя установлена передача, .например зубчатая, взаимодействующая при запуске с коленчатым валом через промежуточное звено, отключающее при помощи системы рычагов вариатор.

, k

9 6

29

23 24

22

Фиг.

0.85 шо°/.

.; .- J .J L

4/

,|,.,A

52

Фиг 4

/-4/.