Способ регулирования наддува четырехтактного двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1977 года по МПК F02B37/02 F02D23/00 

Изобретение относится к области иаиплностроения,, в частности двигателестроения, а

именно к способам

наддува двигателя внутреннего сгорания.

Известиы способы регулирования наддува двигателей внутреннего сгорания путем подачи сжатого воздуха в работающую на выхлопных газах турбину привода компрессора питания двигателя воздухом Ij. Воздух в турбину подают на переходных режимах с целью сокращения времени ее разгона и сжимают воздух в подпоршневых полостях двигателя. Однако вследствие ограниченного объема подпоршневых полостей количество сл атого воздуха ограничено, не согласовано со скоростью вращения турбины и время переходного процесса сравнительно велико.

Целью изобретения является сокращение времени переходного процесса.

Для достижения поставленной цепи сжатый воздух в турбину подают из компрессора, при этом двигатель питают воздухом из атмосферы. Кроме того, перед сжатием воздуха в компрессоре к нему могут быть добавлены отработавшие в турбине выхлопные газы, а сжатый воздух и выхлопные газы можно подавать в турбину в виде двух отдельных потоков.

На чертеже показана принципиальная схема системы наддува, при помощи которой реализуется описываемый способ.

Система содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, турбину 2, приводимый ею компрессор 3 перепускной трубопровод 4, соединяющий нагнетательный патрубок компрессора с выпускным трубопроводам 5, поворотную заслонку 6, установленную в нагнетательном патрубке, дополнительный выпускной трубопровод 7, впускной коллектор 8, поворотную заслонку 9, установленную на стыке выпускных трубопроводов, невозвратный автоматический клапан 10, установленный на впускном коллекторе, выходной патрубок 11 турбины, входной патрубок 12 компрессора, перепускной трубопровод 13, соединяющий выходной патрубок турбины и входной патрубок компрессора и поворотную заслонку 14, установленную в этом трубопроводе.

При работе двигателя на холостом ходу или малых нагрузках заслонка 6 поворачивается и сжатый воздух из нагнетательного патрубка компрессора 3 через выхлопной коллектор 5 подводится к одной из двух секций соплового аппарата турбины 2. Одновременно с помощью синхронизирующего механизма поворачивается заслонка 9 и поток отработавших тазов от всех цилиндров двигателя направляется в выпускной трубопровод 7 и подводится ко второй секции соплового аппарата турбины. Таким образом, сжатый воздух и выхлопные газы подают в турбину в виде двух отдельных потоков. При этом синхронно с двумя названными заслонками происходит поворот на определенный угол заслонки 14, установленной в перепускном трубопроводе 13, чем обеспечивается добавление части отработавших в турбине газов к воздуху, поступающему на вход в компрессор для смешения.

Такая организация потоков воздуха и отработавших газов позволяет увеличить мощность турбины, а соответственно, и число оборотов ротора турбокомпрессора при работе двигателя на холостом ходу или малых нагрузках, а подмещивание горячих отработавших газов к потоку входящего в компрессор воздуха позволит увеличить температуру последнего, что приведет к увеличению срабатываемого теплоперепада воздуха в турбине.

Питание двигателя воздухом при повороте заслонки 6 осуществляется из атмосферы через автоматиЧ(ескдй кл-апан 10, установленный на впускном коллекторе. Этот клапан открывается под действием перепада давлений, так как во впускном коллекторе при закрытой заслонке создается разрежение вследствие всасывающего действия поршней двигателя.

В момент наброса нагрузки на дизель-генератор заслонку 6 поворачивают в такое положение, при котором перекрывается перепускной трубопровод 4 и весь поток воздуха направляется от компрессора во впускной коллектор двигателя. Под действием давления автоматический клапан закрывается. Одновременно с поворотом заслонки 6 осуществляют поворот заслонок 9 и 14. При этом при повороте заслонки 9 поток отработавших газов от первой половины цилиндров направляется

по выпускному трубопроводу 5 к одной секции соплового аппарата, а от второй половины цилиндров - по трубопроводу 7 к другой секции. При повороте же заслонки 14 прекращается перепуск отработавших газов на вход в компрессор.

Ввиду того, что на холостом ходу или на малых нагрузках число оборотов ротора турбокомпрессора повышено, его разгон до номинальных оборотов происходит быстрее, что приводит к повышению давления нагнетаемого воздуха и улучшению условий сгорания топлива при переходных процессах.

Таким образом предлагаемый способ регулирования наддува позволяет сократить длительность переходных процессов и улучшить эксплуатационные показатели двигателя.

Формула изобретения

1.Способ регулирования наддува четырехтактного двигателя внутреннего сгорания на переходных режимах путем подачи сжатого воздуха в работающую на выхлопных газах турбину привода компрессора питания двигателя воздухом, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени переходного процесса, сжатый воздух в турбину подают из компрессора, а двигатель питают воздухом из атмосферы.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед сжатием к воздуху добавляют отработавшие в турбине выхлопные газы.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что сжатый воздух и выхлопные газы подают в турбину в виде двух отдельных потоков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 2003408, кл. 46а 37/04, 1970. t :