Устройство для подвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания к турбине привода компрессора наддува Советский патент 1978 года по МПК F02B37/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности дизелестроению, а именно к устройствам для наддува дизелей.

Известны устройства для подвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания к турбине привода компрессора наддува, содержашие смесительную камеру, подсоединенную по меньшей мере к двум выхлопным коллекторам, расположенным под углом друг к другу и к оси камеры, снабженной общей разделительной стенкой 1.

Недостатком такого устройства являетсяпотеря энергии импульсов давления в коллекторах за счет резкого изменения направления потока и сужения его разделительной стенкой.

Известны также устройства, у которых с целью повышения экономичности двигателя стенка снабжена размещенными в ней сквозными каналами, каждый из которых ориентирован вдоль оси одного из коллекторов, а смесительная камера выполнена в виде цилиндрического участка выхлопной трубы 2. Однако и в этих устройствах наличие разделительной стенки не позволяет избавиться от потерь энергии импульсов давления, вызванных изменением направления и сужением газового потока на выходе в смесительную камеру.

Целью изобретения является повышение эффективности использования импульсов давления в коллекторах.

Для достижения поставленной пели угол между осями коллекторов в точке подключения к цилиндрическому участку выполнен равным 15-30°, плош,адь сечения последнего выполнена равной 1,7-2,0 плош.ади одного из коллекторов, а длина - не менее трех диаметров коллектора.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства применительно к 8-цилиндровому двигателю; на фиг. 2 - схема подключения сходящихся коллекторов к цилиндрическому участку выхлопной трубы.

Выхлопная труба двигателя снабжена цилиндрическими участками I-3. К цилиндрическому участку 1 подсоединены коллекторы 4 и 5, к участку 2 - коллекторы 6 и 7, к участку 3 - коллекторы 8 и 9. Коллекторы 4-7 объединяют цилиндры с неперекрывающимися фазами, при этом каждая пара смежных коллекторов 4 и 5; 6 и 7 объединяют цилиндры, отстоящие по фазе на 180° пкв.

При этом коллектор 4 объединяет патрубки 10 и 11, коллектор 5 - патрубки 12 и 13, коллектор 6 - патрубки 14 и 15, коллектор 7 - патрубки 16 и 17. Коллекторы с диаметром d, подключены каждый к цилиндрическому участку под углом ot выбранным в пределах 15-30°. Длина L каждого цилиндрического участка превышает значение трех диаметров одного из подключенных к нему коллекторов, а площадь сечения цилиндрического участка составляет 1,7--2,0 площади одного коллектора. В процессе работы двигателя отработавщие .газы из каждого цилиндра поступают в вых..лопную трубу. Например, отработавшие газы . из патрубка 14 поступают в коллектор бив цилиндрический участок 2. В процессе истечения из коллетора в цилиндрический участок газовый поток вызывает эффект эжекции и соответствующее понижение давления в коллекторе 7 и патрубках 16 и 17. Так как один из цилиндров, подсоединенных к этим патрубкам , отстоит по фазе выпуска на 180° пкв. от рассматриваемого цилиндра, то понижение давления в коллекторе 7 вызывает улучшение очистки цилиндров ,от отработавших газов, а сложение газовых потоков патрубков 14 и 16 Ни цилиндрическом участке 2 увеличивает располагае.мую энергию газового потока. Аналогично выпуск цилиндра в патрубок 15 улучшает очистку соответствующего цилиндра с патрубком 17 и .располагаемую энергию выпускных газов указанной пары цилиндров. Выпуск отработавших газов из цилиндров в патрубки 16 и 17 коллектора 7 вызывает эжекцию в патрубках 14 и 15 коллектора 6 и также соответственно повышает использование энергии импульсов давления. Таким же образом взаимодействуют газовые потоки в сходящихся коллекторах 4 и 5. Газовый поток из коллекторов 4 и 5 поступает в цилиндрический участок 1 и далее поступает в коллектор 8, а из коллекторов 6 и 7 - в цилиндрический участок 2 и далее - в коллектор 9. Из этих двух коллекторов газы поступают в цилиндрический участок 3, в котором происходит смешение газовых потоков перед входом в турбину.. Для обеспечения с.мешения газовых потоков длина цилиндрического участка не должна быть меньшей трех диаметров одного из коллекторов 8 и 9. Уменьшение этой- длины по сравнению с указанными пределами ведет к ухудшению эжектирующего эффекта и уменьшению располагаемой энергии выпускных газов перед турбиной. Площадь сечения цилиндрического участка выполнена равной 1,7-2,0 площади одного из коллекторов. Увеличение площади свыще двух площадей приводит к потере Скорости газового на входе в цилиндрический участок, уменьшение площади менее 1,7 площади выпускного коллектора - к росту гидравлического сопротивления устройства и соответствующим потерям энергии импульсов давления. Таким образом, обеспечение заданной геометрии узла подключения сходящихся коллекторов к цилиндрическому участку выхлопной трубы позволяет выполнять этот участок без разделительной перегородки, что повышает эффективность использования энергии импульсов давления отработавшего газа в коллекторах. Формула изобретения Устройство для подвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания к турбине привода компрессора наддува, содержащее выхлопную трубу, снабженную по меньщей мере одним цилиндрическим участком и двумя подключенными у нему сходящимися коллекторами, каждый из которых подсоединен не более, чем к двум цилиндрам с неперекрывающимися фазами выпуска, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования энергии импульсов давления в коллекторах, угол между их осями в точке подключения к цилиндрическому участку выполнен равным 15-30°, площадь сечения последнего выполнена равной 1,7-2,0 площади одного из коллекторов, а длина - не менее трех диаметров коллектора. Источники информации, принятые во вни.мание при экспертизе: 1.Патент Франции № 2147426, кл. F 01 N 7/00, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 502124, кл. F 02 В 37/02, с приоритетом за 1974.

V (