Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1978 года по МПК F02B37/13 

(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1

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

Известны двигатели внутреннего сгорания; содержащие остов и блок агрегатов наддува, снабженные установленными на общей горизонтальной оси компрессорами двух последователь ных стуненей сжатия и турбннами двух последовательных ступеней расширения, у которых компрессор низкого давления дополннтельно связан при помощи механической передачи с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания {I .

Наличие механнческой передачи усложняет компоновку агрегатов наддува в блоке и компоновку блока агрегатов на остове.

. Известны также двигатели внутреннего сгорання, содержащие остов, блок агрегатов наддува, снабженный установленными на общей горизонтальной оси компрессорами двух последовательных ступеней сжатия и турбинами двух последовательных ступеней расширения, из которых компрессор высокого давления соединен с консольным колесом турбины первой ступени расширения, а к выпускному сечению последнего примыкает консольное колесо турбины второй ступени расширения, соединенное с компрессором низкого давления, н воздухоохладитель, включенный в воздушный тракт между компрессорами 2.

В известных двигателях механическая передача отсутствует, но направление вращения турбокомпрессоров не ограничено, поэтому между 5 рабочими колесами турбин предусмотрена возможность размещения промежуточного направляющего аппарата. В свяйи с этим габариты блока агрегатов наддува достаточно велики.

Целью изобретения является уменьшение Q габаритов путем исключения промежуточного направляющего аппарата.

Это достигается тем, что лопатки колес турбин двух последовательных ступеней расширения ориентированы в противоположных направлениях.

5 Кроме того, блок агрегатов наддува расположён на .торце остова и его горизонтальная ось перпендикулярна к продольной оси последнего.

На фиг. изображен двигатель, вид сверху; на фиг. 2 - блок агрегатов наддува в продольном разрезе; на фиг. 3 - компоновка блока агрегатов наддува на двигателе; на фиг. 4 - принципиальная схема двигателя и системы его наДдува.

Двигатель внутреннего сгорания содержит остов 1 с цилиндрами 2, каждый из которых

снабжен впускным 3 и выпускным 4 каналами. в которых расположены соотпотстпепно linycKной 5 .и выпускной б клапаны.

Блок агрегатов наддува включает в себя два последовательно включенных турбокомирессора 7 и 8, расположенных соосно и обрашенных один к другому консольными колесами турбин. Турбина 9 первой ступени расширения и компрессор 10 образуют ступень высокого давления, а турбина 1 второй ступени расширения и компрессор 2 - ступень низкого давления.

К турбине 9 первой ступени расчниреиия примыкает газоподводящий трубопровод 13, канчивающийся впускным патрубком 14 турбины. Кроме этого патрубка турбина первой ступени расширения содержит улитку. 15 и конкольное рабочее колесо 16, размешенное на валу 17, который, установлен в подшипниках 18, закрепленных в корпусе (не показан). К выпускному сечению колеса турбинь 9 первой ступени расширения примыкает консольное колесо 19 турбины II второй ступени расширения, установленное на валу 20. Лопатки 21 колеса турбины первой ступени расширения ориентированы навстречу потоку выхлойных газов в противоположность лопаткам 22 колеса турбины второй ступени расширения. Колеса турбин обеих ступеней соединены проставкой 23.

Кроме колеса турбина второй ступени расширения содержит газосбориик 24 и выпускной патрубок 25, соединенный трубопроводом 26 с глушителем (не показан). Компрессор 12 низкого давления содержит входной патрубок 27 для впуска воздуха, в котором расположен глушитель шума и воздушный фильтр, и рабочее колесо 28.

Рабочее колесо 29 компрессора JO высокого давления открывается в воздушный тракт 30 между компрессорами, в который включен воздухоохладитель 31.

Другой воздухоохладитель 32 может быть размеш,еи за компрессором 10 высокого давления перед впускным трубопроводом. Блок агрегатов на.адувг расположен на торце 33 осто и его горизонтальная ось перпендикулярна к продоль.ной оси последнего. Отработавшие газы, выходящие из цилиндра 2 при открьь том клапане 6 в выпускной канал 4, поступают по газоподводяш.ему трубопроводу 13 к колесу 16 турбины 9 первой ступени расширения и далее - к колесу 19 турбины П второй ступени pacmnpeHfrs. Затем выхлопные газы поступают S газосборник 24 и через выпускной патрубок 25 выходят в трубопровод 26, соединенный с глушителем.

Воздух, всасываемый через патрубок 27 компрессора 12 низкого давления, сжимается в рабочем колесе 28 и подается через воздушный тракт 30 с установленным в нем воздухоохладителем 31 в компрессор 10 высокого давления. Рабочее колесо 29 компрессора 10 высокого давления нагнетает возду.ч через воздухоохладитель в цилиндры 2 двигателя.

Лопатки 21 и 22 колес 16 и 19 соответственно турбин периой и второй ступеней расширения ориентированы в противоположных направлениях, т. е. колеса турбин обеих ступеней имеют противоположные направления вращения. В результате этого отпадает необходимость 3 установке промежуточного направляющего аппарата.

Размешение блока агрегатов наддува на торце остова позволяет разместить агрегаты наддува без существенного увеличения ширины двигателя.

Кроме того, колеса турбин примыкают друг к другу, т. е. ступени давления .следуют одна за другой, что позволяет избавиться от длинных трубопроводов.

Таким образом, такое выполнение двигателя обеспечивает уменьшение .его габаритов.

Согласно описываемому изобретению блок агрегатов наддува может быть расположен и на торце остова V-образного двигателя (фиг. 1). Выпускное отверстие патрубка 14 турбины высокого давления размеш,ено иа оси между блоками цилиндров, что позволяет разместить газоподводящий трубопровод 3 в развале между блоками. Если разместить одинаковые агрегаты на двух торцах остова, можно к каждому торцу подвести вьтхлопной коллектор, объединяющий цилиндры только одного блока, т. е. имеются дополнительные компоновочные преимущества.

Таким образом, описываемое техническое решение позволяет уменьшить габариты двигателя в целом.

Формула изобретения

Источники информации, принятьте во внимание при экспертизе:

Put.J

.f