Система воздухоснабжения двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1979 года по МПК F02B37/00 

1

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а именно к устройствам для наддува двигателя внутреннего сгорания.

Известны системы воздухоснабжения двигателя внутреннего сгорания, снабженного электростартером с цепью его питания, содержащие нагнетательный воздухопровод с выпускным отверстием и подключенный к нему турбокомпрессор, в выхлопной магистрали которого установлена, по меньшей мере, одна турбина привода компрессора низкого давления, подключенного к турбокомпрессору 1.

Воздухоснабжение двигателей осуществляется по двухступенчатой схеме наддува, при которой вся располагаемая энергия отработавших газов двигателя используется на сжатие продувочного воздуха, что не всегда экономически целесообразно.

Известны также системы воздухоснабжения, в которых турбина, установленная в выхлопной магистрали турбокомпрессора, приводит во вращение вентилятор, снабженный напорным патрубком и всасывающей магистралью, присоединенной к теплообменнику 2. Вентилятор предназначен для обдува теплообменника.

Запуск двигателей с такими системами воздухоснабжения затруднен из-за низкой располагаемой энергии газов перед турбокомпрессором. В то же время в процессе работы двигателя располагаемая энергия турбины привода вентилятора может оказаться избыточно высокой.

Целью описываемого изобретения является улучшение условий запуска двигателя.

Для достижения поставленной цели во

впускном отверстии нагнетательного воздухопровода установлен сообщенный с атмосферой распределительный орган для отключения турбокомпрессора и подключения напорного патрубка вентилятора, а последний

снабжен электрическим мотором -- генератором, связанным с цепью питания электростартера.

Распределительный орган может быть выполнен в виде двухпозиционного много0 ходового золотника с электромагнитным приводом, включенным в цепь питания электростартера, и пружиной возврата в исходное положение. Ha ip::; 1 :ii;c.iCTiji-.,HHH кг)нструктиеная cxcvia ())bueMOH системы: на фиг. 2 -- cxo.vKi подключепия /юпат чных машин к электрическому )ру генераторм; на сриг. 3 - расг1ред1 1и.тс.1ьиый opi aii;- па . 4pa3)i-.i И) распрсдеЛ11Т(Л1ьн()1у О|)ган в положении, )твс1ч:тп Ю1ием режиму )хска; па (par. 5 ра:,рез по рас 1ределите.1ы:ому органу i; по.чожеиип, соответствуюп1им работе двигателя под иагрузко и. Система lioiviv.xociiao/Keiuni двигателя внутреннего сгорания, снабженного э.тект(.1оста)тер()м с гилило его нитания, солерж1гг иаг.иетате,(Ы1ый воз.тухопровод i с внуеки1,)1м опи/рсгнем 2. К на(нетате,.му возл.хон)(н:;од I Н(здклк)чеп ту|юок()мпресеор 3. В 1И)хл()1ной .1а1Л1етралн 4 турбокомпрессорл л , raiidivieua турбина В нриЕюда вентн,м;т(.)ра ). 1 -счпн,лятор 6 снабжен нагк),)ны.м п;гг|5убко 7 II вс:аеыиаю11.ей магистралью 8, кот.орая нодсскдинепа к теплообменнику 9. Во внуекном oTBtiiCTHH 2 пагнетате.мьного воздухойповода уетанов.теп сообщенный с ат.мосферой ;аснреде..111ге.тьный орган 10 для отключения турбокомпрессора 3 и подк,1юченпя напорного патрубка 7 вентилятора 6, последний снабже 1 алектрическим мотор-генератором 11, который связан е цепью питания э,1ектростартера 12. Распреде.пггельиый орган 10 выполнен в виде ;iByxH03ii iJionH(M0 многоходового золотника с э,1ект К)магн1ггпым приводом 13 и снс;бжен пр.:.и1пой 14 возврата в исходное положение. Электромагн1ггный привод 13 включен в пень питания э.пектростартера 12. Цепь HHTaiHiH элект|)С)стартера включает в себя аккум ляторпую батарею 15 и реле 16, к которому одновременно нодсоедпнеы 1 электрический мотор-генератор 11, электромагнитный н{)ивод 13 п электрический силовой элеменг 17 включения повышенпой передачи 18. установ.ленной в приводе от турбины 5 к вентилятору. Распределительны орган 10 снабжен .Ui ух позиционным многоход()вым золотником 9. канал1)1 20 п 21 которого при повороте могут юдключать к внускпому отверстию на1н-ета гелыюго воздухопровода I поочередно либо пано)Н111Й патрубок 7 вентилятора, либо iiaiiopiiyio магистра.ль 22 турбоко.мпрессора. Ыоюдключенный к воздухопроводу .:емент нри HO.MOHJLH тех же каналов сообИ1,ается с атмос(}5ерой. В приводе вентилятора .между турбиной и MOTOpoM-ienepaTopoM 11 предус.мотрена обгониая муфта 23 для исключения затрат мощноети мотора-генератора 11 на вращение турбины нри запуске двигателя. Электрический силовой элемент 17 снабжен пружиной 24 возврата его в исходное положение нри отключении от аккумуляторной батареи. В передаче от электромагнитного привода 13 к золотнику 19 предусмот|1ен выстун 25, расположенный на корпусе золотника, и упор 26, рас;; ;. ;же11ный на рычаге 27. Эти элементы нрс.1п;г ;;а;ены для ({)иксирования углового положен.ия золотпика 19 при отключении электро.магнитного привода от цепи питания электростартера 12. При подключении аккумуляторной батареи к цепи питания электростартера во время запуска двигателя электрический ток от аккумуляторной батареи 15 через реле 16 одновременно подают на клеммы электричеекого электростартера 12, электрический моторгенератор 11, электро.магнитный привод 13 и электрический силовой элемент 17. Электростартер 12 раскручивает двигатель 28 внутреннего сгорания. Электрический мотор-генератор 1 1 приводит во вращение вентилятор 6, причем электромагнитный силовой эле. включает повыщенную передачу 18 между вент11ляторо.м и моторомгенератором 11, в результате чего вентилятор 8 начинает работать в компрессорном режнме и подает воздух с требуе.мы.м давленис.м по напорному па.трубку 7 к распредели ге;1ьному органу 10. Электромагнитный привод 13 преодолевает ycHvH-ie пружины 14 и поворачивает 30.1О1ПИК i9 распределительного органа 10 таким образом, что напорный патрубок 7 вентилятор,) 6 сообщается с нагнетательным воздухопроводом 1, а напо)ная магистраль 22 турбоко.мпрессора сообщается с атмосферой ((})иг. 4). Подача сжатого воздуха вентилято)(;м 6 в 1 агпетательпый воздухопровод 1 двигателя позволяет повысить степень сжатия последнего, а следовательно, обеспечивает надежный запуск. Обгон ая муфта 23 разъединяет моторгенератор 1 и вентилятор, когда электрический мотор-генератор 11 работает в режиме MOTf)pa. После запуска двигателя реле 16 отключает электростартер 12, электромагнитный привод 13 и электрический силовой элемент 17. В результате отсутствия тока в обмотке электрО1магнитного привода 13 носледпий перестает воздейетвовать на золотник 19 распределительного органа 10. Из-за отсутствия противодействующего усилия пружина 14 легко поворачивает золотннк 19 так, что выступы 25 и упор 26 при.мыкают один к друго.му (фиг. 3), при этом напорный патрубок 7 вентилятора 6 сообщается с атмосферой, а напориая магистраль 22 турбокомпрессора - с нагнетательным воздухопроводо 1 двигателя (фиг. 5). Из-за отсутствия тока в электрическом силовом элементе 17 пружина 24 возвращает передачу 8 в положение, обеспечивающее работу вентилятора 6 в вентиляторном режиме (фиг. 2.). Сжатый воздух из турбокомпрессора поступает в нагнетательный воздухопровод 1 двигателя 28 через теплообменник 9 промежуточного охлаждения воздуха. Турбина 5 приводит в действие вентилятор 6 и электрический мотор-генератор 11. Сжатый в вентиляторе 6 воздух выходит на этом р(жиме в атмосферу, при этом энергия сжатого воздуха используется для прокачки воздуха через теплообменник 9, обеспечивая охлаждение наддувочного воздуха, поступающего в двигатель. В результате принудительного вращения турбиной 5 электрического мотор-генератора 11, последний переходит в режим генератора. Если .мощность турбины 5 больще мощности, необходимой на привод вентилятора 6, электрический мотор-генератор 11 осуществляет подпитку аккумуляторов 15. Избыточная мощность электрического мотор-генератора 11 может также поступать на электродвигатель 29, который, в свою очередь, приводит в действие необходи.мые для работы транспортного средства вспомогательные агрегаты. Таким образом, в сравнении с известными устройствами предлагаемая система воздухоснабжения двигателя внутреннего сгорания обеспечивает надежный запуск двигателя и высокие энергоэкономические показатели при автоматическом поддержании заданного режима работы. Формула изобретения . Система воздухоснабжения двигателя внутреннего сгорания, снабженного электро стартером с цепью его питания, нагнетательный воздухопривил отверстием и подключенный к компрессор, в выхлопной магистра,in когормго установлена турбина привода вентилят|)р;;, С11абженно1о iian() патрубком и lu-.-iCi.i вающей .магистра.ИЖ). подсое.чпюнпш ; к к-плообменник . OT.nt4aiOii(.n чш, i- п.с лью улуч1пеп1 я ус.кммп зап ска лшплсмя, во впускном отверстии пагиета lo.ibiuiro волду.хонровода уст;л1ов.км| сообщенный о атмосферой распрсдо,п1тсльный орган для отключения турбокомпрессора и подключения напорного патрубка вентилятора, а пос.ю.ч кий снабжен электрическим мотором-генератором, связанным с нитания э и-ктростартера. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем. что распределительный орган Biiiiio.iiieii г, ни Де ДВуХПОЗИЦИОННОГО МНОГО.ХОДОВ01Ч) .«)ЛОГника с электромагнитным приво.юм. ик.поченным в цепь питания э.пектросгартера. и пружиной возврата в исходное м.о.и/жепис. Источники информации, пршчтые luj внимание при экспертизе Патент СШ.Л Ло 32,ч()()(н, 2. Авторское свидегельство (ХЛЛ 178243, кл. F 02 В ЗТДХ), 19(Vi.

: I

й--

i гэ JI /г м

. п

fAAMzu

0..

Фиг2

л-4

б атмосферу

/

В amt octfepg

/