Устройство для подвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания турбокомпрессору наддува Советский патент 1979 года по МПК F02B37/02 

виде. КОЛЫ1С1ЮГО диффузора со средним диаметром, равным среднему диаметру сонлового аппарата. Проходное сечепие каждого из приемных отве)стий смесительной камеры может быть выполнено в соответствии с соот, ношением F - макс 4т количество цилиндров двигаF. - эффективное максимальное проходное сечепие вынускных органов одного цилиндра; т-:,. - количество коллекторов в первой группе. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, для двигателя внутреннего сгорания с числом цилиндров, кратным четырем, общий вид; на фиг. 2 - кольцевая смесительная камера, общий вид; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 вид по стрелке Б на фиг. 3 (торец, обращенный к сопловому аппарату); на фиг. 5 - приемные отверстия смесительной камеры, выполненные в виде криволинейного усеченного конуса; на фиг. 6 - устройство для многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с числом цилиндров, кратным двум. Цилиндры 1 -16 двигателя с помощью коллекторов 17-24, каждый из которых снабжен суживающимся выпускным участком 25, подключены к смесительной камере 26. Каждый из коллекторов подсоединен к выпускным органам цилиндров с неперекрывающимися фазами выпуска в соответствии с порядком их работы 1 - 11 -6-15-2-12- 5-9-8- 14-3-10-7- 13-4- 16. Коллекторы разделены на две группы, в первой из которых выпускные участки 25 раз.мещены в приемных отверстиях 27, смесительной камеры, а выпускные участки коллекторов второй группы размещены в промежуточной ем. кости 28, сообщенной со смесительной камерой суживающи.мися каналами 29, охватывающими вьшускньГё участки к6л«1екторов первой группы. Смесительная камера обращена своей расщиряющейся частью к сопловому аппарату турбины, и, как показано на фиг. 3, может быть выполнена в виде кольцевого диффузора. Средний диаметр D диффузора может быть выполнен равны.м среднему диаметру соплового аппарата турбины 30. В примере, показанном на фиг. 1, число коллекторов двигателя делится на два и количества коллекторов в первой группе, объединяющей коллекторы 19, 20,, 22 и 24, и во ророй группе, объединяюц1ей коллекторы 17, 18, 21 и 23, равны между собой. В случае, .показанном на фиг. 6, количество коллекторов второй группы превыщает количество коллекторов первой группы. Проходное сечение F каждого из приемных отверстий 27 смесительной камеры выполнено в соответствии с соотношением F - .Ш«: 4т гдеZ - количество цилиндров двигателя;F - эффективное макси.мальное проходное сечение выпускных органов Одного цилиндра; m - количество цилиндров в первой группе. Наличие прямоточной емкости 28 позволяет выбирать дличу коллекторов L из условия обеспечения равенства периода колебаний газов полному периоду продувки I - 24п где /i - период открытия продувочных окон для двухтактных двигателей или период открытия выпускных органов соответственно для четырехтактных двигателей; а - скорость звука, соответствующая средней температуре выпускных газов; п - частота вращения коленчатого вала двигателя. Отработавщие газы каждого цилиндра поступают в коллектор с переменным давлением. Искажение импульса давления в коллекторе исключено,, так как фазы выпуска в подсоединенных к нему цилиндрах не совпадают. Из второй группы коллекторов через, суживающиеся выпускные участки происходит истечение газов в промежуточную емкость 28. Е.мкость выполняет роль .модулятора колебаний. Наряду с сопловым эффектом в суживающихся выпускных участках и с эффектом модуляции предотвращаются потери свежего заряда после закрытия продувочных окон в двухтактных двигателях и обеспечивается дозарядка цилиндров продувочным воздухом в четырехтактных двигателях. Суживающиеся выпускные участки коллекторов первой группы в процессе работы двигателя выполняют роль сопел эжектора и способствуют подсась1ванию газов из промежуточной емкости в смесительную камеру через охватывающий каждый участок суживающийся канал 29 и кольцевой зазор в приемном отверстии. В связи с этим площадь F каждого приемного отверстия должна соответствовать числу коллекторов в каждой группе, их суммарному количеству и размерам выпускных органов цилиндра. Требуемое соотнощение между перечисленными элементами определяется математическим выражением„Z PMOIX В результате снижения давления в промежуточной емкости, возникающего вследствие эффекта эжектирования, уменьшается отрицательная работа насосных ходов и.

следовательно, повышается экономичность двигателя.

Если смесительную камеру выполнить р виде кольцевого диффузора, как показано на фиг. 2 и 3, и совместить его средний диаметр со средним диаметром соплового аппарата, можно максимально приблизить смесительную камеру к сопловому аппарату турбины и уменьшить потери энергии подлине газового тракта.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обеспечить настройку коллекторов на оптимальное смеш,ение основного импульса выпуска и отраженной волны сжатия, что способствует повышению эффективности преобразования импульсов давления и способствует эффективной продувке цилиндров. При этом одновременно уменьшаются потери насосных ходов i потери энергии по длине газового тракта.

Формула изобретения

1. Устройство для подвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания к турбокомпрессору наддува, содержащее коллекторы, каждый из которых подсоединен к выпускным органам цилиндров с неперекрывающимися фазами выпуска и снабжен суживающимся выпускным участком, подключенным к минимальному сечению смесительной камеры, обращенной своей расширяющейся частью к сопловому аппарату турбины, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности преобразования

энергии импульсов давления в коллекторах в потенциальную энергию газов перед турбиной, коллекторы разделены на две группы, в первой из которых выпускные участки размещены в приемных отверстиях смесительной камеры с кольцевым зазором, а во второй - в промежуточной емкости, сообщенной со смесительной камерой с помощью суживающихся каналов, охватывающих выпускные участки коллекторов первой группы.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что количества коллекторов в группах равны между собой.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что смесительная камера выполнена в виде кольцевого диффузора со средним диаметром равным среднему диаметру соплового аппарата турбины.

4.Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что проходное сечение каждого из приемных отверстий смесительной камеры выполнено в соответствии с соотношением

р 2. Тцокс

4т

0

где Z - количество цилиндров двигателя;/

Рмажс.- Эффективное максимальное проходное сечение выпускных органов одного цилиндра,

5

m - количество коллекторов в первой группе.

Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе

1.Акцептованная заявка Великобрита0нии № 1328645, кл. F. 1 В, опубл. 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 502124, кл. F 02 В 37/02, 1974.

гв

Фиг,3

2Э

ФнгЛ