Двигатель внутненнего сгорания Советский патент 1980 года по МПК F02B37/00 F02N7/12 

(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, и касается двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом и со вспомогательными пусковыми устройствами роторного типа.

Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие магистраль выпуска отработавишх газов и последовательно установленные в ней турбокомпрессор, снабженный обводной трубой и выхлопным патрубком, дополнительную камеру сгорания, сообщенную с обводной трубой, и силовую турбину, кинематически связанную с валом электростартера и с коленчатым валом двигателя 1.

Однако в этих устройствах затруднен запуск двигателя, так турбокомпрессор в момент запуска не работает и не подает воздух для наддува двигателя, что ухудшает динамику переходных процессов в момент запуска.

Целью изобретения является повы.шение эффективности запуска двигателя внутреннего сгорания с газоту|)бинным наддувом.

Это достигается -тем, что в предложенном двигателе силовая турбина соединена со всасываюггшм отверстием трубокомпрессора при помощи напорного трубопровода с запечным органом и подключена к выхлопному патрубку турбокомпрессора при помогци трубопро;вода с органом перекрытия для поочередного сообщения выхлопного патрубка с атмосферой и силовой турбиной.

На чертеже представлена принципиальная схема предложенного двигателя;

Двигатель содержит турбокомпрессор, состоящий из компрессора 1 иприводящей его турбины 2, дополнительную камеру сгорания 3 и силовую турбину 4. Силовая турбина 4 кинематически связана через редуктор 5 с электростартером 6 двигат.еля внутреннего сгорания. Электростартер 6 соединен с коленчатым валом двигателя через венец маховика 9, шестерню привЬда 9 при включенной муфте 10 сцепляющего механизма стартера. Напорный трубопровод 11 соединяет силовую турбину 4 с всасывающим отверстием компрессора 1. В трубопроводе 11 установлен запорный оргаи 12 (заслонка) . Силовая турбина 4 подключена к выхлопному патрубку 13 турбокомпрессора при помощи трубопровода 14 и органа 15 (заслонки) поочередного сообщения выхлопного патрубка 13с атмосферой и силовой турбиной 4 Силовая турбина 4 имеет выходной патрубок 16. На входе в дополнительну камеру сгорания 3 установлена заслон ка 17. Турбокомпрессор снабжен обводной трубой 18 и установлен в магистрали выпуска отработавших газов, состоящей из выпускного трубопровода 19, выхлопного патрубка 13, трубопровода 14 и выходного патрубка 16. Двигатель работает следуюищм образом. При вращении силовой турбины 4с помощью электростартера б через реду т.ор 5 при разомкнутой муфте 10 сцепляющего механизма воздух, поступая по патрубку 16, сжимается всиловой турбине 4 и направляется по напорному трубопроводу 11, через компрессор 1 в дополни ельнью. камеру сгорания 3, Заслонки 12 и 17 в этот период, открыты, а заслонка 15 запирает трубопровод 14 и открывает выход газов в атмосферу пЬ патрубку 13. При вклю ченной камере сгорания 3 и работе обслуживающих систем обеспечивается раскрутка турбокомпрессора и выход его на самостоятельный режим работы. После запуска турбокомпрессора осуществляется запуск самого двигате ля. Для этого заслонкой 12 перекрывается трубопровод 11 иоткрывается заслонка 15. Продукты сгорания от турбины 2 привода компрессора по трубопроводу 14 направляются к силовой турбине 4 и далее по патрубку 16 в атмосферу. Продукты сгорания совер шают работу на лопатках силовой турбины 4. В результате создается допол нительный крутящий момент, способствуювдай проворачиванию вала электро двигателя б стартера, а при включен ной муфте 10 сцепляющего механизма через шестерни 9 и 8 - вращению коленчатого вала 7 и последующему запуску двигателя. После запуска двиг ля заслонками 15 и 17,соответственно, закрывается трубопровод 13 и отключается камера сгорания 3. Турб.окомпрессор начинает работать как обычный агрегат наддува двигателя. Использование описываемого устройства даст возможность упростить конструкцию (в связи с отсутствием сложных кинематических связей), а также иметь один электрический стартер для запуска турбокомпрессора и в комбинации его с силовой турбиной для- запуска двигателя. Комбинированное использование энергии газов силовой турбиной и электрической энергии электростартером в момент запуска может привести к повышению эффективности и надежности запуска. Формула.изобретения Двигатель внутреннего сгорания, содержащий магистраль выпуска отработавших газов и последовательно установленные в ней турбокомпрессор, снабженный обводной трубой и выхлопным патрубком, дополнительную камеру сгорания, сообщенную с обводной трубой, и силовую турбину, кинематически связанную с валом электростартера и с коленчатым валом двигателя, отличающийся тем, что, с. целью повышения эффективности запуска, силовая турбина соединена со всасываюгпим отверстием турбокомпрессора при помощи напорного трубопровода с запорным органом и подключена к выхлопному патрубку турбокомпрессора при помощи трубопровода с органом перекрытия для поочередного сообщения выхлопного патрубка с атмосферой и силовой турбиной. Источники информации,i принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 478119, кл. F 02 В 37/02, 1976 (прототип).

- 9