Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК F02B37/12 

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестрр нию, а именно к устройствам для над дува двигателя внутреннего сгорания Известны устройства для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащие, по меньшей мере, один тур бокомпрессор, дополнительную камеру сгорания, снабженную форсункой, усцтановленной в ее торцевой стенке, и разделенную при помощи каналов на зону горения и зону смешивания продуктов сгоранияс перепускаемым воз духом и. с отработавшими газами двигателя, регулятор подачи топлива в топливоподводящий канал форсунки дополнительной камеры сгорания и регулируемый дроссель, установленный в магистрали подачи воздуха в обе зоны камеры сгорания ij . Для обеспечения качественного сгорания топлива в дополнительной ка мере сгорания в ее торцевой стенке установлен завихритесь воздуха, охватывающий форсунку, и предусмотрено подмешивание воздуха к подаваемому топливу при Мсшых его,подачах. Однако совместное регулирование воздуха для обеих зон накладывает определенные трудности на организацию процесса горения. Более удобно с точки зрения регулирования состава топливо-воздушной смеси в зоне горения ус ройство, содержащее две ветви перепуска сжатого воздуха из турбокомпрессора в дополнительную камеру сго рания, одна из которых снабжена орга ном дросселирования и подключена к зоне смешивания, а другая подключена к зоне горения через регулируемый дроссель 2 , Регулируемый дроссель выполнен в виде отверстий в боковых стенках зоны горения и перекрывающего их плунжера. Радиальная подача во духа в зону обеспечивает турбулентность в этой зоне, но не влияет на перемешивание вводимого топлива с воздухом. Цель изобретения - повышение надежности и экономичности устройства путем улучшения организации сгорания в дополнительной камере. Для достижения поставленной цели регулируемый дроссель выполнен в виде группы сопел переменного сечения расположенных в торцевой стенке дополнительной камеры сгорания вокруг форсунки, каждое из которых ориентировано под углом к ее оси. Сопла переменного сечения могут быть выполнены в виде решетки неподвижных лопаток и расположенных между ними подвижных в осевом направлении профильных проставок, снабженных при водом от регулятора подачи топлива. Привод профильных проставок может быть иыполнен в виде плунжера, кинемагически связанного с проставками через перпендикулярную к нему силовую стенку и штанги, причем одна сторона плунжера нагружена давлением в топливоподводящем канале, форсунки, а вторая уравновешена пружиной. На фиг. 1 представлена принципиальная схема описываемого устройства с разрезом по дополнительной камере сгорания; на фиг, 2 - сопла переменного сечения в изометрии; на фиг, 3 привод профильных проставок, Устройство содержит поршневой двигатель 1 внутреннего сгорания/ свободный нерегулируемый турбокомпрессор 2, охладитель 3 наддувочного воздуха, трубу 4 перепуска воздуха, регулятор 5 наддува, задающий положение рабочей точки на характеристике турбокомпрессора в зависимости от положения рейки 6 топливного насоса высокого давления поршневого двигателя внутреннего сгорания воздействием через сервомотор 7 на положение органа 8 дросселирования,установленного в ветви 9, подключенной к зоне 10смешивания дополнительной камеры 11сгорания, .и воздействием на регулятор 12 подачи топлива от насоса 13 к форсунке 14 дополнительной камеры сгорания, установленной в ее торцевой стенке, на подачу топлива в дополнительную камеру. Камера 11 сгорания включает ветвь 15перепуска сжатого воздуха к зоне 16горения, ветвь 9 перепуска сжатого воздуха к зоне 10 смешивания и тракт 17 подвода выпускаемых из цилиндров двигателя 1 отработавших газов , Ветвь 15. подключена к регулируемому дросселю, выполненному в виде группы сопел переменного сечения, расположенных в торцевой стенке дополнительной камеры сгорания вокруг форсунки 14, Сопла выполнены в виде решетки неподвижных профилей 18 и расположенных между ними подвижных в осевом направлении профильных проставок 19. Каналы между профилями и проставками образуют сопла и ориентированы под углом к оси форсунки. Привод выполнен в виде плунжера 20, кинематически связанного с проставками через перпендикулярную к нему силовую стенку 21 и штанги 22, причем одна сторона плунжера нагружена давлением в топливоподводящем канале 23 форсунки 14, а вторая уравновешена пружиной 24, При неработающем двигателе пружина 24 прижимает проставки 19 к профилям 18 оставляя незначительное проходное сечение, необходимое для запуска дополнительной камеры 11 сгорания и лимитируемое регулируемым упором 25. При повышении давления в топливоподводящем канале 23 плунжер 20, сжимая пружину 24f отводит проставки от профилей, увеличивая проход ное сечение сопел для ввода первичного воздуха в зону горения одновременно с увеличением расхода топлива через форсунку 1.4. Максимально необходимое проходное сечение сопел для работы камеры сгорания при полной производительности ограничивается упором, выполненным в теле стакана, Наличием на входе в дополнительну камеру сгорания обособленной зоны го рения с автоматически регулируемым лопаточным воздухонаправляювдам устройством обеспечивает расширенный ди апазон устойчивого (без срыва пламени) и полного сгорания топлива в дополнительной камере сгорания, чем обеспечивается возможность увеличить минимально необходимую для пуска дизеля степень повышения давления в компрессоре турбокомпрессора при дальнейшем форсировании двигателя по среднему зффективному давлению за счет снижения, степени сжатия и повысить работоспособность и экономичность дополнительной камеры сгорания на режима1х совместной работы с двигателем, требу:о11их малых расходов топлива в камере вплоть до расхода на дежурное пламя. Это достигается в результате того, что воздухонаправляющее устройство, являясь дозатором первичного воздуха для дополнительной камеры сгорания, позволяет оптимизировать коэффициент избытка воздуха при удовлетворительном смесеобразовании и соответственно температуры в зоне горения камеры сгорания на минимальное образование токсичных продуктов сгорания, что в сочетании с дожиганием выпускных газов двигателд в зоне смешивания камеры сгорания, по крайней мере, на режимах холостых ходов малых нагрузок и повшаенного крутящего момента на неноминальных скоростных режимах двигателя обеспечивает снижение токсичности выхлопа силовой установки, С точки зрения техники безопасности наличие на силовой установке камеры с зоной горения и зоной смешивания с дожиганием выпускных газов двигателя (зона смешивания может быть выполнена достаточно длинной для повЕЛпения эффективности дожигания) не создает повышенной пожароопасности и опасности для обслуживающего персонёша, так как все высокотемпературные процессы экранируются от корпуса выпускной системы потоком вторичного воздуха, поступающим из байпаса в зону смешения дополнительной камеры сгорания, что не имеет места в обычных двигателях с пламенным нейтрализатором выхлопа. Таким образом, результатом применения изобретения является повышение надежности работы и экономичностипри снижении токсичности выпускных газов силовой установки.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее по меньшей мере один турбокомпрессор, дополнительную камеру сгорания, снабженную форсункой, установленной в ее торцевой стенке, и разделенную при помощи каналов на зону горения и зону смешивания продуктов сгорания с перепускаемым воздухом и с отработавшими газами двигателя, регулятор подачи топлива в топливоподводящий кансш форсунки дополнительной камеры сгорания и две ветви перепуска сжатого воздуха из турбокомпрессора в дополнительную камеру сгорания, одна из которых снабжена органом дросселирования и подключена к зоне смешивания, а другая подключена к зоне горения через регулируемый дроссель, отличающ.е е с я тем, что, с целью повыше- ; ния надежности и экономичности путем улучшения организации сгорания в дополнительной камере сгорания, регулируемый дроссель выполнен в виде группы сопел переменного сечения, расположенных в торцевой стенке дополнительной камеры сгорания вокруг форсунки, каждое из которых ориентировано под углом к ее оси, 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сопла переменного сечения выполнены в виде решетки неподвижных лопаток и расположенных между ними подвижных в осевом направлении профильных проставок, « снабженных приводом от регулятора (Л подачи топлива. 3.Устройство поп. 2,отлич ающее с я тем, что привод профильных проставок выполнен в виде i плунжера, кинематически связанного с проставками через перпендикулярную, vj к нему силовую стенку и штанги, причем одна сторона плунжера нагружена : :лэ давлением в топливоподводящем канале 00 форсунки, а вторая уравновешена пружиной . м ел со

/5