Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК F02B37/00 F02B51/00 

Изобретение относится к области машиностроения и касается, в частно сти, двигателестроения, а именно устройств для воздухоснабжения двигателя внутреннего сгорания с наддувом. Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие выхлопную магистраль, установленный в ней турбокомпрессор, подключенный к выхлопному коллектору и к трубопроводу вы пуска отработавших газов, воздушную магистраль, подключенную к турбокомпрессору и к воздуховпускным органам цилиндров, установленные в ее параллельных ветвях охладитель и подогреватель, подключенный к выхлопной магистрали, и орган поочередного перекрытия сечений ветвей 1. Перекрытие ветви с подогревателем производится при работе двигателя по нагрузкой. При этом воздух, поступающий в двигатель, охлаждается. Во вр мя запуска и .при работе на ма.лых нагрузках, когда необходимо подогреват воздух, перекрывают сечение ветви с охладителем. В известных двигателях невозможно реализовать преимуи1ества способа ра:боты, заключающегося в том, что для продувки двигателя используют Hatpeтый воздух, а для наполнения - охлажденный 2 . Целью изобретения является обеспечение изменен-ия температуры воздуха во время заполнения и продувки цилиндра. Для достижения этого ветви воздушной магистрали подключены к каждому цилиндру и орган поочередного перекрытия ветвей выполнен в виде группы запорны с органов, связанных с валом двигателя в порядке работы цилиндров и установленных на участках подключения ветвей к воздуховпускным органам. Трубопровод выпуска отработавших газов может быть выполнен с ответвлением, и подогреватель подключен к последнему. Подогреватель может быть установлен в выхлопной магистрали между коллектором двигателя и турбокомпрессором.. ; Выхлопной коллектор двигателя может быть выполнен с (ответвлением, под клю енным к турбокомпрессору, и подо|Греватель при этом будет установленiB этом .ответвлении. 7 На фиг. 1 представлена принципиальная схема описываемого двигателя; на фиг. 2 - один из вариантов выполнения органа поочередного перекрытия ветвей; на фиг. 3 - вариант выполнения двигателя с установкой подогрева теля в выхлопной магистрали между кол диктором двигателя и турбокомпрессоPOMJ на фиг. 4 - установка подогревателя в ответвлении выхлопного колл тора. Рабочая полость цилиндра 1 двигателя внутреннего сгорания сообщена с выхлопной магистралью, состоящей из выхлопного коллек .ора 2 и трубопрово да 3 выпуска отработавших газов. К н подключён турбокомпрессор 4 , сорто ящий из турбины 5 и нагнетателя б. К последнему подключена воздушная магистраль, выполненная в виде двух па раллельных ветвей 7 и 8, в первой из которых установлен охладитель 9, а во второй подогреватель 10, подключенный к выхлопной магистрали. Подключение может быть осуществлено либо к ответвлению 11 от трубопровода. 3. выпуска отработавших из турбокомпрессора, как показано на фиг. 1, либо к ответвлению 12 от коллектора 2, как показано на фиг. 4, либо подогреватель может быть установлен в выхлопной магистрали между коллектором двигателя.и турбокомпрессором, как показано на фиг. 3. Участок подключения ветвей 7 и 8 воздушной магистрали к воздуховпускным органам каждого цилиндра выполнен в виде промежуточного канала 13 и группы органов 14, связанных с валом двигателя. Запорныеорганы могут быть любой конструкции. В частности, ветви 7 и 8 могут быть соединены с каналом 13 через клапаны 15 .и 16, управляемые кулачковым валом 17, связанным с валом (на чертежах не показан) двигателя. При этом обеспечивается требуемая очередность и длительность открытия клапанов для каждого цилиндра и чередование их работы в соответствии с порядком работы цилиндров. Во время работы двигателя отработавшие газы из цилиндра 1 через выпускные органы поступают в выхлопной коллектор 2, в турбину 5 турбокомпрес сора 4 и в трубопровод 3 выпуска отработавших газов. Нагнетатель б турбокомпрессора всасывает воздух из атмосфера и подает его в цилиндры двигателя под давлением через две ветви 7 и 8 воздушной магистрали, в первой из которых воздух охлаждается в охладителе 9, а во второй подогревается теплом отработавших газов в подогревателе 10. Нагретый и охлажденный воздух подается в цилиндр поочередно в течение каждого рабочего цикла в момент сообщения соответствующей ветви через один из клапанов 15 или 16 с промежуточным каналом 13, При этом нагретый воздух подают во время продувки, а охлажденный во время наполнения. Для подогрева воздуха может быть использована часть газов, отработавших в турбине (см. фиг. 1). Их сравнительно высокая температура появоля ет уменьшить размеры подогревателя. Габариты.подогревателя могут быть уменьшены а более существенной мере в случае установки подогревателя между коллектором двигателя и турбокомпрессором (см. фиг. 3), так как .на этом участке зна чительно вьше температура отработавших газов. Однако при этом снижается температура газов перед турбокомпрессором, что может привести к уменьшению давления наддува. Такой же эффект можно получить, если использовать часть газов, поступающих .в турбину, выполнив коллектор с ответвлением (см. фиг. 4), при этом перераспределение расходов между двумя потоками: поступающими в турбокомпрессор непосредственно и поступающими в турбокомпрессор через подогреватель воздуха, облегчает компоновку двигателя. В результате подключения ветвей к каходому цилиндру через запорные органы с поочередным открытием описываемое устройство позволяет изменять температуру воздуха во время наполнения и продувки цилиндра, обеспечивает продувку нагретым воздухом, наполнение охлажденным, что позволяет уменьшить расход воздуха на продувку и повысить экономичность двигателя. Формула изобретения 1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий выхлопную магистраль, установленный в ней турбокомпрессор, подключенный к выхлопному коллектору двигателя и к трубопроводу выпуска отработавших газов, воздьдпную магистраль, подключенную к турбокомпрессору и к воздуховпускным органам цилиндров, установленные в ее параллельных ветвях охладитель и подогреватель , подключенный к выхлопной магистрали, и орган поочередного перекрытия сечения ветвей, отличающийся тем, что, с целью обеспечения изменения температуры воздуха во время заполнения и продувки цилиндра, ветви воздушной магистрали под ключены к каждому цилиндру,и орган по очередного перекрытия ветвей выполнен в виде группы запорных органов,связанных с валом двигателя в порядке работы цилиндров и установленных на участках подключения ветвей к воздуховпускным .органам. 2. Двигатель по п. 1 , отлиающийся тем, что трубопровод ыпуска отработавших газов выполнен ,

с ответвлением, и подогреватель подключен к последнему.

3.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что подогреватель установлен в выхлопной магистрали между коллектором двигателя и турбокомпрессором.

4.Двигатель по п. 3, отличающийся тем, что выхлопной коллектор двигателя выполнен с отвеТвлением, подключенным к турбокомпрессору, и подогреватель установлен в этом ответвлении.:,

источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство f-CCCP №461237 ,- кл. F 02 В 51/00, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР 530102, кл. F 02 В 29/0«1, 1976.

иг. г