Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАДЦУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, со--««V-/ держащее турбокомпрессор с вспомогательным пусковым приводом и дополнительную камеру сгорания, подключенную к его газоприемному корпусу и сообщенную с воздухонапорным патруб ком при помощи обводной трубы, о-тличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат на запуск , вспомогательный пусковой привод турбокомпрессора вьтолнен в виде источника сжатого воздуха и подсоединенного к нему сопла эжектора, размещенного в обводной трубе. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник сжатого воздуха выполнен в виде резервуара , снабженного вентилем. СУ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) F 02 В 37/00. F 02 7/08 м а

"ц

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИ ц

К llATEHTY 1

Ьепб

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2000610/25-06 (22) 21. 02. 74 (31) 7306202 (32) 22.02,73 (33) Франция (46) 15.04.84. Бюл. N 14 (72) Жан Мельшиор (Франция) (71) Эта Франсэ (Франция) (53) 621.43.052 (088.8) (56) 1. Патент Швейцарии ¹ 508127, кл. Р 02 В 37/ОО, опублик. 1971.

2. Патент США № 2390959, кл. 60-39,14, опублик. 1942. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПДУВА

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, со„.SU „„1087085 А держащее турбокомпрессор с вспомогательным пусковым приводом и дополнительную камеру сгорания, подключенную к его гаэоприемному корпусу и сообщенную с воздухонапорным патрубком при помощи обводной трубы, о-т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергозатрат на запуск, вспомогательный пусковой привод турбокомпрессора выполнен в виде источника сжатого воздуха и подсоединенного к нему сопла эжектора, размещенного в обводной трубе.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что источник сжатого воздуха выполнен в виде резервуара, снабженного вентилем.

1087085

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройству двигателей внутреннего сгорания с наддувом, в частности к устройствам для запуска двигателя с высоким наддувом: и пониженной степенью сжатия.

Известны устройства для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащие турбокомпрессор с вспомогательным пусковым приводом и допол- 10 нительную камеру сгорания, подключенную к его газоприемному корпусу и сообщенную с воздухонапорным патрубком при помощи обводной трубы.

Пусковой привод турбокомпрессора 15 выполнен в виде электромотора. Если двигатель выполнен с низкой стененью сжатия (менее 12), то перед его запуском: приводят во вращение турбокомпрессор при помощи электромото- 20 ра. Воздух, сжимаемый в компрессоре, перепускают по обводной трубе в дополнительную камеру сгорания, сжигают в ней топливо и направляют продукты сгорания в турбину. Турбо- 25 компрессорная: группа работает при этом по циклу замкнутой газотурбинной установки. После того, как число оборотов турбокомпрессора повысится и давление, развиваемое комп- gp рессором, станет достаточным для обеспечения воспламенения топлива, впрыскиваемого в сжатый заряд цилиндра, производят запуск двигателя С13.

Однако так как электромотор для запуска должен преодолеть инерцию ротора турбокомпрессора и в начальный период запуска обеспечить сжатие воздуха в турбокомпрессоре, он должен быть рассчитан на сравнительно 40 большую мощность и механизмы его подсоединения к ротору турбокомпрессора также сравнительно сложны.

Известны также устройства для

45 запуска турбокомпрессорных групп, у которых в качестве пускового привода используют вентилятор с электроприводом, подключенный своим напорным патрубком к трубе подачи сжатого воздуха в камеру сгорания, 50 подключенную к гаэоприемному корпусу турбины..Перед запуском турбокомпрессорной группы запускают вентилятор, сжатый в нем воздух поступает по трубе в дополнительную камеру сгорания, а продукты сгорания из нее— в турбинч. Турбина начинает вращаться и турбокомпрессорная группа запускается по циклу замкнутой газотурбинной установки С23.

Для того, чтобы вентилятор обеспечил запуск турбокомпрессорной группы, мощность его привода также должна быть высока. Кроме того, узел подключения вентилятора к обводной трубе создает в ней дополнительное сопротивление, приводящее к потерям напора при работе двигателя под нагрузкой.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на запуск.

Для достижения поставленной цели в предлагаемом устройстве вспомогательный пусковой привод турбокомпрессора выполнен в виде источника сжатого воздуха и подсоединенного к нему сопла эжектора, размещенного в обводной трубе.

Источник сжатого воздуха может быть выполнен в виде резервуара, снабженного ручным вентилем.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Двигатель внутреннего сгорания 1 (дизель с пониженной степенью сжатия) снабжен турбокомпрессором, состоящим из турбины 2 и компрессора

3, расположенных на общем валу 4.

Газоприемный корпус 5 турбокомпрессора и его воздухонапорный патрубок

6 сообщены между собой при помощи обводной трубы 7. К газоприемному корпусу 5 подключена дополнительная камера 8 сгорания, сообщенная с воздухонапорным патрубком при помощи обводчой трубы 7. Топливо во вспомогательную камеру сropания подается из вспомогательной топливной системы, а при работающем двигателе в нее поступают его отработавшие газы.

В обводной трубе размещено сопло

9 эжектора, подсоединенное к источнику сжатого воздуха, выполненному в виде резервуара 10, отделенного от сопла при помощи регулятора 11 давления, который может быть выполнен в виде ручного вентиля. Эжектор с источником сжатого воздуха выполняет функции вспомогательного пускового привода турбокомпрессора.

Для смазки турбокомпрессора в период его запуска и подачи топлива во вспомогательную камеру сгорания предусмотрен вспомогательный электромотор 12, приводящий во вращение масляный насос 13 и топливный насос

В случае невоспламенения или пло25 хого зажигания в камере. сгорания для повторных запусков нет необходимости затрачивать энергию на раскрутку ротора турбокомпрессора, что дополнительно снижает затраты энергии.

Предлагаемое устройство в результате заданного направления течения исключает также заброс отработавших газов на всасывание двигателя по обводной трубе, выполняя роль аэродинамического диода.

3 1087

14. После запуска дизеля вспомогательный электромотор отключают и при помощи переключателя 15 обеспечивают смазку турбокомпрессора от насоса 16. Топливо к дозатору 17 в этом случае пс - упает от насоса

18. Оба насоса приводятся во вращение двигателем. В систему циркуля1ии масла через подшипники 19 турбокомпрессора включен масляный бак 20. 16

Вместо бака может также использоваться картер двигателя. В топливной системе предусмотрен топливный резер- . вуар 21.

Перед запуском двигателя соединяют сопло 9 эжектора с резервуаром 10. Под действием истечения сжатого воздуха из сопла создается эжекционный эффект и воздух просасывается через межлопаточные каналы щ компрессора 3 и нагнетается через камеру сгорания в турбину 2, вызывая ее вращение. По мере увеличения скорости вращения турбины увеличивается давление воздуха на выходе из компрессора. Это избыточное давление суммируется с разностью давлений дР, создаваемой эжектором. В связи с этим величина,ЬР, необходимая для запуска, может быть сравнительно небольшой и составлять величину около 0,015 бар, т.е. величину, достаточную для создания течения воздуха через дополнительную камеру сгорания. После раскрутки

085 4 турбокомпрессорной группы до оборотов, обеспечивающих давление сжатого воздуха, необходимое для воспламенение топлива в цилиндрах дизеля, приводят во вращение его коленчатый вал и перекрывают подачу воздуха в эжектор. Сжатый воздух иэ компресI сора поступает частично в обводную трубу и частично в дизель, а в камере сгорания происходит подмешивание отработавших газов дизеля к продуктам сгорания в ней. Двигатель может работать с нагрузкой.

В результате того, что требуемый перепад давлений для запуска невелик, а сопло создает в обводной трубе минимальное сопротивление, энергозатраты на запуск снижаются. Кроме того, источник разности давлений сравнительно прост конструктивно, а резервуар сжатого воздуха может быть небольшим.

l087085

Составитель М.Файн

Техред М.Надь

Корректор С Шек<ар

Редактор И.Петрова

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2295/54 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5