Система наддува двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с дополнительной камерой сгорания (ДКС). Цель изобретения - повышение эффективности путем стабилизации массового расхода в воздушном сопле ДКС. Устройство содержит турбокомпрессор 1, ДКС 3, воздушное сопло б, регулируемый дроссель 7. Турбокомпрессор подключен к цилиндрам 10 ДВС. Регулируемый дроссель 7 перепускает воздух из турбокомпрессора 1 в воздушное сопло 6 в зависимости от давления наддува и противодавления газов перед турбокомпрессором 1. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3920220/25-06 (22) 28.06.85 (46) 23.11.86. Бюл. № 43 (71) Центральный научно-исследовательский дизельный институт (72) Б. M. Борецкий и С. С. Соколов (53) 621.43-055 (088.8) (56) Патент США № 4026115, кл. 60 — 606, 1977.

Патент Франции № 2253389, кл. F 02 В 37/00, 1975. (54) СИСТЕМА НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

„„SU„„1271985 (511 ф Р 02 В 37/00, F 02 D 23 00 (57) Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с дополнительной камерой сгорания (ДКС).

Цель изобретения — повышение эффективности путем стабилизации массового расхода в воздушном сопле ДКС. Устройство содержит турбокомпрессор 1, ДКС 3, воздушное сопло 6, регулируемый дроссель 7. Турбокомпрессор подключен к цилиндрам 10 ДВС.

Регулируемый дроссель 7 перепускает воздух из турбокомпрессора 1 в воздушное сопло 6 в зависимости от давления наддува и противодавления газов перед турбокомпрессором 1. 1 ил.

1271985

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом и дополнительной камерой сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности системы наддува двигателя внутреннего сгорания путем стабилизации массового расхода в воздушном сопле <ополнительной камеры сгорания.

На чертеже показана схема системы наддува двигателя внутреннего сгорания.

Система наддува содержит свободный турбокомпрессор 1, обводной трубопровод

2, дополнительную камеру 3 сгорания, орган 4 изменения расхода топлива, дроссель

5 первичного воздуха, воздушное сопло 6 и регулируемый дроссель 7. Турбокомпрессор 1 подсоединен через воздухонапорный патрубок 8 и газоприемное отверстие 9 к цилиндрам 10 двигателя. Обводной трубопровод 2 подключен к воздухонапорному патрубку 8 и газоприемному отверстию 9 турбокомпрессора 1. Дополнительная камера 3 сгорания и дроссель 5 первичного воздуха установлены в обводном трубопроводе 2. Орган 4 изменения расхода топлива подсоединен к форсунке 11, установленной в дополнительной камере 3 сгорания.

Воздушное сопло 6 расположено соосно с форсункой 11 вблизи ее носка и подсоединено через перепускную магистраль 12 к воздухонапорному патрубку 8 турбокомпрессора 1. Регулируемый дроссель 7 установлен в перепускной магистрали 12 воздушного сопла 6 и выполнен в виде подпружиненного клапана 13, мембраны 14 и подпружиненного сильфона 15. Клапан 13 подсоединен к одной стороне мембраны 14 и установлен в перепускной магистрали 12. Подпружиненный сильфон 15 подсоединен к другой стороне мембраны 14 через пружину 16, и его внутренняя полость 17 подключена к ;азоприемному отверстию 9 турбокомпрессора 1, а внешняя поверхность 18 сообщена с атмосферой. В обводном трубопроводе 2 установлен дроссель 19 перепуска воздуха.

Система работает следующим образом.

При работе двигателя «а пониженных частотах вращения коленчатого вала дроссель 19 перепуска открыт настолько., что расход воздуха поддерживается не ниже величин, заданных ограничительной характеристикой турбокомпрессора 1 (проходящей вблизи границы помпажа). В зависимости от нагрузочного режима работы двигателя орган 4 изменения расхода топлива и дроссель 5 первичного воздуха открыты HBcTQJlbко, что благодаря надлежащему подогреву перепускаемого с воздухонапорного патрубка

8 компрессора в газоприемное отверстие 9 турбины воздуха при горении в камере 3 сгорания давление наддувочного воздуха поддерживается не ниже величин, заданных

OI pа ничи-.е. ьной XH p3KTCp HCTi4KOH II Il;I и I31pOE3

}5

35 0

10 двигателя. Поток первичного воздуха, поступающий по обводному трубопроводу 2 на вход камеры 3 сгорагия, проходит в лопаточный завихритель и., закручиваясь, образует зону обратных токов, в которой осуществляется основное горение и стабилизация пламени.

При открытом дросселе 5 первичного воздуха приток незначительного количества воздуха через воздушное сопло 6 практические не оказывает влияния на рабочие процессы в камере 3 сгорания, однако благодаря обдуву носка форсунки 11 защищает ее от образования i глеродистых отложений.

На режимах работы двигателя с номинальной и околономина II,HoH частотами вращения коленчатого вала, когда энергетической функции от камеры 3 сгорания не требуется и дроссели 19 и 5 перекрыты, а орган 4 изменения расхода топлива оставляет в форсунке 1 мини сально возможный определяемый качеством распыливания расход топлива, необходимый для стабилизации пламени в " àìåðå,3 сгорания, приток воздуха поступает только через воздушное сопло 6 и управляется автоматически регулируемым дросселем 7

Часть сжатого в турбокомпрессоре 1 воздуха поступает по перепускной магистрали

12 во входное отверстие регулируемого дросселя 7 и, проходя в зазоре между седлом и подпружиненным клапаном 13, подается по магистрали !2 в воздушное сопло 6 камеры 3 сгорания.

На частичных нагрузках двигателя, когда давление в газоприемном отверстии 9 турбины во внутренней полости 17 подпружиненного сильфона !5 невелико и уравновешивающая пружи <а на зчешней поверхности 18 в наибольшей степени сжата (благодаря пружине 16 и упругости сильфона

15}, т.е. клапан 13 незначительно дросселирует проходящий поток воздуха. В этом случае регулируемое давление Р, на выходе из дросселя 7 близко по величине давлению Р. в воздухонапорном патрубке 8 турбокомпрессора 1.

При выходе двигателя на режимы высоких нагрузок, в том числе номинальной, усилие уравновешивающей пружины на внешней поверхности 18 уменьшается вследствие вызванного ростом давления P в газоприемном отверстии 9, перемещения поверхности 18 сильфона 15 и равновесное положение мембраны 14 и клапана 13 создают значительное дросселироBание потока воздуха. так что перепад Р,— — Р. уменыпается практически обратно пропорционально возросшей плотности сжатого турбокомнрессором 1 воздуха.

В результате массовый расход воздуха в воздушном сопле 6 камеры 3 сгорания при разных нагрузках двигателя остается почти неизменным, что позволяет стабили1271985

Составитель В. Козлов

Техред И. Версс Корректор О. Луговая

Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор О. 1Орковецкая

Заказ 63! 8(30 зировать величину наименьшего расхода топлива на пилот-пламя в камере 3 сгорания вне зависимости от нагрузочных режимов двигателя.

Формула изобретения

Система наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащая турбокомпрессор, подсоединенный через воздухонапорный патрубок и газоприемное отверстие к цилиндрам двигателя, обводной трубопровод, подключенный к воздухонапорному патрубку и к газоприемному отверстию турбокомпрессора, дополнительную камеру сгорания, установленную в обводном трубопроводе, орган изменения расхода топлива, подсоединенный к форсунке, установленной в дополнительной камере сгорания, дроссель первичного воздуха, vcTBHQBëåííûé в обводном трубопроводе, воздушное сопло, расположенное соосно с форсункой вблизи ее носка и подсоединенное через перепускную магистра.пь к воздухонапорному патрубку турбокомпрессора, и регулируемый дроссель, установленный в перепускной магистрали воздушного сопла, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем стабилизации массового расхода в воздушном сопле, регулируемый дроссель выполнен в виде подпружиненного клапана, мембраны и подпружиненного си.пьфона, причем клапан подсоединен к одной стороне мембраны и установлен в перепускной магистрали, подпружиненный сильфон подсоединен к другой стороне мембраны через пружину и его !

» внутренняя полость подключена к газоприем ному отверстию турбокомпрессора, а внешняя поверхность сообщена с атмосферой.