Способ регулирования турбонаддува двс

Авторы патента:


Способ регулирования турбонаддува двс
Способ регулирования турбонаддува двс

 


Владельцы патента RU 2265736:

Камский государственный политехнический институт (RU)

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с турбонаддувом. Изобретение позволяет повысить эффективность регулирования турбонаддува ДВС. В способе регулирования турбонаддува ДВС турбина состоит из суживающих каналов направляющего аппарата и рабочего колеса. При работе ДВС на режиме максимального крутящего момента проходное сечение канала в осевой части рабочего колеса и в пространстве за рабочим колесом минимально. При работе ДВС на режиме номинальной мощности производят расширение канала в осевой части рабочего колеса и в пространстве за рабочим колесом. Цилиндрическая поверхность канала радиально-осевой турбины, расположенная в осевой части рабочего колеса и за рабочим колесом, образована размещенными в корпусе турбины, по меньшей мере, тремя дугообразными пластинами. Каждая из пластин с тыльной стороны установлена через рычаг на выполненной в корпусе турбины оси с возможностью поворота в радиальном направлении. Каждая из пластин шарнирно соединена через шток с рычагом соседней пластины таким образом, что при повороте рычага одной пластины на определенный угол происходит поворот рычагов остальных пластин на такой же угол. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности турбонаддувным двигателям внутреннего сгорания.

Известен способ регулирования турбонаддува ДВС, в котором в турбине, состоящей из сужающихся каналов направляющего аппарата и рабочего колеса, проходные сечения которых настроены на режим номинальной мощности ДВС, и при работе на режиме максимального крутящего момента производят сужение канала на выходе из направляющего аппарата для увеличения активной составляющей вырабатываемой турбиной мощности и соответственно производительности компрессора и расхода воздуха на данном режиме [1; 2].

Недостатком такого способа регулирования является то, что при работе ДВС на режиме максимального крутящего момента выпускные газы подвергаются резкому сжатию на выходе из направляющего аппарата и внезапному расширению на входе в рабочее колесо турбины, при этом теряется часть располагаемой энергии выпускных газов и снижается к. п.д. турбины, что приводит к уменьшению мощности турбины и соответственно производительности компрессора и расхода воздуха на данном режиме. Таким образом снижается эффективность способа регулирования турбонадува ДВС.

Целью данного изобретения является повышение эффективности регулирования турбонаддува ДВС.

Цель изобретения достигается тем, что в способе регулирования турбонаддува ДВС, обеспечивающем требуемый расход воздуха для ДВС, турбина состоит из суживающих каналов направляющего аппарата и рабочего колеса, согласно изобретению, при работе ДВС на режиме максимального крутящего момента проходное сечение канала в осевой части рабочего колеса и в пространстве за рабочим колесом минимально. При работе ДВС на режиме номинальной мощности производят расширение канала в осевой части рабочего колеса и в пространстве за рабочим колесом. Цилиндрическая поверхность канала радиально-осевой турбины, расположенная в осевой части рабочего колеса и за рабочим колесом, может быть образована размещенными в корпусе турбины, по меньшей мере, тремя дугообразными пластинами. Каждая из пластин с тыльной стороны установлена через рычаг на выполненной в корпусе турбины оси с возможностью поворота в радиальном направлении и шарнирно соединена через шток с рычагом соседней пластины таким образом, что при повороте рычага одной пластины на определенный угол происходит поворот рычагов остальных пластин на такой же угол.

Чертежи, поясняющие изобретение:

фиг.1 - регулируемая турбина,

фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

На фиг.1 цилиндрическая поверхность канала радиально-осевой турбины 1 расположена в осевой части 2 рабочего колеса 3 и в пространстве 4 за рабочим колесом 3. Данная поверхность (см. фиг.2) образована размещенными в корпусе турбины 1 четырьмя дугообразными пластинами 5, 6, 7, 8, которые с тыльной стороны установлены через рычаги 9, 10, 11, 12 на выполненных в корпусе турбины 1 осях 13, 14, 15, 16 с возможностью поворота в радиальном направлении и шарнирно соединены через штоки 17, 18, 19, 20 с рычагами 10, 11, 12, 9 соседних пластин 6, 7, 8, 5 таким образом, что при повороте рычага одной пластины, например рычага 9 пластины 5 на угол α, происходит поворот рычагов 10, 11, 12 остальных пластин 6, 7, 8 на такой же угол α. Поворот осуществляется регулирующим механизмом 21 через выведенную наружу корпуса турбины 1 ось 13.

Способ регулирования турбонаддува ДВС работает следующим образом. При работе ДВС на режиме максимального крутящего момента дугообразные пластины 5, 6, 7, 8 находятся в положении, при котором проходное сечение канала в осевой части 2 рабочего колеса 3 и в пространстве 4 за рабочим колесом 3 минимальное (на фиг.2 показано пунктиром). Ввиду того, что остальные проходные сечения каналов турбины 1 настроены на данный режим, турбонаддув обеспечивает ДВС требуемым расходом воздуха. При работе ДВС на режиме номинальной мощности регулирующим механизмом 21 поворачивают рычаги 9, 10, 11, 12 дугообразных пластин 5, 6, 7, 8 в сторону увеличения проходного сечения канала в осевой части 2 рабочего колеса 3 и в пространстве 4 за рабочим колесом 3, что приводит к уменьшению реактивной составляющей вырабатываемой турбиной 1 мощности и соответственно производительности компрессора и расхода воздуха на данном режиме. При этом снижается КПД турбины 1 из-за утечек выпускных газов через зазоры, образовавшиеся между дугообразными пластинами 5, 6, 7, 8 и рабочим колесом 3, что приводит к дополнительному уменьшению мощности турбины 1 и соответственно производительности компрессора и расхода воздуха на данном режиме. Таким образом повышается эффективность способа регулирования турбонаддува ДВС.

Источники информации

1. Портнов Д.А. Быстроходные турбонаддувные двигатели с воспламенением от сжатия. // Теория, рабочий процесс и характеристики. Москва, Машгиз, 1963 г, стр.323.

2. Патент РФ №2131981, опубл. 20.06.1999.

1. Способ регулирования турбонаддува ДВС, обеспечивающий требуемый расход воздуха для ДВС, в котором турбина состоит из суживающих каналов направляющего аппарата и рабочего колеса, отличающийся тем, что при работе ДВС на режиме максимального крутящего момента проходное сечение канала в осевой части рабочего колеса и в пространстве за рабочим колесом минимально, а при работе ДВС на режиме номинальной мощности производят расширение канала в осевой части рабочего колеса и в пространстве за рабочим колесом.

2. Способ регулирования турбонаддува ДВС по п.1, отличающийся тем, что цилиндрическая поверхность канала радиально-осевой турбины, расположенная в осевой части рабочего колеса и за рабочим колесом, образована размещенными в корпусе турбины, по меньшей мере, тремя дугообразными пластинами, каждая из которых с тыльной стороны установлена через рычаг на выполненной в корпусе турбины оси с возможностью поворота в радиальном направлении и шарнирно соединена через шток с рычагом соседней пластины таким образом, что при повороте рычага одной пластины на определенный угол происходит поворот рычагов остальных пластин на такой же угол.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам настройки и регулирования параметров наддува двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системах наддува двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области двигателестроения и предназначено для использования в системах байпасного регулирования турбины турбокомпрессора и рециркуляции отработавших газов в дизеле.

Изобретение относится к энергомашиностроению и машиностроению, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС) преимущественно с наддувом и воспламенением заряда от постороннего источника.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с турбонаддувом, в частности к регулированию подачи в ДВС воздуха. .

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности дизелям с газотурбинным наддувом

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к диагностике судовых дизелей

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) с турбонаддувом

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в системах турбонаддува тепловозных двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

Изобретение относится к способу наполнения цилиндра двухтактного дизельного двигателя большой мощности с продольной продувкой наддувочным воздухом, а также к двухтактному дизельному двигателю большой мощности с продольной продувкой, согласно ограничительной части пунктов 1 и 10 формулы изобретения

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению

Изобретение относится к способу эксплуатации трансмиссии автомобиля с двигателем внутреннего сгорания

Изобретение относится к способу эксплуатации трансмиссии транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, с соотнесенным с этим двигателем внутреннего сгорания турбонагнетателем, с устройством для наддува дополнительного сжатого воздуха во всасывающий воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания, с включаемым при трогании с места и разделительным сцеплением, а также коробкой переключения передач, прежде всего для подготовки и проведения процесса трогания с места

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом и рециркуляцией выхлопных газов. Двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом и рециркуляцией выхлопных газов содержит множество цилиндров (14а-14е) с впускными и выпускными отверстиями, которые соединены соответственно с впускным коллектором (24) и выпускным коллектором (26). В состав двигателя входит турбонагнетатель (28) приточного воздуха, имеющий турбину (32) и компрессор (30) приточного воздуха. Впуск (42) турбины (32) соединен с выпускным коллектором (26), выпуск (44) турбины (32) соединен с атмосферой. Впуск (36) компрессора (30) соединен с атмосферой, выпуск (38) компрессора (30) соединен с впускным коллектором (24). Двигатель снабжен турбонагнетателем (46) выхлопных газов, имеющим компрессор (48), впуск которого предназначен для подачи к нему выхлопных газов из выпускного коллектора и выпуск которого соединен с впускным коллектором (24). Впускной коллектор (24) разделен разделительной стенкой на канал приточного воздуха и канал выхлопных газов. Один из этих каналов соединен с впускными отверстиями цилиндров (14а-14е). Канал приточного воздуха соединен с выпуском (38) компрессора (30) турбонагнетателя (28). Канал выхлопных газов соединен с выпуском (68) компрессора (48) турбонагнетателя (46). Разделительная стенка имеет дроссельные отверстия, соединяющие два вышеуказанных канала. Раскрыты вариант выполнения двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом и рециркуляцией выхлопных газов и способ управления функционированием двигателя внутреннего сгорания. Технический результат заключается в снижении объема монтажных работ и упрощении конструкции. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх