Устройство для подвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания к турбине привода компрессора наддува

 

союз соввтсих Q д И С A Н И Е

Социалистимеских

Республик (11) 591598

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М, Кл. F 02 В 37/02 (22) Заявлено 26.01.76 (21)2317 805/25-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет(43) Опубликовано 05.02.78. Бюллетень №5 (45) Дата опубликования описания Я 04,78

Говударственный комитет

Совета Мнннотрав СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621 4 3. .052 (088,8) (72) Авторы изобретения

С. С. Сокопов, A. А. Лазурко и В. К. Сафонов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ К ТУРБИНЕ

ПРИВОДА КОМПРЕССОРА НАДДУВА

Изобретение относится к машиностроению, в частности дизелестроению, а именно к устройствам для наддува дизелей.

Известны устройства для подвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания к турбине привода компрессора наддува, содержашие смесительную камеру, подсоединенную по меньшей мере к двум выхлопным коллекторам, расположенным под углом друг к другу и к оси камеры, снабженной оогцей разделительной стенкой (1) .

Недостатком такого устройства являетсяпотеря энергии импульсов давления в коллекторах за счет резкого изменения направления потока и сужения его разделительной стенкой.

Известны также устройства, у которых с целью повышения экономичности двигателя стенка снабжена размещенными в ней сквозными каналами, каждый из которых ориентирован вдоль оси одного из коллекторов, а смесительная камера выполнена в виде цилиндрического участка выхлопной трубы (2). Однако и в этих устройствах наличие разделительной стенки не позволяет избавиться от потерь энергии импульсов давления, вызванных изменением направления и сужением газового потока на выходе в смесительную камеру.

Целью изобретения является повышение эффективности использования импульсов давле-. ния в коллекторах.

Для достижения поставленной цели угол между осями коллекторов в точке подключения к цилиндрическому участку выполнен равным 15 — 30, площадь сечения последнего выполнена равной 1,7 — 2,0 площади одного из коллекторов, а,длина — не менее трех диаметров коллектора.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства применительно к 8-цилиндровому двигателю; на фиг. 2 — схема по.,ключения сходящихся коллекторов к цилиндрическому участку выхлопной трубы.

Выхлопная труба двигателя снабжена цилиндрическими участками 1 — 3. К цилиндрическомуу участку 1 подсоединены коллекторы 4 и 5, к участку 2 — коллекторы 6 и 7, к участку 3 — коллекторы 8 и 9. Коллекторы 4 — 7 объединяют цилиндры с неперекрывающимися фазами, при этом каждая пара смежных коллекторов 4 и 5; 6 и 7 обьединяют цилиндры, отстояшие по фазе на 180 пкв.

При этом коллектор 4 объединяет патрубки 10 и Il, коллектор 5 — патрубки 12 и 13, коллектор 6 — — патрубки 14 и 15, коллектор 7

25 патрубки 16 и 17.

591598

Коллекторы с диаметром д, подключены каждый к цилиндрическому участку под углом х. выбранным в пределах 15 — 30 . Длина

L каждого цилиндрического участка превышает .значение трех диаметров одного из подключенных к нему коллекторов, а площадь сечения цилиндрического участка составляет 1,7- — 2,0 плошади одного коллектора.

В процессе работы двигателя отработавшие .газы из каждого цилиндра поступают в вых;:лопную трубу. Например, отработавшие газы . из патрубка 14 поступают в коллектор 6 и в цилиндрический участок 2. В процессе истечения из колле"тора в цилиндрический участок газовый поток вызывает эффект эжекции и соответствующее понижение давления в коллекторе 7 и патрубках 16 и 17. Так как один из цилиндров, подсоединенных к этим патрубкам, отсгоит по фазе выпуска на 180 пкв. от рассматриваемого цилиндра, то понижение давления в коллекторе 7 вызывает улучшение очистки цилиндров от отработавших газов, а сложение газовых потоков патрубков 14 и 16 на цилиндрическом участке 2 увеличивает располагаемую энергию газового потока. Аналогично выпуск цилиндра в патрубок 15 улучшает очистку соответствующего цилиндра с патрубком 17 и располагаемую энергию выпускных газов указанной пары цилиндров. Выпуск отработавших газов из цилиндров в патрубки 16 и 17 коллектора 7 вызывает эжекцию в патрубках 14 и 15 коллектора 6 и также соответственно повышает использование энергии импульсов давления.

Таким же образом взаимодействуют газовые потоки в сходящихся коллекторах 4 и 5. Газовый поток из коллекторов 4 и 5 поступает в цилиндрический участок 1 и далее поступает в коллектор 8, а из коллекторов 6 и 7— в цилиндрический участок 2 и далее — в коллектор 9. Из этих двух коллекторов газы поступают в цилиндрический участок 3, в котором происходит смешение газовых потоков перед входом в турбину.

Для обеспечения смешения газовых потоков длина цилиндрического участка не должна быпгь меньшей трех диаметров одного из коллекторов 8 и 9. Уменьшение этой. длины по сравнению с указанными пределами ведет к ухудшению эжектирующего эффекта и уменьшению располагаемой энергии выпускных газов перед турбиной. Площадь сечения цилиндрического участка выполнена равной 1,7 — 2,0 площади одного из коллекторов. Увеличение площади свыше двух площадей приводит к потере скорости газового на входе в цилиндрический участок, уменьшение площади менее 1,7 площади выпускного коллектора — к росту гидравлического сопротивления устройства и соответствующим потерям энергии импульсов давления.

Таким образом, обеспечение заданной геометрии узла подключения сходящихся коллекторов к цилиндрическому участку выхлопной трубы позволяет выполнять этот участок без разделительной перегородки, что повышает эффективность использования энергии импульсов давления отработавшего газа в коллекторах.

Формула изобретения

Устройство для подвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания к турбине привода компрессора наддува, содержащее выхлопную трубу, снабженную по меньшей мере одним цилиндрическим участком и двумя подключенными у нему сходящимися коллекторами, каждый из которых подсоединен не более, чем к двум цилиндрам с неперекрывающимися фазами выпуска, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования энергии импульсов давления в коллекторах, угол между их осями в точке подключения к цилиндрическому участку выполнен равным 15 — 30, площадь сечения последнего выполнена равной 1,7 — 2,0 площади одного из коллекторов, а длина — не менее трех диаметров коллектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Патент Франции № 2147426, кл. F 01 N

7/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 502124, кл. F 02 В 37/02, с приоритетом за 1974.

591598

Фиг, 1

» - иг. 2

Составитель М. Файн

Техред О. Луговая Корректор С. Патрушева

Ти раж 698 Подписное

Редактор М. Васильева

Заказ 557/28

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СС(Р по делам изобретений и открытий

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

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