Двигатель внутреннего сгорания

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (I i) 676745

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.11.77 (21) 2539668/25-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.79. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.79 (51) M. Кл.з

F 02В 37/02

Государственный комитет (53) УДК 621.43.052 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Г. В. Зенкевич (71) Заявитель

Харьковский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности дизелестроения, а именно к устройствам для наддува двигателя внутреннего сгорания.

Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие по меньшей мере один цилиндр, снабженный смещенными по фазам открытия органами выпуска отработавших газов, подключенную к ним выхлопную магистраль с трубопроводом высокого давления и трубопроводом низкого давления и трубокомпрессор наддува, снабженный по меньшей мере двумя ступенями турбины, из которых первая подключена к трубопроводу высокого давления, а вторая и последующие — к трубопроводу низкого давления и к первой ступени турбины. Органы выпуска отработавших газов могут быть выполнены в виде смещенных по ходу поршня выпускных окон двухтактного двигателя (1),. либо в виде комбинации окон и клапана и соединенных с ним трубопроводов разного уровня давления (2).

В процессе работы двигателя газы высокого давления расширяются последовательно в двух ступенях турбины, а газы более низкого давления — в одной, что способствует повышению эффективности использования их энергии, Однако при работе двигателя с малыми значениями чисел оборотов разность давлений в трубопроводах невелика, что ограничивает мощность, т. е. эффективность разделения потока отработавших газов неве5 лика. В то же время для этих режимов характерно понижение давления наддува, а в известных двигателях с разделенным выпуском мероприятия по повышению наддува не предусмотрены.

10 Целью изобретения является повышение мощности двигателя при пониженных значениях чисел оборотов.

Для.достижения поставленной цели трубопровод низкого давления выполнен с от15 ветвлением, подключенным к первой ступени турбины, и снабжен органом поочередного перекрытия его сечения и сечения ответвления. Орган поочередного перекрытия может быть выполнен в виде золотника

20 и снабжен каналом для сообщения трубопровода низкого давления и ответвления с атмосферой.

На чертеже представлена принципиальная схема описываемого двигателя.

25 Цилиндр 1 двигателя внутреннего сгорания сообщен с турбокомпрессором 2 при помощи выхлопной магистрали с трубопроводом 3 высокого давления и трубопроводом 4 низкого давления. Органы выпуска

30 отработавших газов из цилиндра выполне676745 ны смещенными по фазам открытия в впдс окна 5, открываемого поршнем, и клапана

6 с приводом через газораспределительный механизм (на чертеже не показан). Турбина турбокомпрессора выполнена многоступенчатой, а выхлопная магистраль состоит из нескольких трубопроводов. Первая ступень 7 турбины подключена к трубопроводу 3 высокого давления, а вторая и остальные, показанные в виде трапеции 8, — к первой ступени и к трубопроводу 4 низкого давления. Нагнетатель 9 турбокомпрессора при помощи напорной магистрали 10 подключен к впускному клапану 11 цилиндра двигателя. В цилиндре перемещается поршень 12, соединенный при помощи кривошипно-шатунного механизма 13 с валом отбора мощности.

В трубопроводе 4 низкого давления установлен золотник 14, к которому подсоединено ответвление 15, подключенное к первой ступени 7 турбины: Канал 16 предусмотрен в золотнике для сообщения трубопровода 4 низкого давления и ответвления

15 с амтосферой. Золотник выполняет 25 функции поочередного перекрытия сечения трубопровода низкого давления и ответвления.

При работе двигателя на номинальном режиме в период процесса выпуска отрабо- 30 тавшие газы через окна поступают в первую ступень 7, а через клапан 6 к золотнику 14, откуда по трубопроводу низкого давления отработавшие газы поступают во вторую ступень 8 турбины. Нагнетатель 9, 35 приводимый во вращение турбиной, подает сжатый воздух по магистрали 10 через впускной клапан 11 в цилиндр 1. При снижении числа оборотов двигателя уменьшается количество отработавших газов, посту- 40 пающих на турбокомпрессор. Это приводит к снижению мощности и КПД турбины, вследствие чего уменьшается цикловая работа и крутящий момент двигателя. Для увеличения давления наддува на этих ре- 45 жимах золотник 14 устанавливают в положение, при котором отработавшие газы пз трубопровода 4 по ответвлению 15 поступают в первую ступень 7 турбины. Увеличение количества газов обеспечивает увеличение давления газов, поступающих в первую ступень турбины, вследствие чего возрастает мощность и КПД первой ступени турбины (3) Н, следовательно, увеличивается давление наддува, цикловая работа, крутящий момент и мощность двигателя, Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр, снабженный смещенными по фазам органами выпуска отработавших газов подключенную к ним выхлопную магистраль с трубопроводом высокого давления и трубопроводом низкого давления, и турбокомпрессор, снабженный по меньшей мере двумя ступенями турбины, из которых первая подключена к трубопроводу высокого давления, а вторая и последующие — к трубопроводу низкого давления и к первой ступени турбины, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности двигателя при пониженных значениях чисел оборотов, трубопровод низкого давления выполнен с ответвлением, подключенным к первой ступени турбины, и снабжен органом поочередного перекрытия его сечения и сечения ответвления.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что орган поочередного перекрытия выполнен в виде золотника и снабжен каналом для сообщения трубопровода низкого давления и ответвления с атмосферой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ме 2979887, кл. 60 — 13, опубл. 1961.

2. Маханько М. Г. Повышение термодинамической работоспособности газотурбинных систем двигателей внутреннего сгорания. Автореферат докторской диссертации, М., 1965, рис. 1.

676745

Составитель М. Файн

Техред A. Камышникова Корректор А. Галахова

Редактор Н. Богатова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2201/17 Изд. № 456 Тираж 658 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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