Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее по меньшей мере один турбокомпрессор , дополнительную камеру сгорания, снабженную форсункой, установленной в ее торцевой стенке, и разделенную при помощи каналов на зону горения и зону смешивания продуктов сгорания с перепускаемым воздухом и с отработавшими газами двигателя , регулятор подачи топлива в топливоподводящий кансш форсунки дополнительной камеры сгорания и две ветви перепуска сжатого воздуха из турбокомпрессора в дополнительную камеру сгорания, одна из которых снабжена органом дросселирования и подключена к зоне смешивания, а другая подключена к зоне горения через регулируемый дроссель, отличающ .е е с я тем, что, с целью повыше- ; ния надежности и экономичности путем улучшения организации сгорания в дополнительной камере сгорания, регулируемый дроссель выполнен в виде группы сопел переменного сечения, расположенных в торцевой стенке дополнительной камеры сгорания вокруг форсунки , каждое из которых ориентировано под углом к ее оси, 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сопла переменного сечения выполнены в виде решетки неподвижных лопаток и расположенных между ними подвижных в осевом направлении профильных проставок, « снабженных приводом от регулятора (Л подачи топлива. 3.Устройство поп. 2,отлич ающее с я тем, что привод профильных проставок выполнен в виде i плунжера, кинематически связанного с проставками через перпендикулярную, vj к нему силовую стенку и штанги, причем одна сторона плунжера нагружена : :лэ давлением в топливоподводящем канале 00 форсунки, а вторая уравновешена пружиной . м ел со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11)

3(51) F 02 В 37/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2672976/25-06 (22) 16.10.78 (46) 15.05.84. Бюл. 9 18 (72) С .С.Соколов и Б .М .Борецкий (53) 621.43.052(088.8) (56) 1. Патент Франции )) 2253389, кл. F 02 В 37/00, опублик. 1975.

2, Патент США )) 4026115, кл. 60"614,опублик. 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее по меньшей мере один турбокомпрессор, дополнительную камеру сгорания,.снабженную форсункой, установленной в ее торцевой стенке, и разделенную при помощи каналов на зону горения и зону смешивания продуктов сгорания с перепускаемж воз духом и с отработавшими газами двигателя, регулятор подачи топлива в топливоподводящий канал форсунки дополнительной камеры сгорания и две ветви перепуска сжатого воздуха из турбокомпрессора в дополнительную камеру сгорания, одна иэ которых снабжена органом дросселирования и подключена к зоне смешивания, а другая подключена к зоне горения через регулируемый дроссель, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности путем улучшения органиэации сгорания в дополнительной камере сгорания, регулируемый дроссель выполнен в виде группы сопел переменного сечения, расположенных в торцевой стенке дополнительной камеры сгорания вокруг форсунки, каждое иэ которых ориентировано под углом к ее оси.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что сопла переменного сечения выполнены в виде решетки неподвижных лопаток и расположенных между ними подвижных в осевом

\ направлении профильных проставок, щ снабженных приводом от регулятора подачи топлива.

3. Устройство по и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что привод профильных проставок выполнен в виде плунжера, кинематически связанного с проставками через перпендикулярную, к нему силовую стенку и штанги, при- . чем одна сторона плунжера нагружена давлением в топливоподводящем канале форсунки, а вторая уравновешена пружиной.

733359

30 ройство, содержащее две ветви перепуска сжатого воздуха из турбокомпрессора в дополнительную камеру сгорания, одна из которых снабжена орга-35 ном дросселирования и подключена к

40 го их плунжера, Радиальная подача воздуха B зону обеспечивает турбулентность в этой зоне, но не влияет на перемешивание вводимого топлива с 45 воздухом.

Цель изобретения — повышение надежности и экономичности устройства путем улучшения органиэации сгорания в дополнительной камере, Для достижения поставленной цели регулируемый дроссель выполнен в виде группы сопел переменного сечения, расположенных в торцевой стенке дополнительной камеры сгорания вокруг

55 форсунки, каждое из которых ориентировано под углом к ее оси.

Сопла переменного сечения могут быть выполнены в виде решетки неподвижных лопаток и расположенных между 60 ними подвижных в осевом направлении профильных проставок, снабженных приводом от регулятора подачи топлива.

Привод профильных проставок может быть выполнен в виде плунжера, кине- 65

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к устройствам для наддува двигателя внутреннего сгорания, Известны устройства для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащие, по меньшей мере, один турбокомпрессор, дополнительную камеру сгорания, снабженную форсункой, ус,тановленной в ее торцевой стенке, и разделенную при помощи каналов на зону горения и зону смешивания продуктов сгорания с перепускаемым воздухом и с отработавшими газами двигателя, регулятор подачи топлива в топливоподводящий канал форсунки дополнительной камеры сгорания и регулируемый дроссель, установленный в магистрали подачи воздуха в обе зоны камеры сгорания fl) .

Для обеспечения качественного сгорания топлива в дополнительной камере сгорания в ее торцевой стенке установлен э авихритель воздуха, охватывающий форсунку, и предусмотрено подмешивание воздуха к подаваемому топливу при малых его,подачах, Однако совместное регулирование воздуха для обеих зон накладывает определенные трудности на организацию процесса горения. Более удобно с точки зрения регулирования состава толливо-воздушной смеси в зоне горения устзоне смешивания, а другая подключена к зоне горения через регулируемый дроссель f2) . Регулируемый дроссель выполнен в виде отверстий в боковых стенках зоны горения и перекрывающе5

20 матически связанного с проставками через перпендикулярную к нему силовую стенку и штанги, причем одна сторона плунжера нагружена давлением в топливоподводящем канале. форсунки, а вторая уравновешена пружиной.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема описываемого устройства с разрезом по дополнительной камере сгорания; на фиг, 2 — сопла переменного сечения в изометрии; на фиг. 3 привод профильных проставок .

Устройство содержит поршневой двигатель 1 внутреннего сгорания, свободный нерегулируемый турбокомпрессор 2, охладитель 3 наддувочногo воздуха, трубу 4 перепуска воздуха, регулятор 5 наддува, задающий положение рабочей точки на характеристике турбокомпрессора в зависимости от положения рейки б топливного насоса высокого давления поршневого двигателя внутреннего сгорания воздействием через сервомотор 7 на положение органа 8 дросселирования,установленного в ветви 9, подключейной к зоне

10 смешивания дополнительной камеры

11 сгорания, .и воздействием на регулятор 12 подачи топлива от насоса 13 к форсунке 14 дополнительной камеры сгорания, установленной в ее торцевой стенке, на подачу топлива в дополнительную камеру.

Камера 11 сгорания включает ветвь

15 перепуска сжатого воздуха к зоне

16 горения, ветвь 9 перепуска сжатого воздуха к зоне 10 смешивания и тракт 17 подвода выпускаемых из цилиндров двигателя 1 отработавших газов.

ВетВь 15 подключена к регулируемому дросселю, выполненному в виде группы сопел переменного сечения, расположенных в торцевой стенке дополнительной камеры сгорания вокруг форсунки 14. Сопла выполнены в виде решетки неподвижных профилей 18 и расположенных между ними подвижных в осевом направлении профильных проставок 19. Каналы между профилями и проставками образуют сопла и ориентированы под углом к оси форсунки. Привод выполнен в виде плунжера 20, кинематически связанного с проставками через перпендикулярную к нему силовую стенку 21 и штанги 22, причем одна сторона плунжера нагружена давлением в топливоподводящем канале 23 форсунки 14, а вторая уравновешена пружиной 24, При неработающем двигателе пружина 24 прижимает проставки 19 к профилям 18 оставляя незначительное проФ ходное сечение, необходимое для запуска дополнительной камеры 11 сгорания и лимитируемое регулируемым упором 25. При повышении давления в топливоподводящем канале 23 плунжер

733359

20, сжимая пружину 24, отводит проставки от профилей, увеличивая проходное сечение сопел для ввода первичного воздуха в зону горения одновременно с увеличением расхода топлива через форсунку 1.4. Максимально необходимое проходное сечение сопел для работы камеры сгорания при полной производительности ограничивается упором, выполненным в теле стакана.

Наличием на входе в дополнительную. .;Ю камеру сгорания обособленной зоны го» рения с автоматически регулируемым лопаточным воэдухонаправляющим устройством обеспечивает расширенный диапазон устойчивого (беэ срыва пламени) и полного сгорания топлива в дополнительной камере сгорания, чем обеспечивается воэможность увеличить минимально необходимую для пуска дизеля степень повышения давления в компрессоре турбокомпрессора при дальнейшем форсировании двигателя по среднему эффективному давлению эа счет снижения, степени сжатия и повысить работоспособность и экономичность дополнительной камеры сгорания на режимах совместной работы с двигателем, требующих малых расходов топлива в камере вплоть до расхода на дежурное пламя. Это достигается ЗО в результате того, что воэдухонаправляющее устройство, являясь дозатором первичного воздуха для дополнительной камеры сгорания, позволяет

35 оптимизировать коэффициент избытка воздуха при удовлетворительном смесеобразовании и соответственно температуры в зоне горения камеры сгорания на минимальное образование токсичных продуктов сгорания, что в сочетании с дожиганием выпускных газов двигателя в зоне смешивания камеры сгорания, по крайней мере, на режимах холостых ходов> малых нагрузок и повышенного крутящего момента на неноминальных скоростных режимах двигателя обеспечивает снижение токсичности выхлопа силовой установки, С точки зрения техники безопасности наличие на силовой установке камеры с зоной горения и зоной смешивания с дожиганием выпускных газов двигателя (эона смешивания может быть выполнена достаточно длинной для повышения эффективности дожигания) не создает повышенной пожароопасности и опасности для обслуживающего персонала, так как все высокотемпературные процессы экранируются от корпуса выпускной системя потоком вторичного воздуха, поступающим из байпаса в зону смешения дополнительной камеры сгорания, что не имеет места в обычных двигателях с пламенным нейтрализатором выхлопа.

Таким образом, результатом применения изобретения является повышение надежности работы и экономичности при снижении токсичности выпускных газов силовой установки, 733359

И й-И

>I

1 (1

It

Ir

)t I

И

Фиг.2

Редактор Л.Письман Техред A., Кикемезей Корректор:Л.Пилипенко

3ак аз 389 2/1 Тираж 524 Подписное

HHHHAH Государственного комитета СССР по делам изобрЕтений и отКрытий

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

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