Двигатель внутреннего сгорания

 

ОПИСАНИЕ 926ЗЗВ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Соцналнстичесинн

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22)Заявлено 09. 09.80 (21) 2999467/25-06 с присоедннениект заявки М(23)Приоритет " (53)М. Кл .

F 02 В 37/00

Веударстнанный коннтнт

СССР ню делам нзобретеннй н еткрытнй

Опубликовано 07.05. 82. Бюллетень Рй 17

Дата опубликования описания 0 05,82. (53) УЛК.621,43 ь.052 (088.8) 4

С.С.Соколов и А.А.Лазурко ,!

Центральный научно-исследовательский,.дизельный -ийбтйтут (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель

{54) ДВИГАТЕ))Ь ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машино- строению,. а именно к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом.

Известны двигатели внутреннега сгорания с газотурбинным наддувом, содержащие магистраль подвода отработавших газов; снабженную выходным диффузором, переходной цилиндрической трубой и входным сужающимся каналом, к выходному участку которого подключен байпасный трубопровод,. связанный с воздухонапорной магистралью турбокомпрессора, при этом площадь сечения байпасного трубопровода в месте соединения с выходным участком превышает площадь сечения последнего в 1,3-3,0 раза, а отношение максимального сечения диффузора к минимальному составляет величину 1,5-3,5.

Такое выполнение канала выходной части выпускного трубопровода поз- .

2 воля ет обеспечи ть эжекц ию, которая обусловливается понижением давления отработавших газов при входе в патру бок, что позволяет избежать заброса отработавших газов в байпасный трубопровод и через последний в цилиндры двигателя внутреннего сгорания 11..

Однако объединение выходов цилиндров одним общим выпускным трубопротб водом сообщает между собой цилиндры в которых процессы выпуска перекрываются по фазе, Это создает условия заброса отработавших газов из цилиндров, в которых давление отработавших газов близко к максимальному

35 значению, в цилиндры,в которых в этот момент давление отработавших газов близко кминимальному значению. Последнее приводит к ухудшению очистки цилинд20 ров и в конечном итоге снижает мощность двигателя.

Известны также двигатели внутреннего сгорания, содержащие турбоком-. прессор, снабженный воздухонапорным

3 92633 и газоприемным патрубками, подключенные к последнему выходными сечениями под углом по меньшей мере одну пару выпускных трубопроводов двигателя и трубу перепуска сжатого 5 воздуха из воздухонапорного патрубка в газоприемный,(2.

Однако, поскольку оси выходных сечений каналов выпускных трубопроводов перпендикулярны оси газоприем- tO ного патрубка, то направление потока выпускных газов, поступающих в патрубок из выпускных трубопроводов в направление потока перепускаемого воздуха, поступающего в патрубок иэ 15 трубы перепуска перпендикулярно осй, канала патрубка,что приводит к повороту на 90 указанных потоков выпуска-. емых газов и перепускаемого воздуха при поступлении их на вход турбины турбоком-щ прессора.Это создает значительное гидравлическое сопротивление потокам на входе в турбину и соответственно приводит к значительной потере напора потоков отработавших газов и перепускаемого воздуха, а следовательно, к понижению мощности турбины турбо- . компрессора и всего двигателя в целом.

1(роме того, такое присоединение выпускных трубопроводов к газоприемному патрубку не позволяет создать эжекцию в выходных сечениях каналов выпускных трубопроводов, что приводит к забросу отработавших газов через трубу перепуская в цилиндры, что приводит к уменьшению эффективности и мощности двигателя..

Целью изобретения s вляется повышение эффективности и мощности двигателя внутреннего сгорания за счет уменьшения гидравлического сопротивления на входе в турбину.

Поставленная цель достигается тем, что труба перепуска подключена к газоприемному патрубку соосно угол

45 между касательной к оси каждого выпускного трубопровода в его выходном сечении и осью газоприемного патрубка выполнен в пределах 1-22,5", а в их стыке отношение площади выходного сечения каждого выпускного

5О трубопровода к площади поперечного сечения газоприемного патрубка турбокомпрессора выполнено равным 0,20,75.

На фи г, 1 изображен и редла гаемый двигатель внутреннего сгорания в восьмицилиндровом исполнении, общий вид;

8 4 на фиг. 2 — газоприемный патрубок с присоединенными к нему двумя выпускными трубопроводами и трубы перепуска; на фиг. 3 — другой вариант газоприемного патрубка, Двигатель внутреннего сгорания содержит турбокомпрессор 1, воздухонапорный патрубок 2, газоприемный патрубок 3, два выпускных трубопровода 4 и 5 и трубу 6 перепуска сжатого воздуха из воздухонапорного патрубка 2 в газоприемный, Двигатель содержит также блоки 7 и 8 цилиндров, два выпускных коллектора 9 и 10 и два впускных коллектора 11 и 12. Турбокомпрессор 1 состоит из компрессора 13 и турбины 14 к которой через диффузорный участок

15 подсоединен газоприемный патрубок

3. Воздухонапорный патрубок 2 через дополнительный трубопровод 16 подсоединен к трубе 6 перепуска и к впуск- . ным коллекторам 11 и 12.

В предлагаемом двигателе труба 6 перепуска подключена к газоприемному патрубку 3 соосно, а углы 17 и 18 между касательными 19 и 20 к осям

)21 и 22 выпускных трубопроводов 4 и 5 в их выходных сечениях 23 и 24, с осью 25 газоприемного патрубка 3 выполнены в пределах 1-22,5 . В стыках

26 и 27 отношение площадей выходных сечений 23 и 24 выпускных трубопроводов 4 и 5 к соответствующим им площадям поперечных сечений 28 и 29 газоприемного патрубка 3 турбокомпрессора 1 выполнено равным 0,2-0,75.

Двигатель работает следующим образом.

Отработавшие газы из блоков 7 и

8 цилиндров поступают в выпускные коллекторы 9 и l0, а затем через выпускные трубопроводы 4 и 5 и через газоприемный патрубок 3 в турбину 14, которая раскручивает компрессор 13.

Сжатый воздух поступает в воздухонапорный патрубок 2, а из него через дополнительный трубопровод 16 во впускные коллекторы 11 и 12 и в труGy перепуска 6.

Подсоединение выпускных трубопро-. водов 4 и 5 к газоприемному патрубку 3. под указанными углами 17 и 18 обеспечивает направление потока отработавших газов в патрубке 3 практически вдоль его оси, что позволяет отработавшим газам без дополнительного поворота поступать на вход тур926338 6

5-7Ф эффективный КПД и -мощность двигателя внутреннего сгорания, 5 бины 14. Это приводит к уменьшению коэффициента гидравлического сопротивления потокам отработавших газов.

Указанный угол ограничен величиной о

22,5, поскольку при увеличении ве1 личины угла свыше 22,5 резко повышаются гидравлические сопротивления потоку отработавших газов при выходе их из выпускных трубопроводов

4 и 5 в патрубок 3. Так из данных проведенных экспериментов, увеличе" ние указанного угла на 5 свыше указанного предела приводит к увеличе-. нию коэффициента гидравлического сопротивления в два раза. Кроме того, указанное соотношение площадей выходных сечений.23 и 24 выпускных трубопроводов 4 и 5 относительно поперечных сечений 28 и 29 патрубка 3 в совокупности с выбранными углами

17 и 18 между касательными 19 и 20 и осью 25 патрубка 3 позволяет создать эжекцию в выходном сечении 23 и 24 каждого выпускного трубопровода 4 и 5, что приводит к улучшению очистки цилиндров двигателя внутреннего сгорания от отработавших га% зов и продувки цилиндров сжатым воэ" духом, поступающим от компрессора

13 во влускные коллекторы 11 и 12 двигателя внутреннего сгорания.

Уменьшение коэффициента гидравлического сопротивления и улучшение очистки цилиндров от отработавших газов дает возможность повысить на

5 Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий турбокомпрессор, снабженный воздухонапорным и газоприемным патрубками, подключенные к последнему выходными сечениями под углом по меньшей мере одну пару выпускных трубопроводов двигателя и трубу перепуска сжатого воздуха из воздухонапорного патрубка в газоприемный. отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, труба перепуска подключена к газоприемному патрубку соосно, угол между

20 касательной к оси каждого выпускного трубопровода в его выходном сечении и осью газоприемного патрубка выполнен в пределах 1-22,5о, а в их стыке отношение площади выходного

25 сечения каждого выпускного трубопровода к площади поперечного сечения газоприемного патрубка турбокомпрессора выполнено равным 0,2-075, Источники информации, зо принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 1т 2767804/25-06; кл .F 02 8 37/OD, 21.05.79.

2, Патент СССР 698543, F 02 В 37/00, опублик. 1979.

926338

Составитель В.Козлов

Редактор Л.Лукач Техред д. Бабинец Корректор В. Синицкая

Заказ 2929/26 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

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