Устройство для подвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания к турбокомпрессору наддува

 

< 931924

Colo s Советсннк

Социалистнчвсник

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено17. 03. 81 (21) 3257302/25-06 с присоединением заявки №(23) Приоритет(51)М. Кд.

F 02 В 37/02

9кударетееннЫ1 квинтет

СССР но делам нзееретеннй н открытей

Опубликовано 30 . p 5. 82. Бюллетень № 2 0

Дата опубликования описания 30.05.82 (53) УДК 621.43. .052(088.8) И.А. Коваль, А.Э. Симсон, Б. С. Еременко, Г. М. Поляковский, А. И. Русаков и А. Б. Азб

Брайнман, .= .(72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВОДА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ К ТУРБОКОМПРЕССОРУ НАДДУВА i

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестро ению, а именно к выпускным системам двигателей внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом, применяемым на тракторах и сельхозмашинах.

Известны устройства для подвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания к турбокомпрессору наддува, содержащие по меньшей мере

iO одну пару коллекторов, каждый из которых подсоединен к выхлопным органам цилиндров с неперекрывающимися фазами и к отдельному каналу газоподводящего корпуса турбокомпрес-, сора (1 .

Такие устройства позволяют использовать в турбокомпрессоре энергию импульсов давления отработавших

20 газов. Однако из-за переменного давления газов энергию импульсов нельзя использовать в турбине с максимальным КПД.

Известны также системы с преобразователями импульсов давления в постоянное повышенное давление газов перед турбокомпрессором.

Известно устройство, в котором преобразователь импульсов снабжен смесительной камерой, к,которой один из коллекторов подключен через промежуточный канал и суживающееся сопло, а второй — через промежуточный канал и суживающий кольцевой канал, охватывающий сопло(21.

В известном устройстве каналы выполнены в виде параллельных трубопроводов, а смесительная камера выполнена в виде промежуточной емкости. Первое обстоятельство ограничивает возможность уменьшения габаритов, а второе не позволяет повысить эффективность использования импульсов давления.

Цель изобретения — повышение эффективности и упрощение конструкции.

931924 формула изобретения

Для достижения поставленной цели коллекторы расположены на одной оси, преобразователь импульсов установлен перпендикулярно к оси коллекторов, первый канал выполнен в виде 5 коленообразного конфузорно-диффузорного патрубка с максимальным сечением в месте максимальной кривизны, а второй - в виде охватывающего последний ответвления от коллектора, причем смесительная камера выполнена суживающейся и отношение высоты суживающегося сопла к высоте преобразователя импульсов выполнено- в пределах 0,2-0,5. 15

Коленообразный патрубок может быть выполнен в виде элемента крепления коллекторов дРуг к другу

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Выпускная магистраль 1 содержит два коллектора 2 и 3, расположенных на одной оси и соединенных колено образным патрубком 4. Каждый коллектор подсоединен к цилиндрам с непере- р5 крывающимися фазами, установленными в блоке 5 двигателя.

Канал б патрубка выполнен диффузорно-конфузорным и является продолжением коллектора 2. Канал 7 зв выполнен в виде ответвления от коллектора 3 и частично охватывает канал 6. Во впускном сечении 8 патрубка его ось 9 совпадает с осью 10 выпускного участка 1! коллектора 2. Газоприемный патрубок турбокомпрессора 12 связан с коллекторами через преобразователь 13 импульсов, к смесительной камере 14 кото рого коленообразный патрубок подключен через суживающееся сопло 15, а канал 7 через кольцевой зазор, охватывающий это сопло. При этом отношение высоты h сопла к полной высоте Н преобразователя 13 импульсов выполнено равным 0,2-0,5. В процессе работы двигателя отработавшие газы из ци.пиндров с ,неперекрывающимйся фазами поступают в коллекторы 2 и 3. Из одного коллектора газы поступают в патрубок 4, а из другого - в канал 7, Совпадение осей патрубка и коллектора обеспечивает минимальные гидравлические потери при переходе газов из коллектора в патрубок. Конфузорнодиффузорный закон изменения сечения патрубка позволяет обеспечить

4 поворот. потока газов на 90 с высокой мгновенной скоростью при минимальных потерях. Минимальные потери достигаются при расположении максимального.сечения патрубка в месте максимальной кривизны.

Газы из коллектора 3 поступают в канал 7. При .этом из-за поворота потока и наличия дополнительного сопротивления в виде патрубка 4 в начальном сечении канала 7 имеет место существенная неравномерность эпюры скоростей. Для ее выравнивания канал 7 выполнен с постоянным сечением на длине не менее одного диаметра,.

Истечение газов в смесительную камеру через сопло 15 и охватывающий его кольцевой канал происходит поочередно в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.

1При этом поток с увеличенной скорос тью эжектирует поток с пониженной скоростью, что позволяет не только сгладить пульсации давления перед турбиной, но и способствует очистке цилиндров от отработавших газов.

Выполнение смесительной камеры суживающей способствует высокой эффективности смешения потоков. При этих условиях соотношение высот сопла и преобразователя импульсов в пределах 0,2-0,5 позволяет полностью уравнять давление на входе в турбокомпрессор 12 и обеспечить минимальные габариты.

Предлагаемая конструкция позволяет также сократить число элементов крепления выпускной системы двигателя друг к другу, так как роль одного из элементов выполняет патрубок 4.

Патрубок 4 снабжен фланцем с отверстиями„ который соединен с соответствующим фланцем коллектора 3.. Центровка осуществляется за счет кольцевого выступа в сечении 8, выполненного заодно с патрубком 4. При этом отверстия во фланце патрубка по диаметру больше, чем отверстия во фланце коллектора 3. Это обеспечивает возможность сборки и уплотнения газового стыка при минимальных габари-. тах, что особенно важно для двигателей сельскохозяйственных машин.

1. Устройство для подвода отработавших газов двигателя внутреннего

Составитель М.файн

Редактор Л.Горбунова Техред Т.Маточка Корректор Г.Огар

Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3695/41

Филиал Wfl "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 сгорания к турбокомпрессору наддува, содержащее по меньшей мере одну пару коллекторов, каждый из которых подсоединен к выхлопным органам цилиндров с неперекрывающимися фазами выпуска и связан со смесительной камерой преобразователя импульсов через индивидуальный промежуточный канал; причем первый из каналов подключен к смесительной камере через суживающееся сопло, а второй - через охватывающий это сопло суживающийся кольцевой зазор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности и упрощения конструкции,коллекторы расположены на одной оси,преобразователь импульсов установлен перпендикулярно к оси коллекторов, первый канал выполнен в виде коленообразного конфузорно-диффузорного патрубка с максиЗ1924. 6 мальным..сечением s месте максимальной кривизны, а второй " в виде охватывающего последний ответвления от коллектора, причем смесительная камера выполнена суживающейся и отношение высоты суживающегося сопла к высоте преобразователя импульсов выполнено в пределах 0,2-0,5.

2. Устройство по п.1, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что коленообразный патрубок выполнен в виде элемента крепления коллекторов друг к другу.

t5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Симсон А.З. и др. Турбонаддув высокооборотных дизелей. M., "Машиностроение", 1976, с. 17.

2о 2. Авторское свидетельство СССР

У 663866, кл. F 02 B 37/02, 1976.