CS212206B2 - Supercharging system of the inner combustion engine - Google Patents

Description

Nevýhodou těchto známých úprav je stále značný prostorový nárok na zastavění preplnovacích soustav do motorů.

Úkolem vynálezu je návrh přeplnovací soustavy motoru s vnitřním spalováním, se dvěma turbokompresory, který by odstranil nevýhody stávajících známých zařízení.

Úkol byl podle vynálezu vyřešen pro přeplnovací soustavu motoru s vnitřním spalováním, se dvěma turbokompresory - vysokotlakým a nízkotlakým - jejíž vysokotlaká turbina vysokotlakého kompresoru je spojena se sběračem výfukových plynů a vysokotlaký kompresor je spojen se sběračem sání a jejíž nízkotlaká turbina nízkotlakého kompresoru je spojena s výstupem výfukových plynů z vysokotlaké turbiny a výstup nízkotlakého kompresoru je spojen se vstupem vysokotlakého kompresoru, vyznačenou tím, že osa vysokotlakého kompresoru a nízkotlakého turbokompresoru jsou navzájem kolmé, přičemž výstup z oběžného kola vysokotlaké turbiny vysokotlakého turbokompresoru a vstup oběžného kola nízkotlaké turbiny nízkotlakého turbokompresoru jsou uspořádány v jediné, oběma turbokompresorům společné skříni.

Dále podle vynálezu na výtlaku vysokotlakého turbokompresoru je za sběračem sání upraveno druhé chladicí ústrojí a mezi výstupem nízkotlakého turbokompresoru a vstupem vysokotlakého turbokompresoru je ve spojovacím potrubí upraveno první chladicí ústrojí.

Výhodou přeplnovací soustavy podle vynálezu je, že zařízení lze vestavět do minimálního prostoru, a to uspořádáním turbokompresorů s osami vzájemně kolmými s hřídelem vysokotlaké turbiny společným s hřídelem vysokotlakého kompresoru a hřídelem nízkotlaké turbiny společným s hřídelem nízkotlakého kompresoru a použitím společné skříně pro výstup plynů z vysokotlaké turbiny a jejich vstup do nízkotlaké turbiny.

Vynález bude popsán na příkladu provedení znázorněném na připojených výkresech, na nichž značí obr. 1 perspektivní pohled na Dieselův motor, opatřený soustavou pro přeplňování podle vynálezu a obr. 2 schematický vodorovný řez soustavou podle vynálezu z obr. 1, znázorňující jejich podrobnosti.

Z obr. 1 a 2 je patrno napojení přeplnovací soustavy 1 na motor 2 s vnitřním spalováním. Jak ukazuje obr. 2 sestává přeplnovací soustava 1 z nízkotlakého turbokompresoru J a vysokotlakého kompresoru 4, zapojených v sérii. Turbokompresory Д, 4 jsou poháněny výfukovými plyny.

Vysokotlaký turbokompresor 4 přeplnovací soustavy 1 je poháněn vysokotlakou turbinou 5. Tato vysokotlaká turbina 5 ®á přívod napojen přímo na sběrač 6 výfukových plynů a je mechanicky spojena 8 vysokotlakým kompresorem 2 vysokotlakého turbokompresoru 4· Mechanické spojení je zajištěno tak, že oběžné kolo 2 vysokotlaké turbiny 5 ®á společný hřídel 8 s lopatkovým věncem 10 vysokotlakého kompresoru 2·

Nízkotlaký turbokompresor Д je poháněn nízkotlakou turbinou Ц, která představuje druhý stupen přeplnovací soustavy 2· Tato nízkotlaká turbina 11 ΰθ zapojena v sérii s výstupem z vysokotlaké turbiny 1 a je mechanicky spojena s nízkotlakým kompresorem 12 nízkotlakého turbokompresoru Д, jehož výtlačný výstup je zapojen v sérii se sacím přívodem vysokotlakého kompresoru 2, spojovacím potrubím 13. Podobně jako u vysokotlakého turbokompresoru 4 je vzájemné spřažení nízkotlaké turbiny 11 s nízkotlaký® kompresorem 1£ provedeno tak, že oběžné kolo 15 nízkotlaké turbiny 11 a lopatkový věnec nízkotlakého kompresoru 12 mají společný hřídel 14. Výstup nízkotlaké turbiny 11 vede do okolního ovzduší, zatímco na druhé straně přeplnovací soustavy je výstup z vysokotlakého kompresoru 4 spojen přímo se sběračem 12 sání. Podle vynálezu jsou osy hřídelů £, 14 obou turbokompresorů 2, 4 navzájem kolmé.

Výstup z vysokotlaké turbiny £, a vstup výfukových plynů do nízkotlaké turbiny Ц jsou umístěny v jediné společné skříni 18.

Ve spojovacím potrubí 13 mezi nízkotlakým kompresorem 12 a vysokotlakým kompresorem 2 je zařazeno první chladicí ústrojí 19 pro chlazení vzduchu stlačeného v nízkotlakém turbokompresoru J. V úrovni sběrače 17 sání je vřazeno druhé chladicí ústrojí 20 (obr. 1) pro chlazení vzduchu stláčeného ve vysokotlakém turbokompresoru 4, a před vstupem do válců motoru 2· ^ak je patrno z obr. 1, je přeplňovací soustava 1 podle vynálezu osazena na jednom konci motoru 2 a pouze druhé chladicí ústrojí 20 je osazeno na jeho druhém konci.

Přeplňovací soustava 1 pro přetlakové plnění pracuje takto: Výfukové plyny vystupující ze sběrače 6, výfukových plynů, uvádějí do otáčivého pohybu oběžné kolo 2 yysokotlaké turbiny 2» která uvádí do pohybu prostřednictvím společného hřídele 8 lopatkový věnec 10 vysokotlakého kompresoru 2· Výfukové plyny vystupující s vysokotlaké turbiny 2 dále uvádějí do otáčivého pohybu obětně kolo 15 nízkotlaké turbiny IX» které pak roztáčí prostřednictvím hřídele 14 lopatkový věnec 16 nízkotlakého kompresoru 12. Výfukové plyny vystupující z nízkotlaké turbiny ϋ jsou výstupním otvorem 21 (obr. 1) vypouštěny do ovzduší. Současně je v důsledku otáčení lopatkového věnce 16 nízkotlakého kompresoru 12 nízkotlakým turbokompresorem 2 nasáván vstupním otvorem 22 (obr. 1) vzduch, který je v nízkotlakém kompresoru 12 stlačován a dopravován spojovacím potrubím 13 až к vysokotlakému kompresoru 2' Vysokotlaký kompresor 2, jehož lopatkový věnec 10 byl již roztočen vysokotlakou turbinou 2» dále stlačí nasávané plyny a dopravuje je přímo do sběrače 17 sání, odkud jsou pak po ochlazení ve druhém chladicím ústrojí 20 dopravovány do válců motoru 2.

V popsané přeplňovací soustavě se dvěma turbokompresory a osami vzájemně kolmými, bylo zvoleno řešení, při kterém má vysokotlaký kompresor hřídel společný s vysokotlakou turbinou a nikoliv s nízkotlakou turbinou. Tato volba vyplývá ze skutečnosti, že vysokotlaký kompresor vyžaduje energii největší, a je proto účelné spojit ho s vysokotlakou turbinou, takže nízkotlaký kompresor je pak spojen s nízkotlakou turbinou.

Vynález není omezen na popsané provedení, které slouží pouze jako příklad řešení zařízení podle vynálezu. Vynález zahrnuje všechny technické ekvivalenty popsaných prostředků, realizované a použité v rámci definice jeho předmětu.

Claims (2)

1. Přeplňovací soustava motoru s vnitřním spalováním se dvěma turbokompresory, a to vysokotlakým a nízkotlakým, jejíž vysokotlaká turbina vysokotlakého kompresoru je spojena se sběračem výfukových plynů a vysokotlaký kompresor je spojen se sběrem sání a jejíž nízkotlaká turbina nízkotlakého kompresoru je spojena s výstupem výfukových plynů z vysokotlaké turbiny a výstup nízkotlakého kompresoru je spojen se vstupem vysokotlakého kompresoru, vyznačená tím, že osy vysokotlakého turbokompresoru (4) a nízkotlakého turbokompresoru (3) jsou navzájem kolmé, přičemž výstup z oběžného kola (9) vysokotlaké turbiny (5) vysokotlakého turbokompresoru (4) a vstup do oběžného kola (15) nízkotlaké turbiny (11) nízkotlakého turbokompresoru (3) jsou uspořádány v jediné, oběma turbokompresorům (3, 4) společné skříni (18).

2. Přeplňovací soustava podle bodu 1, vyznačená tím, že na výtlaku vysokotlakého turbokompresoru (4) je za sběračem (17) sání upraveno druhé chladicí ústrojí (20) a mezi výstupem nízkotlakého turbokompresoru (3) a vstupem vysokotlakého turbokompresoru (3) je ve spojovacím potrubí (13) upraveno chladicí ústrojí (19)«