PL116224B1 - Supercharging unit for internal compustion engines - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie doladowujace mozliwie najmniejszych.Urzadzenie doladowujace jest zespolem pomocniczym zwlaszcza dla silników wysokopreznych. Znane urzadzenie doladowujace zawiera dwustopniowa sprezarke zmonto¬ wana szeregowo, to jest sprezarke o niskim cisnieniu ustawiona w szeregu ze sprezarka o wysokim cisnieniu i napedzana gazem wylotowym silnika za posrednictwem dwóch turbin odpowiednio o niskim i o wysokim cisnieniu.W pierwszym znanym typie rozwiazania, osie sprezarek aniskim i wysokim cisnieniu sa równolegle,, afe to rozwiaza¬ nie nie jest idealne ze wzgledu na znaczne wymiary gabary¬ towe. Aby je zmniejszyc zaprojektowano inne rozwiazanie ¦wedlug którego osie dwóch turbosprezarek sa wzajemnie prostopadle, z osia sprezarki o niskim cisnieniu pierwszego stopnia, wspólna z osia turbiny o wysokim cisnieniu pier¬ wszego stopnta, i osia sprezarki o wysokim cisnieniu dru- igregcr stopnia- wspólna z osia, turbiny o niskim cisnieniu drugiego stopnia.Aby jeszcze bardziej zmniejszyc wymiary urzadzenia doladowujacego zmniejszono wymiary skrzyn, a zwlaszcza stosujac pojedyncza skrzynie dla wylotu gazu z turbiny cisnieniu. Jednakze to rozwiazanie nie zostalo zastosowane dla turbosprezarek gazów wydechowych, o osiach równoleg¬ lych lub skrzyzowanych. To rozwiazanie mialo zwlaszcza na celu unikniecie stosowania mieszka dylatacyjnego miedzy turbina wysokiego cisnienia i turbina niskiego cisnienia.Jest równiez znane, ze zamiast tego aby os sprezarki niskiego cisnienia pierwszego stopnia byla wspólna z osia turbiny wysokiego cisnienia pierwszego stopnia, moze ona byc wspólna z osia turbiny niskiego cisnienia drugiego stopnia, a w wyniku os sprezarki wysokiego' cisnienia drugiego stopnia staje sie wspólna z osia turbiny wysokiego cisnienia pierwszego stopnia.Celem wynalazku jest wykonanie urzadzenia dolado¬ wujacego o mozliwie najmniejszych wyrniarycht. Cel tea osiagnieto przez wykonanie urzadzenia doladowujacego silnika spalinowego,, o dwóch stopniach utworzonych przez turbosprezarke gazów wylotowych* których osra sa wza¬ jemnie prostopadle.Istota wynalazku polega na tymy ze tur-biaa wysokiego cisnienia majaca wlot bezposrednio polaczony z kolektorem wydechowym jest mechanicznie sprzezona ze sprezarka wysokiego cisnienia podczasy gdy turbina niskiegocismeeft^, majaca wejscie polaczone szeregowo z wyjsciem turbiny wysokiego cisnienia, jest mechanicznie sprzezona ze spre¬ zarka, niskiego cisnienia,: której otwór tloczacy jest polaczony szeregowo z otwbrem zasysajacym sprezarki wysokiego cisnienia. To urzadzenie ma ponadto pojedyncza skrzynie dla wylotu gazu z turbiny wysokiego cisnienia i wlotu gazu do turbiny niskiego cisnienia.W przeciwienstwie do znanych rozwiazan, rozwiazanie wedlug wynalazku umozliwia zmniejszenie o minimum urzadzenia doladowujacego o dwóch stopniach, o osiach prostopadlych laczac te poprzednie rozwiazania i stosujac pojedyncza skrzynie dla wylotu gazu z turbiny wysokiego cisnienia i wlotu gazu do turbiny niskiego cisnienia. 116 224116 224 3 Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia silnik wysokoprezny wyposazony w urzadzenie doladowu¬ jace, w widoku perspektywicznym, fig. 2 — urzadzenie doladowujace w przekroju przez osie sprezarek.Urzadzenie doladowujace 1 silnika spalinowego 2 ma dwa stopnie utworzone odpowiednio przez dwie turbo¬ sprezarki 3, 4 gazów wylotowych zmontowane szeregowo.Zgodnie z wynalazkiem turbina wysokiego cisnienia 5 pierwszego stopnia, której wejscie jest bezposrednio pola¬ czone z kolektorem wydechowym 6, jest mechanicznie sprzezona-ze sprezarka wysokiego cisnienia 7 drugiego stopnia. Inaczej mówiac %wal 8 ruchomego kola 9 turbiny 5 jest wspólny z walem, który napedza ruchomy wieniec 10 sprezarki 7. Turbina 11 niskiego cisnienia drugiego stop¬ nia ma swoje wejscie polaczone szeregowo z wyjsciem turbiny wysokiego cisnienia 5 i jest mechanicznie sprze¬ zona ze sprezarka niskiego cisnienia 12 pierwszego stopnia, której otwór tloczacy jest polaczony szeregowo z otworem zasysajacym sprezarki wysokiego cisnienia 7 przez zlaczke 13. Inaczej mówiac, wal 14 ruchomego kola 15 turbiny 11 jest wspólny z walem, który podpiera ruchomy wieniec 16 sprezarki niskiego cisnienia 12. Wyjscie turbiny niskiego cisnienia 11 ma wylot do atmosfery, zas wejscie sprezarki niskiego cisnienia 12 jest polaczone z atmosfera wówczas, gdy wyjscie sprezarki wysokiego cisnienia 7 jest polaczone bezposrednio z kolektorem zasysajacym 17. Zgodnie z wynalazkiem osie walów 8 i 14 dwóch turbosprezarek sa prostopadle..Inna cecha wynalazku, która powinna byc rozwazana w polaczeniu z rozwiazaniem wyzej opisanym, polega na tym, ze pojedyncza skrzynia 18 jest umieszczona na wyjsciu gazu z turbiny wysokiego cisnienia 5 i wejsciu gazu wydechowego do turbiny niskiego cisnienia 11.Nalezy równiez zauwazyc, ze w zlaczce miedzy sprezarka niskiego cisnienia 12 i sprezarka wysokiego cisnienia 7 jest zastosowany pierwszy uklad chlodzacy 19 powietrza wstepnie sprezonego przez pierwszy stopien urzadzenia doladowujacego. Zastosowano równiez drugie urzadzenie chlodzace 20, które jest zmontowane w poblizu kolektora ssacego 17 po sprezeniu powietrza przez drugi stopien i przed jego wejsciem do cylindrów silnika.Na fig. 1 przedstawiono urzadzenie doladowujace 1 wedlug wynalazku, które jest zmontowane na jednym koncu silnika, zas drugi uklad chlodzacy lub chlodzenia ostatecznego 20 jest zmontowany na drugim koncu silnika.Dzialanie takiego urzadzenia doladowujacego jest nas¬ tepujace. Gazy wylotowe z kolektora wylotowego 6 nape¬ dzaja ruchome kolo 9 turbiny wysokiego cisnienia 5, która przez wal 8, któryja podpiera, napedza ruchomy wieniec 10 sprezarki wysokiego cisnienia 7. Na wyjsciu z turbiny wysokiego cisnienia 5 gazy wylotowe napedzaja kolo 15 turbiny niskiego cisnienia 11, która z kolei napedza walem 14 ruchomy wieniec 16 sprezarki niskiego cisnienia 12. Gazy wylotowe na wyjsciu z turbiny niskiego cisnienia 11 lacza sie z atmosfera przez otwór wyjsciowy 21. Jednoczesnie 4 z jpowodu napedzania ruchomego wienca 16 sprezarki niskiego cisnienia 12 przez turbine niskiego cisnienia 11 powietrze jest zasysane przez otwór wejsciowy 22, a naste¬ pnie jest sprezane i przesylane przez króciec 13 az do spre- 5 zarki wysokiego cisnienia 7. Tutaj jest riapedzane przez turbine wysokiego cisnienia 5 . sprezajaca ponownie gaz zasysany przez przesylanie go bezposrednio do kolektora ssacego 17, a nastepnie do cylindrów silnika po ochlodzeniu przez ostateczny stopien chlodzacy 20. 10 Chociaz dzialanie takiego urzadzenia doladowujacego jest znane, oryginalnosc urzadzenia polega na tym, ze u- mozliwia otrzymanie minimalnych wymiarów przez pola¬ czenie turbosprezarek tak, ze ich osie sa wzajemnie prosto¬ padle i os turbiny wysokiego cisnienia jest wspólna z osia 15 sprezarki wysokiego cisnienia, zas os turbiny niskiego cisnienia jest wspólna z osia sprezarki niskiego cisnienia,, przy czym urzadzenie zawiera pojedyncza skrzynie dla wylotu gazu ,z turbiny wysokiego cisnienia i wlotu gazu do turbiny niskiego cisnienia. To polaczenie jest nowe, 20 gdyz rozwiazuje szczególny problem, który dotychczas byl rozwiazany tylko czesciowo.Nalezy zauwazyc, ze w urzadzeniu doladowujacym z dwoma stopniami o osiach prostopadlych opisanym powyzej, w^brano^ rozwiazanie, w którym os sprezarki 25 wysokiego cisnienia jest wspólna z osia turbiny wysokiego cisnienia a nie z osia turbiny niskiego cisnienia. Ten wybór wynikl z faktu, ze sprezarka wysokiego cisnienia wymaga wiekszej mocy a wiec zyskuje sie na polaczeniu z turbina wysokiego cisnienia i w nastepstwie polaczeniu 30 sprezarki niskiego cisnienia z turbina niskiego cisnienia.Oczywiscie wynalazek nie jest ograniczony tylko do przy¬ kladu wykonania opisanego i przedstawionego jedynie tytulem przykladu ale zawiera równiez wszystkie równowaz¬ niki techniczne srodków opisanych. 35 Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie doladowujace do silnika spalinowego o dwóch stopniach utworzonych przez turbosprezarki gazu wylotowego, których osie sa wzajemnie prostopadle, 40 znamienne tym, ze turbina wysokiego cisnienia (5) majaca wlot bezposrednio polaczony z kolektorem wyde¬ chowym (6), jest mechanicznie sprzezona ze sprzezarka wysokiego cisnienia (7) podczas, gdy turbina niskiego cisnienia (11), majaca wejscie polaczone szeregowo z 45 wyjsciem turbiny wysokiego cisnienia (5), jest mechani¬ cznie sprzezona ze sprezarka niskiego cisnienia (12), której otwór tloczacy jest polaczony szeregowo z otworem zasysajacym sprezarki wysokiego cisnienia (7), oraz tym, i& ma pojedyncza skrzynie (18) dla wylotu gazu z turbiny 50 wysokiego cisnienia (5) i wlotu gazu do turbiny niskiego cisnienia (11). 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze ma posrednia chlodnice (19) zmontowana szeregowa miedzy dwiema sprezarkami (7, 12), oraz ma chlodnic* 55 koncowa (20) zmontowana na kolektorze ssacym (17) za sprezarka wysokiegocisnienia.. • .'116 224 fiinldm ?<- 3 PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie doladowujace do silnika spalinowego o dwóch stopniach utworzonych przez turbosprezarki gazu wylotowego, których osie sa wzajemnie prostopadle, 40 znamienne tym, ze turbina wysokiego cisnienia (5) majaca wlot bezposrednio polaczony z kolektorem wyde¬ chowym (6), jest mechanicznie sprzezona ze sprzezarka wysokiego cisnienia (7) podczas, gdy turbina niskiego cisnienia (11), majaca wejscie polaczone szeregowo z 45 wyjsciem turbiny wysokiego cisnienia (5), jest mechani¬ cznie sprzezona ze sprezarka niskiego cisnienia (12), której otwór tloczacy jest polaczony szeregowo z otworem zasysajacym sprezarki wysokiego cisnienia (7), oraz tym, i& ma pojedyncza skrzynie (18) dla wylotu gazu z turbiny 50 wysokiego cisnienia (5) i wlotu gazu do turbiny niskiego cisnienia (11).
2. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze ma posrednia chlodnice (19) zmontowana szeregowa miedzy dwiema sprezarkami (7, 12), oraz ma chlodnic* 55 koncowa (20) zmontowana na kolektorze ssacym (17) za sprezarka wysokiegocisnienia.. • .'116 224 fiinldm ?<- 3 PL