RU206267U1 - Многоступенчатый турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания - Google Patents
Многоступенчатый турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU206267U1 RU206267U1 RU2021104028U RU2021104028U RU206267U1 RU 206267 U1 RU206267 U1 RU 206267U1 RU 2021104028 U RU2021104028 U RU 2021104028U RU 2021104028 U RU2021104028 U RU 2021104028U RU 206267 U1 RU206267 U1 RU 206267U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- turbine
- internal combustion
- exhaust gases
- wheel
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/013—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
- F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
- F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Полезная модель может быть использована при создании новых и форсировании существующих двигателей внутреннего сгорания с использованием энергии выхлопных газов этих двигателей для приводов турбокомпрессоров. Выхлопные газы по касательной воздействуют на серповидные лопатки первого турбинного колеса, в профиле лопаток выхлопные газы изменяют направление своего движения почти на 180°, вращают первое колесо турбины, при выходе из серповидных лопаток первого колеса турбины выхлопные газы в противоположном первоначальному направлению воздействуют по касательной на серповидные лопатки второго колеса турбины, в серповидном профиле лопаток второго колеса турбины газы вновь изменяют направление своего движения почти на 180° и удаляются из корпуса турбин.Воздействие выхлопных газов на лопатки турбин приводит их во вращение в противоположных друг другу направлениях, через соосные валы колеса турбин приводят во встречное вращение колеса компрессора, лопатки которых своими профилями сжимают воздух и создают избыточное давление. 5 ил.
Description
Полезная модель относится к автотракторному двигателестроению и может быть использована при создании новых и форсировании существующих двигателей внутреннего сгорания.
Известен турбокомпрессор по патенту RU2202052C2. Этот турбокомпрессор одновальный с колесом турбины, использующей для своего вращения энергию выхлопных газов ДВС и через вал колесо турбины приводит во вращение колесо компрессора. Воздействие лопаток колеса компрессора увеличивает давление надуваемого воздуха.
Недостатком этого турбокомпрессора является ограниченность давления надуваемого воздуха.
Известны турбокомпрессоры по патентам D2 US 2007130944 А1, имеющие соосную конструкцию роторов.
Известна также соосная конструкция винтов самолетов ТУ-95, АН-22, винты вращаются навстречу друг другу, это позволяет более полно использовать мощность двигателей и увеличить характеристики самолетов.
С целью улучшения характеристик турбокомпрессора и более полного использования энергии выхлопных газов для повышения давления наддуваемого воздуха предлагается соосная конструкция турбокомпрессора с вращением роторов в противоположенных направлениях, выхлопные газы ДВС поступают под минимальным углом и плоскости вращения первого турбинного колеса, в серповидном профиле ее лопаток выхлопные газы изменяют направление своего движения почти на 180°, затем воздействует на лопатки с серповидным профилем следующего турбинного колеса, в профиле лопаток вновь изменяют направление своего движения почти на 180°, для использования воздействия центробежных сил на выхлопные газы лопатки турбинных колес имеют криволинейный изгиб против направления вращения турбинных колес, для повышения давления наддуваемого воздуха лопатки компрессорных колес имеют криволинейный изгиб по направлению вращения компрессорных колес.
На фиг.1 изображен общий вид ТКР ДВС, на фиг.2 - наклон лопаток компрессорного колеса трубчатого вала, на фиг.3 - наклон лопаток турбинного колеса трубчатого вала, на фиг.4 - наклон лопаток компрессорного колеса внутреннего вала, на фиг.5 - наклон лопаток турбинного колеса внутреннего вала.
Для улучшения характеристик турбокомпрессора предлагается соосная конструкция турбокомпрессора с вращением роторов навстречу друг другу аналогично винтам самолетов ТУ-95, АН-22.
Многоступенчатый турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания состоит из корпуса 1, корпуса турбинных колес 2, корпуса компрессорных колес 3. Корпуса 1, 2, 3 и их составные части соединены между собой стяжными хомутами 4 с внутренним треугольным профилем, центрация корпусов 1, 2, 3 и их составных частей производится кольцевыми выступами 5, которые входят в соответствующие им выточки. В корпусах 1, 2, 3, установлены соосно валы роторов ТКР, вал 6 выполнен полым, внутри него расположен вал 7. Вал 6, 7 вращаются на подшипниках 8, имеющих на торцах канавки 9, подшипники 8 расположены в соответствующих выточках корпусов 1, 2, 3, смазка (масло из системы смазки ДВС) подается по каналам 10 и сливается по каналам 11. Вал 6 выполнен, как единое целое с колесом турбины 12 и втулок лабиринтного уплотнения 13 с канавками, в которых установлены по 2 и более пружинные кольца 14. Вал 7 выполнен как единое целое с колесом турбины 15 и втулками 16, 17 лабиринтных уплотнений с канавками, в которых установлены по 2 и более пружинные кольца 18. На противоположенном конце вала 6 на шлицах установлены: компрессорное колесо 19 и втулка лабиринтного уплотнения 20, в ее канавках установлены по 2 и более пружинные кольца 14. Компрессорное колесо 18 и втулки 19 на валу 6 закреплены гайкой 21. На шлицевом конце вала 7 установлено компрессорное колесо 22, оно закреплено резьбовой втулкой 23 с направлением резьбы противоположном направлению вращения вала 7. В канавках втулки 23 установлены по 2 и более пружинные кольца 24. Подшипника 8 вала 7 с торцов закрыты фланцами 25, 26. Между корпусом 2 и фланцем 26 установлены регулировочные прокладки 27 для регулировки осевого перемещения вала 7.
Корпус 2 турбинных колес имеет патрубок 28 поступления выхлопных газов из цилиндров ДВС и патрубок 29 для выхода выхлопных газов из корпуса 2.
Корпус 3 компрессорных колес имеет патрубок 30 для поступления воздуха в корпус 3 и патрубок 31 для выхода сжатого воздуха из корпуса 3, подачи воздуха в цилиндры ДВС.
При работе ДВС выхлопные газы поступают в патрубок 28 корпуса 2 турбинных колес, по касательной под небольшим углом к плоскости входа в колесо турбины 12 воздействуют на ее серповидные лопатки, придают вращение колесу турбины 12, в серповидном профиле ее лопаток выхлопные газы изменяют направление своего движения почти на 180°, под небольшим углом к плоскости входа в колесо турбины 15 воздействуют на серповидные лопатки колеса турбины 15, придают колесу турбины 15 вращение в противоположном направлении вращения колеса турбины 12.
Согласно расчетам ГТД изменение направления газов на 180° повышает эффективность использования энергии газов в 2 раза. В серповидном профиле лопаток колеса турбины 15 выхлопные газы вновь изменяют направление своего движения почти на 180° и по патрубку 29 удаляются из корпуса 2 турбинных колес.
Получившее вращение колесо турбины 15 через вал 7 проводит во вращение колесо компрессора 22, лопатки которого при большой окружной скорости засасывают воздух из впускного патрубка 30, затем поток сжатого воздуха приобретает поступательно-вращательное движение, вращающееся в противоположном направлении колесо турбины 12 через вал 6 приводит во вращение компрессорное колесо 18, лопатки которого встречаются с потоком сжатого воздуха, при большой окружной скорости лопаток происходит дополнительное сжатие потока воздуха, возрастает суммарное избыточное давление наддува воздуха в цилиндры ДВС.
Одноступенчатые турбокомпрессоры обеспечивают избыточное давление наддува 0,4÷0,6 кг/см2, многоступенчатый турбокомпрессор с противоположным относительно друг друга направлением вращения соосных роторов может обеспечить давление наддува, равное произведению избыточных давлений каждой ступени, что может достигнуть 1,96÷2,54 кг/см2, это позволит значительно увеличить литровую мощность двигателей внутреннего сгорания, криволинейный изгиб лопаток турбинных и компрессорных колес позволяет более равномерно распределить потоки газов и воздуха по проходным сечениям соответствующих корпусов.
Claims (1)
- Многоступенчатый турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания, имеющий корпус, установленные в нем валы роторов с колесами турбины и компрессора, размещенные в соответствующих корпусах, при этом в трубчатом вале турбокомпрессора дополнительно соосно установлен вал с колесами турбины и компрессора, вращением этого вала в противоположном трубчатому валу направлении, отличающийся тем, что для улучшения характеристик турбокомпрессора, повышения давления надуваемого воздуха в цилиндры ДВС выхлопные газы ДВС поступают под минимальным углом к плоскости вращения первого колеса турбины, в серповидном профиле ее лопаток изменяют направление своего движения почти на 180°, воздействуют на лопатки с серповидным профилем следующего колеса турбины, вновь изменяют направление своего движения почти на 180°, а для использования воздействия центробежных сил на выхлопные газы лопатки турбинных колес имеют криволинейный изгиб против направления вращения турбинных колес, для повышения давления наддуваемого воздуха лопатки компрессорных колес имеют криволинейный изгиб по направлению вращения компрессорных колес.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021104028U RU206267U1 (ru) | 2021-02-16 | 2021-02-16 | Многоступенчатый турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021104028U RU206267U1 (ru) | 2021-02-16 | 2021-02-16 | Многоступенчатый турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU206267U1 true RU206267U1 (ru) | 2021-09-02 |
Family
ID=77663320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021104028U RU206267U1 (ru) | 2021-02-16 | 2021-02-16 | Многоступенчатый турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU206267U1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2213234C2 (ru) * | 2001-12-26 | 2003-09-27 | Камский политехнический институт | Турбонаддувный двигатель внутреннего сгорания |
US20060123786A1 (en) * | 2003-05-15 | 2006-06-15 | Volvo Lastvagnar Ab | Turbo compressor system for internal combustion engine comprising two serially placed turbo units with their rotation axes essentially concentric |
WO2012016712A1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Caterpillar Motoren Gmbh & Co. Kg | Two-stage turbocharged engine |
US8857178B2 (en) * | 2011-06-28 | 2014-10-14 | Caterpillar Inc. | Nozzled turbocharger turbine and associated engine and method |
RU149938U1 (ru) * | 2013-02-15 | 2015-01-27 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Многокаскадный турбонагнетатель (варианты) |
RU2014138905A (ru) * | 2014-09-25 | 2016-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Двигатель внутреннего сгорания Габбасова |
-
2021
- 2021-02-16 RU RU2021104028U patent/RU206267U1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2213234C2 (ru) * | 2001-12-26 | 2003-09-27 | Камский политехнический институт | Турбонаддувный двигатель внутреннего сгорания |
US20060123786A1 (en) * | 2003-05-15 | 2006-06-15 | Volvo Lastvagnar Ab | Turbo compressor system for internal combustion engine comprising two serially placed turbo units with their rotation axes essentially concentric |
WO2012016712A1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Caterpillar Motoren Gmbh & Co. Kg | Two-stage turbocharged engine |
US8857178B2 (en) * | 2011-06-28 | 2014-10-14 | Caterpillar Inc. | Nozzled turbocharger turbine and associated engine and method |
RU149938U1 (ru) * | 2013-02-15 | 2015-01-27 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Многокаскадный турбонагнетатель (варианты) |
US9500198B2 (en) * | 2013-02-15 | 2016-11-22 | Ford Global Technologies, Llc | Multiple spool turbocharger |
RU2014138905A (ru) * | 2014-09-25 | 2016-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Двигатель внутреннего сгорания Габбасова |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2472026C2 (ru) | Газотурбинный двигатель с вентиляторами противоположного вращения, имеющий шнековый газогенератор с положительным смещением осевого потока | |
MXPA06010052A (es) | Calzas interiores de carcasa de proteccion para turbina de gas. | |
KR102037077B1 (ko) | 회전기계 | |
US10309222B2 (en) | Revolving outer body rotary vane compressor or expander | |
US7314035B2 (en) | Rotary vane engine and thermodynamic cycle | |
CN109312657A (zh) | 涡轮增压器 | |
RU206267U1 (ru) | Многоступенчатый турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания | |
RU2290543C2 (ru) | Турбокомпрессор | |
US7681397B2 (en) | Heat engine | |
WO2016201567A1 (en) | Compound cycle engine | |
CN105298633A (zh) | 一种可调式废气涡轮增压器 | |
RU129996U1 (ru) | Турбокомпрессор регулируемый для наддува двигателей внутреннего сгорания | |
US8539936B2 (en) | Supercharger rotor shaft seal pressure equalization | |
CN108431371B (zh) | 涡轮增压器压缩机和方法 | |
CN114278611A (zh) | 一种涡轮增压器压气机可调导叶结构及控制方法 | |
JP4448854B2 (ja) | ラジアルタイプのコンプレッサからなるとともに後退翼を有するインペラを備えた内燃エンジンのためのターボコンプレッサシステム | |
CN111396197A (zh) | 一种燃气轮机空气分离器 | |
CN101469635A (zh) | 一种涡轮增压器 | |
CN108431385B (zh) | 涡轮增压器压缩机和方法 | |
RU2302558C1 (ru) | Компрессор газотурбинного двигателя | |
CN210440211U (zh) | 一种可作为动力补偿设备的滑片式动力和空气压缩机 | |
CN112780400B (zh) | 航空活塞发动机高空功率恢复专用增压器 | |
RU202366U1 (ru) | Газотурбинный двигатель Стурова с вращением соосных роторов в противоположных направлениях | |
CN113167274B (zh) | 旋转式压缩机构、旋转式压缩机和旋转式发动机 | |
CN219176439U (zh) | 一种用于x转子发动机的机械增压*** |