SU1055344A3 - Силова установка - Google Patents

Силова установка Download PDF

Info

Publication number
SU1055344A3
SU1055344A3 SU762346053A SU2346053A SU1055344A3 SU 1055344 A3 SU1055344 A3 SU 1055344A3 SU 762346053 A SU762346053 A SU 762346053A SU 2346053 A SU2346053 A SU 2346053A SU 1055344 A3 SU1055344 A3 SU 1055344A3
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
engine
air
compressor
temperature
cooler
Prior art date
Application number
SU762346053A
Other languages
English (en)
Inventor
Мельшиор Жан
Андре Тьерри
Original Assignee
Эта Франсэ Репрезанте Пар Ле Делеге Министерьель Пур Лъармеман (Фирма)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эта Франсэ Репрезанте Пар Ле Делеге Министерьель Пур Лъармеман (Фирма) filed Critical Эта Франсэ Репрезанте Пар Ле Делеге Министерьель Пур Лъармеман (Фирма)
Application granted granted Critical
Publication of SU1055344A3 publication Critical patent/SU1055344A3/ru

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/16Control of the pumps by bypassing charging air
    • F02B37/164Control of the pumps by bypassing charging air the bypassed air being used in an auxiliary apparatus, e.g. in an air turbine
    • F02B37/166Control of the pumps by bypassing charging air the bypassed air being used in an auxiliary apparatus, e.g. in an air turbine the auxiliary apparatus being a combustion chamber, e.g. upstream of turbine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0412Multiple heat exchangers arranged in parallel or in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0418Layout of the intake air cooling or coolant circuit the intake air cooler having a bypass or multiple flow paths within the heat exchanger to vary the effective heat transfer surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F02B37/11Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump driven by other drive at starting only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/12Drives characterised by use of couplings or clutches therein
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

1. СИЛОВАЯ УСТАНОВКА, содержаща  двигатель внутреннего сгорани  с турбокомпрессором, компрессор которого подключен к ресиверу двигател  через воздуховод, а турбина через дополнительную камеру сгорани  сообщена с выхлопным коллектором двигател  и с посто нно открытым каналом перепуска сжатого воздуха из воздуховода, и газовоздушный теплообменник , омьгоаемый отработавшими газами, отличающа с  тем, что, с целью повышени  экономичности , газовоздушный теплообменник установлен в воздуховоде между компрессором и каналом перепуска сжатого воздуха..

Description

2. Установка по п. 1, о т лишающа  -с   тем, что в воздуховоде ме щу каналом перепуска и ресивером двигател  установлен воздухоохладитель .
3. Установка по пп. 1 и 2, о т личающа с  тем, что ресивер и выхлопной коллектор двигател  соединены между собой при помощи перепускной трубы дл  выпуска воздуха при неработаннцем двигателе.
Изобретение относитс  к TpairtcnopTному машийостроению, а именно к силовым установкам,содержапцад двигатель внутреннего сгорани  с надаувом.
Известна силова  установка, содер- 5 жаща  двигатель внутреннего сгорани  с турбокомпрессором, компрессор которого подключен к ресиверу через воздуховод , а Фурбина через дополнительную камеру сгорани  сообщена с выхлоп 0 ным коллектором двигател  и с посто нно открытым каналом перепуска сжато го воздуха из воздуховода, и газовоздушный теплообменник, омываемый отработавшими газами.15
В известной установке газовоздушый теплообменникiустановлен в посто нно откатом канале перепуска сжатого воздуха. Это позвол ет за- глушить шум выхлопа и Утшщзиро- 20 вать тепло отработавших газов и тем самым уменьшить подачу топлива в доПолнительнзгю камеру сгорани  на режиах холостого хода двигател  и маых нагрузок 1) .25
Однако с понижением степени сжати  двигател  и повышением давлени  наддува эффективность подогрева возуха при таком расположении теплооб енника снижаетс , в результате че- зо Ро снижаетс  вли ние у гшшзации теп- а отработавших газов на экономичность установки.
Кроме того, установка должна быть снабжена исполнительным и регулировечным устройствами, которые отключают устройства дл  охла здени  воздуха при з апуске и работе на малых оборотах, а также согласовывают стеJC Л
пень охлаждени  воздуха с частотой вращени  вала двигател  и давлением наддува.
Цель изобретени  - повышение экономичности установки.
; Поставленна  цель достигаетс  тем, что в силовой установке, содержащей двигатель внутреннего сгорани  с турбокомпрессором, компрессор которого подключен к ресиверу двигател  через воздуховод, а турбина через дополнительную камеру сгорани  сообщена с ш хлопным коллектором двигател  не посто нно открытым каналом перепуска сжатого воздуха из воздуховода, и газовоздушный теплообменник , омываемый отработавшими газами, газовоздушный теплообменник установлен в воздуховоде между компрессором и каналом перепуска сжатого воздуха.
В воздуховоде между каналом перепуска и ресивером двигат.еЛ  установлен воздухоохладитель
Ресивер и вьпшопной коллектор двигател  соединены между собой при Помощи перепускной трубы дл  выпуска воздуха при неработающем двигателе .
На фиг. I приведена принципиальна  схема установки, в которой показаны основные блоки двигател ; на фиг. 2- зависимость изменени  температуры в газовоздушном тракте даигател  по фиг. ; на фиг. 3- схематическа  диаграмма, иллюстрирующа  трудность согласовани  характеристики компрессора с нижней частью характеристики двигател , т.е. в зон работы компрессора с малой степенью повьш1ени  давлени  и с малым расходом топлива в двигателе, а также Улучшение, достигаемое благодар  данному изобретению.
Двигатель 1 внутреннего сгорани  рассчитан на работу с переменными режимами при четырех зна ени х скорости поршн  и степени сжати  двенадцат Известно, что такой двигатель не может быть запущен без наддува обычными средствами. Турбокомпрессор дл  наддува двигател  включает компрессор 2 и турбину 3, соединенные валом 4. Пусковой двигатель 5 св зан с валом 4 тур бокомпрессора с помощью муфты 6 и приводит во вращение компрессор. Ком прессор 2 рассчитан на степень повышени  давлени  предпочтительно больше шести. Дл  обеспечени  этого компрессор может быть сверхзвуковым, мо ноблочШ)М, одноступенчатым или многоступенчатым , а также двухблочным с промежуточным охлаждением или без нега. Воздуховод 7 св зывает компрессор 2 с ресивером 8 двигател  . Канал 9 перепуска сзкг1тбго воздуха из воздуховода св зан с дополнительной кам рой сгорани  10. В воздуховоде между компрессором и каналом 9 установлен газовоздуйный теплообменник 11, а между каналом 9 и ресивером 8 воздухоохладитель 12. Канал 9 посто нно открыт и снабжен дросселирукнцнм устройством 13, представл кнцим собой участок с постепенно измен ющимс  проходнвш сечением, управление которым осуществл етс  автоматически в зависимости от разности давлений на выходе из компрессора и на входе в турбину. Предста.вленное схематически на фиг, 1 дросселирук цее устройство не  вл етс  единств енным, возможным вариантом его выполнени . Турбина 3 турбокомпрессора через дополнительную камеру сгорани Ю сообщена с выхлопным коллектором 14 двигател  1 и с каналом 9 перепуска Возду хоохладитель 12 выполнен с охлаждением атмосферным воздухом, ко торый подаетс  вентил тором 15 с при водом от двигател  через редуктор 16. Передаточное отношение редуктора устанавливаетс  исполнительным устройством 17, например электрическим чувствительным к одному или нескольким параметрам работы двигател , такими как температура и/или дав ление в ресивере 8, измер емыми при помонш датчика 18. Воздухоохладитель может быть также с охлаждением водой из системы охлаждени  двигател  и регулирование температуры охлажденного воздуха может достигатьс  регулированием расхода воды через возj yxo охладитель. 1 44 Выхлоп турбины св зан с атмосферой через теплообменник 11 и выхлопное устройство 19. Ресивер 8 и выхлопной коллектор 14 двигател  могут быть соединены между собой при помощи перепускной трубы 20 дл  выпуска воздуха при неработающем двигателе. В трубе 20 может быть установлен вентиль 21 с ручным или автоматическим управлением . На входе в компрессор может быть установлен дополнительный датчик 22 давлени . Предлагаема  установка работает следующим образов. Перед запуском двигатель 1 не работает . Производ т запуск турбокомпрессора с помощью шнекового двигател  5 ив то же врем  начинают подачу топлива в дополнительную камеру сгорани  10. Количество топлива, впрыскиваемого в камеру 10, может регулироватьс  автоматически в зависимости от расхода перепускаемого воздуха . После того, как турбокомпрессор вь нел на нормальный режим, в камеру 10 поступает максимальное количество топлива, воздух на выходе из теплообменника 11 находитс  под давлением и прогрет до высокой температуры , в рассмотренном вьипе случае пор дка 200®С. Этой температуры достаточно, чтобы позволить осуществить запуск двигател  1 с помощр иускового мотора {ие показан). Щда этом sesiissrхоохла итель 12, не участву  в реботе , представл ет собой эл«мейт тепловой инерщри, котора  может :быть достаточной, чтобы в холодный период воздух, поступающий в ресивер 8 двигател , охлаждалс  до точки , -при которой невозможен его запуск . В варианте осуществлени  изобретени , представленном на фиг., дл  устранеш1  этого- недостатка МОШ1О использовать перепад давлений, создавае1иий дросселирукнцим устройством 13. Дл  этого предусмотрена перепускна  труба 20, имеюща  небольшой вгиутренний диаметр, причем в ней .имеетс  сужакипщйс  участок с ручным или автоматическим вентилем 21 . Часть разогретого воздуха, , поступшощвго. из теплообменника II, циркулирует через воздухоохладитель 12, ресивер 8, выхлопной коллектор 14 и разогревает теплообменник. В результате этого запуск становитс  возможным через несколько секунд ПО ;сле того, как турбокомпрессор вышел на полный рабочий режим. После запуска двигател  вентиль 21 закрывают либо вручную, либо автоматически (например, за счет повышени  давлени  масла в циркул ционной смазочной системе мотора). Точно также во врем  работы с пониженнь числом оборотов воздухоохладителе 12 остаетс  отключенным (мож но предусмотреть исполннтельное уст . ройство 17, которое не включает в рабочее состо ние вентил тор 15, по ка не будет достигнуто заранее заданное значение давлени ). Подача топлива, впрыскиваемого в дополнительную камеру 10, поддерживаетс  на таком уровне что давленне наддува двигател  оказываетс  вьше некоторого порогового или базового .значени , ниже которого в цилиндрах двигател  при сжатии не происходит самовоспламенени . Это базовое знд чение , очевидно, должно быть больше , чем величина(««л. . После включени  двигател  | под нап грузку расход топлива, впрыскиваемого в цилиндры, возрастает и, соотв етственно, количество, топлив а, впрыскиваемого в дополнительную камеру сгорани , уменьшаетс , пока не станет достаточным дл  поддерж 1ни  устойчивого пламени которое существует даже тогда,когда двйгЬте ь р ботае в номинальной рабочей точке. По мере возрастани  нагрузки вступает в работу вариатор скорости обеспечивающий при заданной скороети двигател  нужную скорость венти  тора . Если производитс  отключение двигател  п;ри его работе на полной скорости (например, при крутом спуске С торможением), соответствзпощие рабочие точки компрессора и двигател  смещаютс  по характеристике }{ и С (фиг. 3) к началу а в камеру сгорани  подаетс  значительное количество топлива дл  пода ержани  давлени  наддува минимально необходимым, чтобы позволить, осуществл ть самовоспла менение и обеспечивать удовлетворительный перепуск сцелью сжигани  топлива, впрыскиваемого в дополнительную камеру. Одновременно -включаетс  в работу устройство I7 с целью уменьшени  до минимума передаточного отношени  в редукторе 16 вентил тора 15 или останавливает, его. Вли нне теплообменника 1 на расход топлива в дополнительной камере сгорани  аналогивдо регенерации р газотурбинных установках и его эффект по снений не. требует. При использованин компрессора 2 в режиме с перепуском небольшого количества воздуха при невысоком отношении давлений (например, 2) и при адиабатическом КГЩ 0,75 удаетс  снизить расход топлива в дополнительной камере сгорани  приблизительно вдвое, причем коэффициент полезного действи  теплообменника не превьш1ает.60%. Наличие теплообменника позвол ет , кроме того, в значительной мере устранить проблему поддержани  температуры воздзпса на уровне, обеспечивающем самовоспламенение в цилиндрах двигател . Преимущества предлагаемого уст-/ ройства иллюстрируютс  при помощи фиг. 2, где показана зависимость тем пературы в различных точках двигатей  в зависимости от отношени  давлени  в компрессоре (Р - давление на &ходе в компрессор, т.е« фактически, атмосферное давленне, а Pg. - давление на выходе из компрессора ) . Кривые, приведенные на фиг. 2, показывают температуру Т воздуха на вькод е из компрессора (штрих-пунктир); температуру Ту воздуха на выходе из теплообменника (прерьшиста  черта); температуру газов Щ на выходе из турбины и на входе в теплообменник (сплошна  черта). Эти кривые соот (ветствуют температуре окружающего воздуха с,политропным КПД 0,80 дл  турбины и компрессора и относительной потерей мощности между компрессором и турбиной 10% (что определ етс  дросселирующим устройством }З). Крива  т|, отражающа  вли ние отношени  давлений, соответствует коэффициенту полезного действи  воздухоохладител  12, равному 0,8 (этот коэффициент определ етс  как отношение разницы температуры воздуха на входе и выходе к разнице . между температурой газа на входе и температурой воздуха на входе). Обеспечение эффективности, равной Oi8, вызывает значительные затруд нени . Поскольку в распор жении имеетс  ограниченный объем, результаты анализа не измен тс  и при менее высокой эффективности, напр1шер от 0,5 до 0,6. Счита  эффективность воздухоохладител  посто нной, можно убедитьс , что температура воздуха, выход щего из теплообменника I1 и поступакицего в воздухоохладитель 12, очень мало измен етс  при изменении количества дополнительного ввода топлива . Эта температура не зависит от ск рости вращени  двигател  при посто . нной мощности и, как следствие,, от наличи  перепуска. Т измен етс  примерно в пределах 185-215 с по мер изменени  отношени  давлений, причем в то же врем  расход воздуха через компрессор измен етс  с 1,5 до 7. . Точно, также видны изменени  темI пературы возду а на выходе из компрессора в той- же области отношений давлений, в котором температура воз росла приблизительно с 10 до . Из графика видно, что разогрев, создаваемый теплообменником 12, сосредотачиваетс  в области низких значений давлени  наддува, т.е..когда двигатель нуждаетс  в подогреве воздуха, дп  обеспечени  самовоспламенени  топлива, и когда значительное количество тепловой энергии долж но быть введено за счет выхлопных газов мотора в воздух, чтобы обеспечить работу турбокомпрессорной группы в автономном режиме. В зоне малых значений подачи топлива экoнo вi  топлива оказываетс  весьма высокой, так как, происходит увеличение температуры вьослопных газов двигател  по сравнени1р с температурой воздзгха а также воздух, направл емый в дополнительную камеру сгорани  10, ока зываетс  уже нагретым в теплообменнике П. Напротив дол  переноса тепла от газовой турбины к воздуху уменьшаетс  по мере того, как возрастает по дача топлива, .Хкогда дл  двигател  отсутствует необходимость в разогреве вводимого воздуха и когда выхлопные .газы двигател  располагают
меньших размеров, так как дл  двигател  с такими св з ми теплообменник 12 работает уже не в режиме доэнергией , котора  достаточна дл  поддержани  режима работы турбины. Предлагаема  система  вл етс  саморегулирующейс  в том сьшсле, что температура воздуха на выходе из воздухаохладител  I2 измен етс  значительно меньше, чем температура воздуха на входе. У |тёш1ообменника с меньшей эффективностш крива  от Р« /R проходит круче, завис ща  кривую Tg: , В каждом слупересека  чае необходимо определ ть Наиболее экономичное соотношение между объемеА Теплообменника, от которого зависит экономичность, и количеством тепла, полученного при регенерации. При работе с малым отношением давлений и небольшим расходом воздуха, т.е. при пониженном числе оборотов двигател , редуктор, обеспечивающий передаточное отношение, регулируетс  на основе управл ющих сигналов датчика 18 и/шш датчика 22 и обеспечивает минимальное охлаждение, иногда даже за счет остановки вентил тора 15 (в том случае, если он независим и не служит дл  охлаждени  двигател ). Напротив, по мере увеличени  отношени  давлений при нагрузке двигател  включаетс  в работу воздушное охлаждшощее устройство . Оно температуру вводимого двигател  воздуха до значени , обеспечивающего хорошее заполнение , но не охлажда  воздух, подаваемЕЛй в доложштельную камеру сг.орани . Кривые фиг. 2, соответствующие установке, компрессор которой имеет КПД 0,8, т.е. относительно высокое значение КПД, позвол ют увидеть и другое-преимущество данного изобретени  при работе на повышенной мощно сти вблизи точки номинальной мощности . На двигател х классического типа , -имекнцих воздушюе охлаждение воздуха на входе в двигатель, воздухоохладитель должен иметь габариты и производательностьв зависимости от максимальной отводш4ой теаповой энергии, Соответствующей максималь-, ной Ш1ЩНОСТИ двигател . Установка, представленна  на фиг. I, может включать охлаждакщее устройство меньшей производительности и, конечно, же полнительно охлаждающего устройства По существу на фиг, 2 можно видеть, что тe mepaтypa Тл отход щих газов турбины становитс  ниже температуры Т2 воздуха на выходе из компрессора 2 после того, как достигнуто отношение давлений, равное приблизитель , но шести. Роль теплообменника 12 становитс  все более заметной по ме ре возрастани  отношени  давлений. Это преимущество не может быть сведено на нет за счет того, что воздух, поступающий в камерусгорани  10, подвергаетс  одновременному охлаждению в .теплообменник II, при работе двигател  с большой мощног CTbio, так как в этом случае располагаемой энергии выхлопных газов двигател  достаточно дл  поддержани  работы турбины без сжигани  топ лива в камере 10. Если КПД компрессора меньше (например 0,75), те ература на выходе из турбины может оставатьс  вьш1е температуры воздуха на вьпсоде из ко прессора практически при всех режимах работы двигател , однако зто не исключает всех других преимздцеств этой схемы, ; Наличие теплообменника М решает проблему, возникающую в том случае, когда двигатель внутреннего сгорани I выполнен поршневым (в особенности четырехскоростным). Эта рроблема  сна из фиг. 3, где представлено из менение потребЛ1 емого двигателем во духа (крива  М)й количе с гвом воздуха , проход щим через компрессор (кр ва  с), в зависимости от отношени  давлений. , Средства ввода дополЕнительного ввода топлива подбираютс  таЛ, чтоб они могли работать в сочетании с двигателем-1, когда он работает в режиме номинальной мощности (Pff на фиг. З). Работа в таком сочетании требует, чтобы компрессор 2 помимо воздуха дл  двигател  давал некоторое избыточное количество воздуха пор дка 5-15%, которое предназначено: поддерживать точно установленный перепад давлени  между выходом компрессора и входом турбины 3; подавать воздух дл  дожигани  в дополнительной камере сгорани  10; обеспечить охлаждение разогретьгх частей мотора путем циркул ции воздуха; создавать необходимую зону за паса с учетом колебаний условий окружающей температуры и режима работы .Если температура воздуха, всасываемого двигателем, поддерживаетс  фактически на посто нном уровне, то крива  зависимости расхода воздуха Гцавление перед двигателем) представл ет собой, при посто нной скорости пр мую, проход щую через начало. На фиг. 3 сплошной линией показана крива  М, соответствующа  максимальной скорости двигател  1 (например , 2500 оборотов в минуту) при тем пературе воздуха . Напротив, рабоча  точка турбокомпрессора смещаетс  (как в случае газовой турбины) на кривую С, вогнутость которой обращена к оси давле- , НИИ вблизи линии помпажа (обозначена смешанной чертой) дл  получени  повьш1енной производительности, причем она проходит через точку номинального совместимого режима Р, котора  соответствует номинальному давлению и расходу воздуха на 5-15%, превышающему количество, потребл емое двигателем , а также через точку, соответствук цую и Pj /Р 1. Линии С и М об зательно пересекаютс  при отношении давлений ff,, . Если давление наддува снижаетс  ниже этого значени  И, то направление циркул ции , в канале измен етс  на обратное , дополнительна  камера перестает действовать и потери мощности ерёстают быть определенной и удобной дл  контролировани . После прекращени  действи  дополнительной камеры оказьшаетс  невозможным обеспечить разгон двигател . Решение, устран ющееупом нутый риск, состоит в том, что управл ть расходом топлива, поступающего в дополнительную камеру сгорани , чтобы за счет дополнительного ввода топлива исключить снижешГе до уровн  1 . Но такое решение ведет к чрезмерному расходованию топлива при снижении частоты вращени , когда поддержание значени  lii при самовоспламенении от сжати  в двигателе 1. Наличие теплообменника 11 в воздушном потоке, поступающем в двигатель I, обеспечивает такое решение названной проблемы, которое не созает какого-либо противоположного эффекта на установках, не имеющих пойто нно открытого канала, перепуска сжатого воздуха, что ограничивает расход воздуха мотором при малой мощ ности и что св зано с  влением, которое можно назвать тепловой задержкой . Такое ограничение не вызывает никаких отрицательных последствий дл  двигател , так как достаточным оказываетс  часть воздуха, поступающего из компрессора, чтобы кислорода хватило дл  сжигани  небольшого количества топлива, вводимого в дополнительную камеру в рабочих услови х . Из фиг. 2 видно, что при малой мощности в функциональных зонах, где теплопередача между выхлопными газами и вводимым воздухом велика, мож но температуру воздуха, вводимого в двигатель, поддерживать по меньшей мере равной при исключении действи  воздухоохладител  (в то же врем  при нагрузке стрем тс  поддерживать температуру воздуха, поступающего в двигатель, на значительно меньшем уровне, например пор дка у двигател  со степенью сжати  - 9). Теплова  эффективность в рабочей зонев результате уменьшение объемного расхода воздуха соответствует отношению: 100-4-273 0,8 дл  окружающей темпер 185+273 туры - 20 С. Практически,, воздействие теплооб менника 11 вызывает деформацию нижней части кривой Рцц, причем участок близкий к началу, приближаетс  к ли нии М, соответствующей температуре воздуха С на входе в двигатель. Точка пересечени  с характеристикой С также находитс  заметно ниже. Эта точка соответствует температуре 185 на входе в двигатель, соответ ствует значению « пор дка 1,2, а не 1,5. Таким образом, одновременно удаетс  достичь два положительных результата: экономитс  топливо при малой мощности, можно иметь стартер дл  двигател  уменьшенной мош;ности и уменьшенных размеров. В типичном случае дизель-мотор н 800 л.с., 2500 об/мин, с компрессором , имеющим номинальное давление сжати  4,8, и изоэнтропный КПД 0,75 сжигание топлива в дополнительной камере по мере снижени  оборотов сн . жаетс  от отношени  2,4 до 1 (1,91 за счет разогрева в теплообменнике, работающим на регенератор с эффективностью 0,6 и 1,25 за счет тепловой задержки). Если речь идет о двухтактном двигателе, характеристика М (при посто нной скорости и посто нной температуре вход щего воздуха) не проходит через начало. По существу пропускаемое количество воздуха сводитс  к нулю, если отношение Р./Р становитс  равным I. Проблемы согласовани  при низкой мощности или низкого согласовани  не существует, но остаютс  другие преимущества данного изобретени , такие, о которых речь шла выше. Температура воздуха, поступающего из регенератора, измен етс  мало в зависимости от отношени  давлений Рл /Рц . Эта температурка, например, несколько ниже дл  случа , показ а;шо го на (г. 2, когда температура окружающего воздуха равна - 20 С. Эта температура будет несколько ниже 300 С, если температура окружаю .щего воздуха равна +40 С. Эта температура будет более высеве ой в том случае , если компрессор установки имеет изоэнтропный КПД более низкий (например , 0,75 вместо 0,8). При снижении оборотов и при малой мощности этот воздух может быть введен в дви гатель без охлаждени . При нормальном режиме, наоборот, температура воздуха должна поддерживатьс  на менее высоком уровне, например дл  двигател , степевь сжати  которого равна 9. Ниже дано описание способа регулировани  воздухоохладител  12, позвол ющего получить названный результат . Теплова  энерги  Q у, , отводима  в воздухоохладителе, проиорциональ- на пР2(Т2-Тл), где п - скорость мотора .. Если предположить, что Tj ос- . таетс  приблизительно равной 200 С, ai температура Тз должна быть доведена до 100°С, то энерги  пропорциональна1 скорости п и давлению наддува Рп. Таким образом, достаточно в воздухоохладителе получить эффект тивность, пропорциональную скорости, а также сигналу, имеющему линейную зависимость от давлени  Р.. Таким образом, в йредлагаемой установке теплообменник функционирует как нагреватель воздуха при 131 на малых оборотах (что соответстйует .малым значени м давлени  наДдува и необходимости подогрева воздуха, по даваемого в двигатель с целью получени  самовоспламенени ) и, напротив , как охлаждающее устройство дл  воздуха, подаваемого в двигатель при повышенных оборотах когда темпера- тура газа, поступающего из турбины
Темр.()
т44 ниже, чем температура воздуха,поступающего из компрессора. Изобретение позвол ет за счет операции , которую можно приравн ть к тепловой задержке ввода знергии в двигатель , поддерживать совместную работу компрессора и двигател  вплоть до небольших значений давлени  наддува .
200
100
J
6 7 PilPz
гЛ
0.51
Фи1.3
PC
w f(

Claims (3)

1. СИЛОВАЯ УСТАНОВКА, содержащая двигатель внутреннего сгорания с турбокомпрессором, компрессор которого подключен к ресиверу двигателя через воздуховод, а турбина через дополнительную камеру сгорания сообщена с выхлопным коллектором двигателя и с постоянно открытым каналом перепуска сжатого воздуха из воздуховода, и газовоздушный теплообменник, омываемый отработавшими газами, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, газовоздушный теплообменник установлен в воздуховоде между компрессором и каналом перепуска сжатоSU mil 055344 >
2. Установка по п. lt о т дичающ ая -с я тем, что в воздуховоде между каналом перепуска и ресивером двигателя установлен воздухоохладитель.
' 3. Установка по пп. 1 и 2, о т личающаяся тем, что ресивер и выхлопной коллектор двигатёля соединены между собой при помощи перепускной трубы для выпуска воздуха . при неработающем двигателе.
SU762346053A 1975-04-24 1976-04-23 Силова установка SU1055344A3 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7512744A FR2308785A1 (fr) 1975-04-24 1975-04-24 Perfectionnements aux installations motrices comportant un moteur a combustion interne suralimente

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1055344A3 true SU1055344A3 (ru) 1983-11-15

Family

ID=9154408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762346053A SU1055344A3 (ru) 1975-04-24 1976-04-23 Силова установка

Country Status (19)

Country Link
US (1) US4077219A (ru)
JP (1) JPS51130717A (ru)
BE (1) BE841066A (ru)
BR (1) BR7602511A (ru)
CA (1) CA1036373A (ru)
CH (1) CH603997A5 (ru)
DD (1) DD124125A5 (ru)
DE (1) DE2617708C3 (ru)
DK (1) DK150943C (ru)
ES (1) ES447322A1 (ru)
FR (1) FR2308785A1 (ru)
GB (1) GB1534576A (ru)
IN (1) IN147331B (ru)
IT (1) IT1060013B (ru)
NL (1) NL169098C (ru)
NO (1) NO145109C (ru)
SE (1) SE425016B (ru)
SU (1) SU1055344A3 (ru)
ZA (1) ZA762422B (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2539930C2 (ru) * 2009-11-27 2015-01-27 Нуово Пиньоне С.п.А. Способ управления режимом работы газовой турбины на основе температуры выхлопного газа и газовая турбина
RU2539941C2 (ru) * 2009-11-27 2015-01-27 Нуово Пиньоне С.п.А. Способ и устройство для управления турбиной на основе зависимости температуры выхлопного газа от коэффициента давления турбины
RU2542617C2 (ru) * 2009-11-27 2015-02-20 Нуово Пиньоне С.п.А Порог на основе температуры выхлопного газа для способа управления турбиной и турбина
RU2617314C2 (ru) * 2012-08-20 2017-04-24 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Способ управления охлаждением наддувочного воздуха

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4230075A (en) * 1978-12-26 1980-10-28 Purification Sciences Inc. Internal combustion engine
FR2490724B1 (fr) * 1980-09-19 1985-10-25 Melchior Jean Perfectionnements aux moteurs a combustion interne fortement suralimentes et equipes d'un systeme de refroidissement par air et aux systemes de refroidissement pour de tels moteurs
US4483150A (en) * 1983-02-28 1984-11-20 Societe Pour Le Developpement De La Suralimentation Hyperbar Supercharged internal combustion engines provided with a cooling system
JPH01152019U (ru) * 1988-04-11 1989-10-19
DE3909932A1 (de) * 1989-03-25 1990-09-27 Daimler Benz Ag Verfahren zur regeneration eines in der abgasleitung einer aufgeladenen brennkraftmaschine angeordneten partikelfilters
US5036668A (en) * 1990-07-03 1991-08-06 Allied-Signal Inc. Engine intake temperature control system
DE4101708C2 (de) * 1991-01-22 1994-12-08 Man Nutzfahrzeuge Ag Brennkraftmaschine mit zweistufiger Ladeluftkühlung
US5724813A (en) * 1996-01-26 1998-03-10 Caterpillar Inc. Compressor by-pass and valving for a turbocharger
US6752125B2 (en) * 2001-12-19 2004-06-22 Caterpillar Inc Method and apparatus for controlling an engine
DE102004018037A1 (de) * 2004-04-08 2005-10-27 Behr Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Kühlen von Abgas eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs sowie Wärmeübertrager
US7454896B2 (en) * 2005-02-23 2008-11-25 Emp Advanced Development, Llc Thermal management system for a vehicle
US7267086B2 (en) * 2005-02-23 2007-09-11 Emp Advanced Development, Llc Thermal management system and method for a heat producing system
FI119117B (fi) * 2005-06-02 2008-07-31 Waertsilae Finland Oy Menetelmä ja järjestely turboahdetun mäntämoottorin yhteydessä
US8082736B2 (en) * 2006-01-04 2011-12-27 Cummins Inc. Temperature determination technique for a turbocharger
FR2900455B1 (fr) * 2006-04-26 2008-07-04 Valeo Sys Controle Moteur Sas Vanne a deux papillons actionnes par un moteur commun
US20100218916A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Ford Global Technolgies, Llc Plug-in hybrid electric vehicle secondary cooling system
US8468822B1 (en) * 2010-12-07 2013-06-25 Rix E. Evans Charge preparation system for internal combustion engines
JP5618009B2 (ja) * 2011-08-31 2014-11-05 株式会社豊田自動織機 廃熱利用装置
US10815930B2 (en) 2016-05-18 2020-10-27 Kyrdyn Internal combustion engine and a method for enhancing the yield of an internal combustion engine
CN115875125A (zh) * 2022-12-25 2023-03-31 哈尔滨工程大学 电动机解耦式电辅助涡轮增压器及其与发动机的匹配方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2633698A (en) * 1948-02-05 1953-04-07 Nettel Frederick Turbosupercharger means to heat intake of compression-ignition engine for starting
US2848866A (en) * 1953-09-01 1958-08-26 Geislinger Leonhard Arrangement for transmitting the power output of combustion engines to the wheels of a vehicle or the like
US3103780A (en) * 1960-08-11 1963-09-17 British Internal Combust Eng Turbocharged internal combustion engines
US3096615A (en) * 1961-09-21 1963-07-09 Caterpillar Tractor Co Turbocharger system for internal combustion engines
FR1475778A (fr) * 1966-02-03 1967-04-07 Perfectionnements apportés aux moteurs diesel suralimentés
US3465518A (en) * 1966-12-14 1969-09-09 Gen Electric Radial outflow turboshaft engine
US3988894A (en) * 1970-05-05 1976-11-02 Melchior Jean F Improvement in methods of supercharging an engine, preferably a diesel engine in such supercharged engines, and in supercharging units for such engines
DE2040048A1 (de) * 1970-08-12 1972-02-17 Plessey Co Ltd Lader fuer Brennkraftmaschinen
US3894392A (en) * 1971-07-19 1975-07-15 France Etat Supercharged diesel engines and methods of starting them
FR2219688A5 (ru) * 1973-02-22 1974-09-20 France Etat

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2539930C2 (ru) * 2009-11-27 2015-01-27 Нуово Пиньоне С.п.А. Способ управления режимом работы газовой турбины на основе температуры выхлопного газа и газовая турбина
RU2539941C2 (ru) * 2009-11-27 2015-01-27 Нуово Пиньоне С.п.А. Способ и устройство для управления турбиной на основе зависимости температуры выхлопного газа от коэффициента давления турбины
RU2542617C2 (ru) * 2009-11-27 2015-02-20 Нуово Пиньоне С.п.А Порог на основе температуры выхлопного газа для способа управления турбиной и турбина
RU2617314C2 (ru) * 2012-08-20 2017-04-24 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Способ управления охлаждением наддувочного воздуха

Also Published As

Publication number Publication date
NL169098B (nl) 1982-01-04
SE425016B (sv) 1982-08-23
DK185176A (da) 1976-10-25
NL7604133A (nl) 1976-10-26
NO145109C (no) 1982-01-13
NO761281L (ru) 1976-10-26
ES447322A1 (es) 1977-10-16
SE7604594L (sv) 1976-10-25
NO145109B (no) 1981-10-05
DK150943C (da) 1988-03-14
CA1036373A (en) 1978-08-15
IN147331B (ru) 1980-02-02
DE2617708A1 (de) 1976-11-04
JPS5434852B2 (ru) 1979-10-30
NL169098C (nl) 1982-06-01
US4077219A (en) 1978-03-07
DK150943B (da) 1987-09-28
DD124125A5 (ru) 1977-02-02
BR7602511A (pt) 1976-10-19
FR2308785A1 (fr) 1976-11-19
DE2617708B2 (ru) 1980-10-16
BE841066A (fr) 1976-10-25
FR2308785B1 (ru) 1978-03-17
GB1534576A (en) 1978-12-06
CH603997A5 (ru) 1978-08-31
ZA762422B (en) 1977-05-25
IT1060013B (it) 1982-07-10
DE2617708C3 (de) 1981-05-27
JPS51130717A (en) 1976-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1055344A3 (ru) Силова установка
US2620621A (en) Diesel engine having controllable auxiliary burner means to supplement exhaust gas fed to turbocharger
US2654991A (en) Control for engine turbosupercharger systems
US4918923A (en) Internal combustion engine turbosystem and method
US3988894A (en) Improvement in methods of supercharging an engine, preferably a diesel engine in such supercharged engines, and in supercharging units for such engines
KR890002317B1 (ko) 내연기관의 운전조건 조절방법 및 그러한 구조의 엔진
US6286480B1 (en) Reduced emissions elevated altitude diesel fuel injection timing control
US8561403B2 (en) Super-turbocharger having a high speed traction drive and a continuously variable transmission
US3257797A (en) Tandem supercharging system
JPH10238354A (ja) ハイブリッド過給エンジン
US6230682B1 (en) Combustion engine and method of controlling same
US4233815A (en) Methods of supercharging a diesel engine, in supercharged diesel engines, and in supercharging units for diesel engines
CA1049270A (en) Power units comprising a super-charged internal combustion engine
US3570240A (en) Supercharging apparatus for diesel and multifuel engines
US3180079A (en) Apparatus for operating spark-ignition internal combustion engines
US4125999A (en) Methods of supercharging a diesel engine, in supercharged diesel engines, and in supercharging units for diesel engines
MXPA06000097A (es) Metodo para tratar con calor partes coladas a partir de un fundido de metal ligero en particular un fundido de aluminio.
SU1686202A1 (ru) Двигатель внутреннего сгорани
US3894392A (en) Supercharged diesel engines and methods of starting them
JPH077573Y2 (ja) 船用エンジンの吸気加熱装置
WO1992002719A1 (en) Two and four stroke compound diesel engines with cvt drive
JP2526275B2 (ja) 過給機付きディ―ゼル機関
US2380989A (en) Combustion turboengine drive
WO1998025012A1 (en) Air to air aftercooler heated bypass with load sensing switching valve
GB1117106A (en) Fuel-injection type internal combustion engine