SU1548493A2

SU1548493A2 - Двигатель внутреннего сгорани

Info

Publication number: SU1548493A2
Application number: SU874346333A
Authority: SU
Inventors: Михаил Семенович Приходько; Альфред Эдуардович Симсон; Виктор Васильевич Староверов; Владимир Павлович Андропов; Борис Константинович Балюк; Валентин Борисович Самофалов
Original assignee: Волгоградский Политехнический Институт
Priority date: 1987-12-22
Filing date: 1987-12-22
Publication date: 1990-03-07

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению и предназначено дл повышени использовани энергии отработавших газов двигателей. Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с крышкой 2, выпускной трубопровод, подключенный к воздухонапорному патрубку 3 турбокомпрессора 4 через охладитель 5 наддувочного воздуха, выпускной трубопровод, подключенный к газовпускному патрубку 6 турбокомпрессора 4, утилизациионную турбину 7, снабженную патрубком 8 выпуска отработавших газов и сообщенную при помощи газовой магистрали с выхлопным патрубком 10 турбокомпрессора 4, и нагнетатель 9 воздуха, установленный на одном валу с утилизационной турбиной 7. Напорный трубопровод нагнетател 9 выполнен разветвленным, одна его ветвь 11 подключена к охлаждаемым элементам двигател , втора ветвь 12 подключена к охладителю 5 наддувочного воздуха и подсоединена своим выходным срезом к патрубку 8 с образованием дополнительного активного сопла эжектора, пассивное сопло которого выполнено в виде части патрубка 8. На входе в охладитель 5 установлен второй дополнительный эжектор, активное сопло 14 которого выполнено в виде участка этой ветви, а пассивное сопло 15 св зано с окружающей средой. Камера 16 смешени выполнена перфорированной и сообщена через перфорацию с атмосферой. Треть ветвь 18 напорного трубопровода подключена к воздуховпускному патрубку 19 турбокомпрессора, воздухонапорный патрубок 3 последнего дополнительно подключен к второй ветви 12. Охладитель 5 выполнен в виде кожуха, снабженного конфузорной, цилиндрической и диффузорной част ми, и размещенных внутри кожуха теплообменных поверхностей из трубок, изогнутых по форме кожуха. При работе двигател часть воздуха по первой ветви подаетс к охлаждаемым элементам двигател , часть воздуха по второй ветви подаетс в охладитель наддувочного воздуха, и часть воздуха на частичных режимах может перепускатьс к воздуховпускному патрубку турбокомпрессора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к двигателестрое- нию, в частности к системам утилиза- 50 ции теплоты отработавших газов, и вл етс усовершенствованием изобретени по авт.св. № 1483069.

Цель изобретени - увеличение эффективности утилизации энергии от- 35 работавших газов.

На чертеже изображена принципиальна схема двигател внутреннего сгорани .

Двигатель содержит по меньшей ме- 40 ре один цилиндр 1 с крышкой 2, впускной трубопровод, подключенный к воз- духо апорному патрубку 3 турбокомпрессора 4 через охладитель 5 наддувочного воздуха, выпускной трубопровод, 45 подключенный к газовпускному патрубку 6 турбокомпрессора 4, утилизационную силовую турбину 7, снабженную патрубком 8 выпуска отработавших газов и нагнетатель 9 воздуха, установленный «JQ на одном валу с утилизационной турбиной 7 и подключенный при помощи напорного трубопровода к элементам двигател . Силова турбина 7 сообщена при помощи газовой магистрали с выхлоп- ,„ ным патрубком 10 турбокомпрессора 4. Напорный трубопровод нагнетател 9 выполнен разветвленным, одна его , ветвь 11 подключена к охлаждаемым

элементам двигател , втора ветвь 12 подключена к охладителю 5 наддувочного воздуха и подсоединена своим выходным срезом к патрубку 8 выпуска отработавших газов с образованием дополнительного активного сопла эжектора, пассивное сопло которого выполнено в виде части патрубка 8 выпуска отработавших газов. Между нагнетателем 9 и охладителем 5 последовательно установлен орган 13 регулировани проходного сечени ветви и второй дополнительный эжектор, активное сопло 14 которого выполнено в виде участка этой ветви, а пассивное 15 св зано с окружающей средой. Камера 16 смешени второго дополнительного эжектора выполнена перфорированной и сообщена через перфорацию с атмосферой,Между охладителем 5 и патрубком 8 выпус- ка отработавших газов утилизационной турбины 7 установлен диффузор 17, Треть ветвь 18 напорного трубопровода подключена к воздуховпускному патрубку 19 турбокомпрессора 4 и снабжена органом 20 регулировани ее проходного сечени в Воздухонапор- ный патрубок 3 турбокомпрессора 4 дополнительно подключен к второй ветви 12 напорного трубопровода при помощи обводной трубы 21 и органа 22 регулировани ее сечени . Охладитель 5 над5

дувочного воздуха выполнен в виде кожуха, снабженного конфузорной,цилиндрической и диффузорной част ми, и размещенных внутри кожуха теплооб- менных поверхностей из трубок. Трубки размещены между трубными досками 23 и 24, имеющими форму усеченных конусов, и изогнуты по форме кожуха„ Кожух подключен к второй ветви 12 напорного трубопровода, а трубки - к воздухонапорному патрубку 3 турбокомпрессора 4.

Двигатель работает следующим образом .

На номинальном режиме отработавшие газы двигател по выпускному трубопроводу через турбокомпрессор 4 поступают в силовую турбину 7,котора вращает нагнетатель 9 охлаждающего воздуха. Сжатый воздух от нагнетател 9 идет по второй ветви 12 через орган 13 регулировани ее сечени в активное сопло 14 второго дополнительного эжектора, через пассив ное сопло 15 и перфорированную камеру 16 смешени эжектируетс холодньй воздух из окружающей среды в охладитель 5 наддувочного воздуха. Поступающий холодный воздух омывает со значительными скорост ми охлаждаемые поверхности трубок. После охладител 5 воздух поступает в патрубок 8 выпуска отработавших газов утилизационной турбины 7 и эжектирует отработавшие газы, что повышает мощность утилизационной турбины 7 вследствие увеличени глубины расширени ,Сжатый в турбокомпрессоре 4 наддувочный воздух поступает в трубки охладител 5 наддувочного воздуха,проходит внутри теплообменных трубок противотоком к охлаждающему воздуху и поступает во впускной трубопровод двигател .

На режиме максимальной мощности и при увеличении давлени наддува часть сжатого воздуха от турбокомпрессора 4 дл снижени максимального давлени в цилиндрах двигател перепускаетс

10

15

20

25 484936

сопло 14, и увеличить количество BOSJ- духа, подаваемого по первой ветви I1 на охлаждение цилиндра I и крышки 2. На частичных нагрузках часть сжатого в нагнетателе 9 воздуха подаетс по третьей ветви 18 через регулирующий орган 20 в воздуховпускной патрубок 19 турбокомпрессора 4, что дает возможность повышать давление наддува и соответственно мощность двигател , приближа его к двигателю посто нной мощности,

В результате эффект шного охлаждени наддувочного воздуха и регулировани наддува на различных режимах применение турбонагнетател ,утилизирующего энергию отработавших газов после турбокомпрессора, позвол ет повысить экономичность двигател ,снизить тепловую напр женность элементов конструкции, уменьшить токсичность отработавших газов.

Claims

Формула изобретени

1,Двигатель внутреннего сгорани по авт.св.. (Р 1483069, отличающийс тем, что, с целью увеличени эффективности утилизации энергии отработавших газов, разветвленный напорный трубопровод выполнен с третьей ветвью и органом регулировани ее сечени , треть ветвь подключена к воз- духовпускному патрубку турбокомпрессора и воздухонапорный патрубок последнего дополнительно подключен к второй ветви напорного трубопровода при помощи обводной трубы и органа регулировани ее сечени ,
2.Двигатель по п,1, о тл и - чающийс тем, что охладитель наддувочного воздуха выполнен в виде кожуха, снабженного конфузорной,цилиндрической и диффузорной част ми, и размещенных внутри кожуха теплообменных поверхностей из трубок,причем трубки изогнуты по форме кожуха,кожух подключен к второй ветви напорно