Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Р 02 В 3342 АРГО СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСК трубопро ся и вып тела, о что, с ц А.Я, Ляшенко,ацеркляный тем выхлопн ВО ДОПО. енина фЕс Жу иком,тупе Б виде в ячейка 820 сжатия, у которого к выхлопному коллектору двигателя подключен трубопровод впуска расширяющегося рабоче -го тела в ячейки первой ступенисжатия, а трубопровод впуска расшцряющегося рабо чего тела в ячейкивторой ступени сжатия выполнен в виде ОТветвления цз воздухонапорцоймагистрали, и теплообменнцк включенгреющими и нагреваемыми поверхностяк в ответвление и в трубопровод выпуска отработавшего рабочего тела цзячеек первой ступени соотгетственно ни ены осудАРстненный Комитет сПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР(7 1) Харьковский ордена Лавиационный институт им. Нковского(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее две последовательные ступени сжатия, подключенные к духонапорной магистрали, и две занные с ними параллельные ступ расширения, из которых по меньш мере одна подключена к выхлопно кьллектору двигателя и обе снаб водами впуска расширяющего уска отработавшего рабочег тличающеесяте елью повышения зфективностиеличения утилизации теплавс газов двигателя, устройстнительно снабжено теплообмснбе ступени сжатия и Оберасширения выяолнсны заодноолнсвого Обменнцка давлениями первой и второй ступеней10 30 40 50 Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателе- строению, а именно к устройствам для наддува двигателя внутреннего сгорания.Известно устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее две последовательные ступени сжатия, подключенные к воздухонапорной магистрали, и две связанные с ними последовательные ступени расширения, из которых ступень высокого давления подключена к выхлопному коллектору двигателя. При этом вторая ступець расширения и первая ступень сжатия выполнены в ниде волнового обмецника давления, а ступени сжатия и расширения высокого давления в , в виде турГокомпрессора. Между ступенями расширения может быть установлен промежуточный подогреватель Гг 3,Выполнение ступени низкого давления в виде волнового обменника давле ния позволяет сократить длительность переходных режимов, а наличие теплообыенника позволяет полнее использавять тепло выхлопных газов и снизить температуру перед турбокомпрессором. Однако из-эа последовательного включения ступеней расширения величина утилизации тепла выхлопных газов во второй ступени расширения невелика и с.очетание в виде последовательных ступеней машин разного типа усложняет их совместную работу на перрменцых режимах.Известно также устройство.для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее две последовательные ступени сжатия, подключенные к воздухонапорцой магистрали, и две связанные с ними параллельные ступени расширения, иэ которых по меньшей мере одна подключена к выхлопному коллектору двигателя и обе снабжены трубопроводами впуска расширяющегося и выпуска отработавшего рабочего тела В устройстве вторая ступень расширения также подключена к выхлоп ному коллектору г.21,Выполнение обеих ступеней расширения параллельными облегчает работу устройства на переменных режимах, но в известном устройстве обе ступени наддува выполнены в виде турбокомпре соров, в связи с чем длительность переходных режимов вьпде, чем у устройства с волновым обменником давления, Кроме того, устройство не предусматривает также утилизации тепла выхлопных газов двигателя.Целью изобретения является повышение эффективности путем увеличения утилизации тепла выхлопных газов двигателя.Для достижения поставленной цели устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее две последовательные ступени сжатия, подключенные к воздухонапорной магистрали, и две связанные с ними параллельные ступени расширения, иэ которых по меньшей мере одна подключена к выходному коллектору двигателя и обе снабжены трубопроводами впуска расширяющегося и выпуска отработаншего рабочего тела, дополнительно снабжено теплообменником, обе ступени сжатия и обе ступени расширения выполнены заодно в виде волнового обменника давления с ячейками первой и второй ступеней сжатия, у которого к выхлопному коллектору двигателя подключен трубопровод впуска расширяющегося рабочего тела в ячейки первой ступени сжатия, а трубопровод впуска расширяющегося рабочего тела в ячейки второй ступени сжатия выполнен в виде ответвления от воздухонапорной магистрали, и теплообменник включен греющими и нагреваемыми поверхностями в осветвление и в трубопровод выпуска отработавшего рабочего тела из ячеек ступени соответственно.На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 расчетная схема двухступенчатого волнового обменника давления,Ступень 1 сжатия низкого давления и ступень 2 сжатия высокого давления выполнены в ниде ячеек волнового обменцика 3 давления и подключены к воздухонапорной магггстрали 4 двигат теля 5 внутреннего сгорания. Воэдухонапорная магистраль 4 выполнена с ответвлением 6, которое служит трубопровоцом подачи расширяющегося рабочего тела в ячейки второй ступени сжатия (ступени 2 высокого давления) .Теплообменник 7 включен своими греющими поверхностями в ответвление6, а цагреваемыми - в трубопровод 8выпуска отработавшего рабочего телаиэ ячеек первой ступени 1 сжатия.Элементы 9 и 10 на расчетной схемеиммитируют ступени расширения.10 КЕИ Заказ 3038/32 Тираж 524 Подписно зл ППП Патент у г Ужгород у ул Проектная р ч В процессе работы двигателя выхлопные газы, попадая в ячейки первой ступени сжатия, осуществляют сжатие воздуха, поступающего в ячейки из атмосферы. Дальнейшее сжатие воздуха происходит в ячейках второй ступени 2 сжатия высокого давления и поступает в воздухонапорную магистраль 4. Расширяющимся рабочим телом в ячейках 2 высокого давления служит сжатый воздух, поступающий в них по ответвлению 6 через теплообменник 7.Такое устройство обменника давления позволяет использовать отработавшие в двигателе газы для сжатия воздуха только в первой ступени обменника - в ступени низкого давления. Поэтому отработавшие газы двигателя на входе в обменник давления имеют низкое избыточное давление, т.е. обеспечивается рабочий процесс 90905 4в цилиндрах двигателя с более гол=нь расширением, чем при наддуве оттурбокомпрессоров, При этом одновременно происходит уменьшение работывыталкивания. Для сжатия воздуха гступени высокого давления пспользуется часть этого же воздуха. Чтобыэтот процесс оказался возможен ксникаюеу возпчху необходимо 7 о" 1 О ти добавочную энергию, для чегои служит теплообменник 7, в которгорячие отработавшие газы, выход:,щие из ступени низкого давления об "менника, отдают тепло сжимающему 15 воздуху, подаваемому в ступень вс.;кого давления обменника.Благодаря этому теряемое обыч отепло отработавшего рабочего телаутилизируется для совереня полезрп ной работы и эффективность устройства повьшается.