Двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9 Г 02 Р 23/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ АВТО ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(54) (57) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГОСГОРАНИЯ С ТУРБОНАДДУВОМ, содержащий радиальную турбину, снабженную регулируемым сопловым аппаратом,установленным перед . рабочим колесом,центробежный компрессор с регулируемымлопаточным диффузором, установленным вкорпусе турбокомпрессора на выходе из.БО, 1134753 А рабочего колеса компрессора, и сервопривод управления лопатками, снабженный золотником и рабочим поршнем со штоком, отличающийся тем, что, с целью улучшения скоростной характеристики двигателя, регулируемый сопловой аппарат и лопаточный диффузор выполнены в виде диска с двумя рядами лопаток, расположенных с двух сторон диска, причем ряды лопаток размещены поочередно в соответствующих выемках корпуса, площадь проходного сечения одного ряда лопаток выполнена меньше площади проходного сечения другого ряда лопаток на 30 - 40%, а сервопривод расположен в корпусе турбокомпрессора между сопловым аппаратом и лопаточным диффузором, шток сервопривода подключен одновременно к сопловому аппарату и к лопаточному диффузору.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к устройствам регулирования агрегатов наддува двигателей внутреннего сгорания. Известны двигатели внутреннего сгорания с турбонаддувом, содержащие радиальную турбину, снабженную регулируемым сопловым аппаратом, установленным перед рабочим колесом, центробежный компрессор с регулируемым лопаточным диффузором, установленным в корпусе турбокомпрессора на выходе из рабочего колеса компрессора, и сервопривод управления лопатками, снабженный золотником и рабочим поршнем со штоком 11. Однако в таких двигателях применение поворотных лопаток в турбокомпрессоре приводит к усложнению конструкции двигателя и снижению его надежности, а также к снижению КПД агрегатов наддува и двигателя в целом из-за наличия зазора между поворотными лопатками и корпусом турбокомпрессора. В таких двигателях регулирование турбокомпрессора осуществляется во всем скоростном диапазоне работы, что также значительно усложняет систему регулирования и снижает надежность и с течением времени эффективность двигателя, В то же время известно, что можно применять ступенчатое регулирование агрегатов наддува при частоте вращения 60 - 70 О/о от номинальной, не снижая в целом эффективность двигателя.Целью изобретения является улучшение скоростной характеристики при работе двигателя по внешней характеристике и частоте вращения менее 60 - 70/, от номинальной.Поставленная цель достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания с турбонаддувом, содержащем радиальную турбину, снабженную регулируемым сопловым аппаратом, установленным перед рабочим колесом, центробежный компрессор с регулируемым лопаточным диффузором, установленным в корпусе турбокомпрессора на выходе из рабочего колеса компрессора, и сервопривод управления лопатками, снабженный золотником и рабочим поршнем со штоком, регулируемый сопловой аппарат и лопаточный диффузор выполнены в виде диска с двумя рядами лопаток, расположенных с двух сторон диска, причем ряды лопа. ток размещены поочередно в соответствующих выемках корпуса, площадь проходного сечения одного ряда лопаток выполнена мень ше площади проходного сечения другого ряда лопаток на 30 - 40/о, а сервопривод расположен в корпусе турбоком прессора между сопловым аппаратом и лопаточным диффузором, шток сервопривода подключен одновременно к сопловому аппарату и к лопаточному диффузоруНа фиг. 1 представлена схема турбокомпрессора двигателя; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг, 4 - вид В на фиг, 1; на фиг. 5 - вид Г на фиг. 1. Предлагаемый двигатель (не показан) содержит радиальну;ю турбину 1 с регули/руемым сопловым аппаратом 2, центробежный компрессор 3 с регулируемым лопаточным диффузором 4 и сервопривод 5 управления лопатками 6 - 9, Сервопривод 5 снабжен золотником 10 и рабочим поршнем 11 со штоком 12. Сопловой аппарат 2 установлен по потоку газа перед рабочим колесом 13 турбины 1, а лопаточный диффузор 4 компрессора установлен в корпусе 14 турбокомпрессора 15 на выходе из рабочего колеса 16. Регулируемый сопловой аппарат 2 и лопаточный диффузор 4 выполнен в виде диска 17 и 18 с двумя рядами лопаток соответственно 8, 9 и 6, 7, Ряды лопаток расположены с двух сторон диска 17 и 18 и размещены поочередно в соответствующих выемках 19 - 22 корпуса 14. Площадь проходного сечения одного ряда лопаток 7 и 9 выполнена меньше площади проходного сечения другого ряда лопаток 6 и 8 на 30 - 40%. Сервопривод 5 расположен в корпусе 14 турбокомпрессора 15 между сопловым аппаратом 2 и лопаточным диффузором 4, а шток 12 сервопривода 5 подключен одновременно к сопловому аппарату 2 и к лопаточному диффузору 4. Двигатель работает следующим образом.Отработавшие газы проходят через сопловой аппарат 2, поступают на рабочее колесо 13 турбины 1, раскручивают ее и колесо 16 центробежного компрессора 3, который подает свежий воздух через лола- точный диффузор 4 в двигатель внутреннего сгорания. На режимах, когда перемещение рейки топливного насоса не превосходит 70 - 90 О/ в турбокомпрессоре 15 рабочими являются лопатки 6 диффузора 4 первого ряда и сопловые лопатки 8 также первого ряда. Поршень 11 сервопривода 5 сдвинут влево давлением масла Р поступающего из системы автоматического регулирования турбокомпрессора 15 через золотник 10. В том случае, когда режим двигателя близок к режиму работы по внешней характеристике и рейка топливного насоса перемещается более чем на 70 - 90 О/о своего хода, а частота вращения вала двигателя снизится до 60 - 70 О/, от номинальной, масло с давлением Р подается в со ответствующую полость рабочего поршня 11, сдвигая его вправо и переставляя диски 17 и 18 с лопатками из выемок 19 и 21 в1134753 Вид А Фиг,2 Фиг, 3 17 г лов Корректор И. Подписное Составитель В.Техред И ВересТираж б 38арственногоизобретенийЖ - Зб, Раунтэ, г, Ужго уженк Редактор М. НедоЗаказ 9874/32ВНИ комитета СССРи открытийшская наб., д. 4/б Род ул Проектная ИПИ Госупо деламМосква,ППП Пате 113Филиа выемки 20 и 22 корпуса 14. В этот момент рабочими становятся лопатки 7 и 9 второго ряда. В результате этого давление перед турбиной 1 возрастает, увеличивается его частота вращения (примерно до номинальной), до такого же значения увеличивается и давление наддува, а уменьшенный угол лопаток 7 диффузора 4 уменьшает опасность попадания компрессора в помпа жТаким образом, при пониженной до 60 - 70% частоте вращения двигателя можно сохранить давление наддува, близкое к номинальному, что дает возможность повысить крутящий момент и улучшить скоростную характеристику двигателя.