Двигатель внутреннего сгорания

ОП ИСАНИЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 866251 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт. свид-ву709825 51) М. Кл. Г 02 В 37/00 Г 02 М 7/12 22) Заявлено 17.01.80 (21) 2871378/25-0присоединением заявки-Гасударственные комитет(53) УДК 621.43 .052 (088.8) убликовано 23.09,81. Бюллетень3та опубликования описания 28,09.81 оо делам иэооретеиий и открытий(71) Заявител 4) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИ Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания с нагнетателями, приводимыми энергией выхлопа, и с вспомогательными пусковыми устройствами роторного типа.Известны двигатели внутреннего сгорания (ДВС) содержащие выхлопной коллектор, подключенный при помощи трубопровода к соединенной с коленчатым валом силовой турбине, выпускной патрубок которой сообщен с турбиной турбокомпрессора, причем выхлопной коллектор сообщен при по- моши обводной трубы с выпускным патрубком силовой турбины и снабжен органом поочередного открытия сечения обводной тру бы и трубопровода, а последний выполнен с установленной в нем дополнительной камерой сгорания 111.Однако в этих устройствах затруднен запуск, так как турбокомпрессор в момент запуска не работает и не подает воздух для наддува двигателя, что приводит к ухуд шению динамики переходных процессов в момент запуска при низких температурах окружающего воздуха. 2Двигатель внутреннего сгорания по основному авт. св.709825 содержит магистраль выпуска отработавших газов и последовательно установленные в ней турбокомпрессор, снабжецный обводной трубой и выхлопным патрубком, дополнительную камеру сгорания, сообщенную с. обводной трубой, и силовую турбину, кинематически связанную с ваЛом,электростартера и с коленчатым валом двигателя. Силовая турбина соединена с всасывающим отверстием турбокомпрессора при помощи напорного трубопровода с запорным органом и подключена к выхлопному патрубку турбокомпрессора при помощи трубопровода с органом перекрытия для поочередного сообщения выхлопного патрубка с атмосферой и силовой турбиной. Этот ДВС обеспечивает возможность запуска как раздельным использованием электростартера и силовой турбины, так и совместным их использованием с предварительным наддувом двигателя перед запуском 2.Однако при. низких температурах окружающего воздуха (-60 - 65 С), даже в случае тепловой подготовки двигателя штатным подогревателем, момент сопротивленияя проворачиванию коленчатого вала остается достаточно большим и составляет 80 О/О от первоначального до тепловой подготовки. В этом случае известные устройства с учетом затрат энергии на разгон маховых масс двигателя не могут обеспечить раскрутку двигателя до пусковой частоты вращения, при которой обеспечиваются надежное воспламенение и запуск двигателя, в связи с чем снижается надежность и увеличивается время запуска.Цель изобретения - сокращение времени и повышение надежности запуска ДВС при низких температурах окружающего воздуха,Это достигается тем, что ДВС дополнительно снабжен перепускным трубопроводом, подключенным к обводной трубе и к выхлопному патрубку через орган поочередного сообщения обводной трубы с турбокомпрессором и с его выхлопным патрубкомНа чертеже приведена принципиальная схема ДВС.Двигатель содержит турбокомпрессор, состоящий из компрессора 1 и приводящей его турбины 2, дополнительную камеру 3 сгорания, силовую турбину 4. Силовая турбина4 кинематически связана через редуктор 5 с электростартером 6 ДВС.Электростартер 6 двигателя 7 связан с коленчатым валом 8 двигателя 7 через венец маховика 9, шестерню 10 привода при включенной муфте 11 сцепляющего механизма электростартера.Устройство снабжено напорным трубопроводом 12, соединяющим силовую турбинусо всасывающим отверстием 13 турбоком и рессора. В трубопроводе 12 установлен запорный орган 14 (заслонка). Силовая турбина 4 подключена к выхлопному патрубку 15 турбокомпрессора с помощью трубопровода 16 и органа 17 перекрытия для поочередного сообщения выхлопного патрубка 15 с атмосферой и силовой турбиной 4. Силовая турбина 4 имеет выходной патрубок 8. На входе в дополнительную камеру 3 сгорания установлена заслонка 19.Турбокомпрессор снабжен обводной трубой 20 и установлен в магистрали выпуска отработавших газов, состоящей из выпускного трубопровода 21, выхлопного патрубка 15, трубопровода 16 и выходного патрубка 18.Устройство снабжено перепускным трубопроводом 22, соединяющим выхлопной патрубок 15 с обводной трубой 20 и с выпускным трубопроводом 21 через орган 23 поочередного сообщения обводной трубы 20 и выпускноготрубопровода 21 с турбокомпрессором и с его выхлопным патрубком 15.Устройство работает следующим образом.При вращении силовой турбины 4 с помощью электростартера 6 через редуктор 545 50 55 5 о 15 20 25зо3540 при разомкнутой муфте 11 сцепляю щего механизма воздух, поступая через .патрубок 18, сжимается в силовой турбине 4 и направляется через напорный трубопровод 12, компрессор 1 в дополнительную камеру 3 сгорания.Запорный орган 14 и заслонка 19 в этот период открыты, а орган . перекрытия 17 запирает трубопровод 16 и открывает выход газов в атмосферу через патрубок 15. При включенной камере 3 сгорания и работе обслуживающих систем обеспечивается раскрутка турбокомпрессора и выход его на самостоятельный режим работы.После запуска турбокомпрессора осуществляется запуск самого двигателя. Для этого заслонкой 14 перекрывается трубопровод 12 и открывается орган 17 перекрытия. Прод,кты сгорания от турбины 2 привода компрессора через трубопровод 16 направляются к силовой турбине 4 и далее через патрубок 18 в атмосферу. В результате этого создается крутящий момент, способствующий проворачиванию . вала электродвигателя 6 стартера, а при включенной муфте 11 сцепляющего механизма через шестерни 10 и 9 - вращению коленчатого вала 8 и последующему запуску двигателя 7.Для кратковременного циклического увеличения пускового момента органом 23 перекрывается выпускной трубопровод 21, открывается трубопровод 22 и продукты сгорания из камеры 3 сгорания направляются к силовой турбине 4 и далее через выходной патрубок 18 в атмосферу. При достижении температуры газов на выходе из камеры 3 сгорания, максимально допустимой при устойчивой (беспомпажной) работе компрес-сора 1, орган 23 (заслонку) ставят в исходное положение. Эта операция с заслонкой при необходимости может повторяться.Возможен комбинированный с работойэлектродвигателя 6 стартера и силовой турбины 4 запуск двигателя 7. 1 осле запускадвигателя 7 органом 7 перекрытия и заслонкой 19 соответственно закрывается трубопровод 15 и отключается дополнительная камера 3 сгорания. Турбокомпрессор начинает работать как обычный агрегат наддува двигателя.Таким образом, в предложенном ДВС появляются условия для кратковременного циклического увеличения (в 2 и более раза) располагаемого пускового момента подачей продуктов сгорания к силовой турбине под высокой температурой при использовании турбокомпрессором в это время запасенной кинетической энергии. Это позволяет уменьшить затраты электрической энергии на запуск двигателя, расширить температурный диапазон при запуске, что в конечном итоге должно привести к сокращению времени, повышению эффективности и надежности запуска двигателя при низких температурах,866251 5Формула изобретения Двигатель внутреннего сгорания по авт. св.709825, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени и повышения надежности запуска при низких температурах окружающего воздуха, он дополнительно снабжен перепускным трубопроводом подключенным к обводной трубе и к выхлопному патрубку через орган поочередногосообщения обводной трубы с турбокомпрессором и с его выхлопным патрубком,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.,Авторское свидетельство СССР478119, кл. Г 02 В 37/02, 1973.2. Авторское свидетельство СССР709825, кл. Г 02 В 37/00, 1978.Макаренко Редактор П. 0 Заказ 8037/56 4/5 ная Составитель В. Ктутай Техред А. БойкасТираж 584ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и113035, Москва, Ж - 35, Раушслиал ППП Патент, г. Ужгород озловКорректорПодписноемитета СССРоткрытийая наб д.ул. Проект