Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания

Своз советскихСэцяалмстичешихРеспубва ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕЙФУ(51) М. Кл. Г 02 В 37/00 Г 02 В 33/42 Ввулвуатваивй мепт ВВЭР аа лвзм азебратвоВ и ещатвй, Опубликовано 23.01.82.Бюллетень3 Дата опубликования описания 23.01.82(72) Автор изобретения Иностранная фирма(Б 4) УСТРОИСТВО ДЛЯ НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Изобретение относится к двигате- лестроение, а именно к устройствам для двухступенчатого наддува двигателя. Известны устройства для наддува двигателя внутреннего сгорания с одной ступенью расширения отработавших газов и одной ступенью сжатия воздуха, объединенными в волновой обменник давления. Эти устройства обеспечивают невысокую продолжительность переходных режимов двигателя, т,е. его высокую приемистость Щ ,Однако давление наддува таких устройств ограничено.Известны также устройства, позволяющие обеспечить более высокое давление наддува путем двухступенчатого сжатия воздуха. Эти устройства содержат две ступени сжатия воздуха, подключенные к ресиверу, и две ступени расширения отработавших газов, подключенные к выхлопной магистрали объединенные попарно в турбокомпрес 2сор и волновой обменник давления,подключенные к двигателю в виде двух.последовательных ступеней наддува,причем волновой обменник давлениявыполнен в виде ступени высокогодавления, а турбокомпрессор - в видеступени вязкого давления.Установленный в качестве ступенивысокого давления обменник давления 10 позволяет повысить температуру отработавших газов без усложнения конструкции (иэ-за того, что нет необходимости охлаждать ячейки обменникадавления) и преобразовать пульсациидавления отработавших газов в пульсации давления наддувочного воздуха,которые можно впоследствии использовать 21. 3) однако при этом велика масса рото"ра турбокомпрессора, что не позволяет полностью использовать воэможности сокращения длительности переходных режимов путем применения волно- И вого обиенника давления,90 5 16 15 20 25 ЗО 50 55 3Цель изобретения - сокращениедлительности переходных режимов двигателя.Для достижения поставленной целитурбокомпрессоо выполнен в виде ступени высокого давления, а обменникдавления - в виде ступени низкогодавления,Турбокомпрессор может быть выполнен с возможностью использования импульсов давления отработавших газов,а обменник давления - с воэможностьюиспользования постоянного давленияотработавших газов,Между ступенями расширения отработавших газов может быть установленпромежуточный подогреватель, который может быть включен в выхлопнуюмагистраль двигателя.Между ступенями сжатия воздухаможет быть установлен промежуточныйохладитель с патрубком впуска хладагента, в этом патрубке может бытьустановлен кран. Между турбокомпрессором и ресивером может быть установлен воздухоохладитель.На фиг. 1 приведена упрощеннаясхема предлагаемого устройства;на Фиг.2 - то же, с подогревателеми охладителем,Автомобильный двигатель 1 имеетсреднее эффективное давление намногобольше, чем 15 кгс/смТурбокомпрессор 2 представляетсобой турбину 3 первой ступени расширения отработавших газов, обьединенную с компрессором 4 второй ступени сжатого воздуха, и выполнен ввиде ступени высокого давления.Волновой обменник давления (ВОД) 5выполнен в виде ступени низкогодавления, и на его выхлопе установлен глушитель 6 шума. К всасывающемуотверстию ВОД подключен воздушныйфильтр 7.Для того, чтобы согласовать между собой турбокомпрессор и ВОД,между ними установлен промежуточныйохладитель 8 для охлаждения воздухамежду ступенями сжатия, Между тур- .бокомпрессором и ресивером двигателя установлен воздухоохладитель 9,Двухступенчатый наддув дает воэможность произвести промежуточныйподогрев газов после расширения вступени высокого давления и этим путем повысить его энтальпию, то естьработоспособность в ступени низкого давления. При высоких температу 0820 4 рах отработавших газов его целесооб" разно осуществлять при помощи промежуточного подогревателя 10, установ,ленного между ступенями расширения отработавших газов и включенного в выхлопную магистраль двигателя. При этом снижается температура газов перед турбокомпрессором, что улучшает условия его работы.Турбокомпрессор 2 может быть выполнен с возможностью использования импульсов давления отработавших газов в турбине 3, волновой обменник давления ВОД 5 - с возможностью использования постоянного давления отработавших газов. В патрубке впуска хладагента установлен кран 11.При работе двигателя его отрабо" тавшие газы поступают в турбину 3 турбокомпрессора 2 и частично расширяются, отдавая энергию на привод компрессора 4. Окончательно газы расширяются в ВОД 5, отдавая энергию расширения сжимаемому воздуху. После первой ступени в ВОД воздух охлаждается в промежуточном охладителе 8 и поступает в компрессор являющийся второй ступенью сжатия. Перед поступлением в двигатель сжатый воздух охлаждается в воздухоохладителе 9. В случае наличия промежуточного подогревателя 10 газы перед турбиной охлаждаются, а перед ВОД подогреваются,Если нагрузка не изменяется, частота вращения роторов турбокомпрес-.сор а и ВОД сохраняет ся постоянной,При увеличении нагрузки частота вращения роторов увеличивается, Приэтом, вследствие выполнения турбоком.прессора в качестве ступени высокогодавления, его размеры и масса уменьшены, время его разгона сокращено,и длительность переходных режимовдвигателя сокращается,Формула изобретения 1. Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее две ступени сжатия воздуха, подключенные к ресиверу, и две ступени расширения отработавших газов, подключенные к выхлопной магистрали объединенные попарно в турбокомпрессор и волновой обменник давления, подключенные к двигателю в виде двухаэ 12224/77 Тираж 5 М 7 Подписн ВНИИПИ лиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 5 90 последовательных ступеней наддува, о т л и .ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения длительности переходных режимов двигателя, турбокомпрессор выполнен в виде ступени высокого давления, а обменник давления - в виде ступени низкого давления.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что турбокомпрессор выполнен с возможностью использования импульсов давления отработаезих газов, а обменник давленияс возможностью использования постоянного давления отработаюих газов. 3. Устройство по п.1, о т л и " ч а и щ е е с я тем, что между ступенями расаирения отработавщих газов установлен промежуточный подогреватель.4. Устройство по п.3, о т л ич а а щ е е с я тем, что промежу 0620 4точный подогреватель включен в выхлопную магистраль двигателя.5. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что между сту-пенями сжатия воздуха установленпромежуточный охладитель с патрубкомвпуска хладагента.6. Устройство по п.5, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в патрубкеФ впуска хладагента установлен кран.7. Устройство по и.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что между турбокомпрессором и ресивером установлен воздухоохладитель.И Источники информации,принятые во внимание при экспертизеА 1 гед Яцпзсй. АцФ 18 дцпя чслГаЬглецядезе 1 аойогеп а 1 с дев АЬяазйцгЬо 1 адег цпд ю й дег ОгцсЬюе 11 еп"зв вазсЬ 1 пе Совргех, МТЕ 31 1970,р.17.2. Авторское свидетельство СССРИ 717383, кл. Г 02 В 37/00, 1974.