Двигатель внутреннего сгорания

(П ЗСЯ) Р 02 В 37 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 5 Синатов, П.В. Дружи(54) (57) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ по авт.св. М 731007, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью Повышения надежности путем снижения температуры и давления пара в паросепараторе, конечный участок каждой улитки снабжен подвижной в радиальном направлении втулкой, сообщен спаросепаратором через ее полость и снабжен. проставками регулирования положения втулки от полного перекрытия сечения улитки до полного выхода эа ее пределы.Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению,и в частйости к устройству двигателей, снабжЕннЫх газотурбинным наддувом и системой разомкнутого высокотемпературного охлаждения. 5По основному авт.св. Р 731007известен двигатель ннутреннего сгорания, содержащий турбокомпрессор,снабженный по .меньшей мере двумя газоподводящими. улитками, охватывающи Оми сопловой аппарат турбины и подключенными к выхлопному коллектору двигателя, паросепаратор, установленныйв контуре циркуляции охлаждающейжидкости двигателя, и смеситель по"даваемых в турбокомпрессор отработавших газов с паром из сепаратора,совмещенный с улитками и выполненный в виде их конечных участков, ох ватывающих 15-20 сопл сопловогоаппарата П .Подача пара,на смешение с газамив указанном двигателе возможна лишьпри малой или средней форсировкеего по наддуву, так как при высокомнаддуве теплонапряженность деталейцилиндро-поршневой группы существенно растет иэ-за увеличения температуры и давления пара в паросепараторе. Это связано с тем, что в смесителе не предусмотрена возможность отделения потока пара от отработавших газов, имеющих высокую температуру и давление. Такое выполнение двигателя не позволяет оптимизировать условия подачи пара в турбину 35 при изменении уровня форсирсвки двигателя по наддуву и приводит к снижению надежности двигателя из-эа увеличения теплонапряженности его деталей, 40Цель изобретения - повышение надежности двигателя путем снижения температуры и давления пара н парссепараторе.45Укаэанная цель достигается тем, что в двигателе, содержащем турбо, компрессор, снабженный по меньшей мере двумя газоподнодящими улитками, охватывающими сопловой аппарат турбины и подключенными к выхлопному коллектору двигателя, паросепаратор, установленный в контуре циркуляции охлаждающей жидкости двигателя, и смеситель подаваемых в. турбокомпресСор отработавших газов с паром из паросепаратора, совмещенный с улитками и выполненный, в ниде их конеч- ных участков охватывающих 15-.20 сопл соплового аппарата, конечный участок каждо улитки снабжен под вижной в радиальном направлении полой втулкой, сообщен с паросепаратором через ее полость и снабжен проставками регулирования радиально-, го положения втулки от полного пе рекрытия сечения улитки до полноговыход. эа ее пределы.На фиг,1 изображена принципиальная схема предлагаемого двигателявнутреннего сгорания; на фиг.2схема подачи пара в газовую турбинупри высокой форсировке двигателяпо наддуву; на фиг,3 - то же, принизкой, форсировке.Двигатель 1 снабжен турбокомпрессором наддува, состоящим иэ импульсной газовой турбины 2 с лопаточнцмсопловым аппаратом 3 и рабочим колесом 4, а также центробежного компрессора 5. По меньшей мере две газоподводящие улитки 6 корпуса турбины2 подклю:ены к раздельному выхлопному коллектору 7.Основными элементами разомкнутойсистемы высокотемпературного охлаждения двигателя 1 являются контурциркуляции охлаждающей воды двигателя с паросепаратором 8 и циркуляционным насосом.9. Паропроноды 10 подключены через подвижную в радиальном направлении полую втулку 11 кпа 1 овпускным патрубкам 12 турбины 2.Подвижная полая втулка 11 размещенан паровпускном патрубке 12 и прикреплена к паропроводу 10 и патрубку12 через уплотнительные прокладки13 и проставки 14 регулирования радиального положения втулки 11 отполного перекрытия сечения улитки6 до полного выхода за ее пределы.Смдситель 15 подаваемых в турбокомпрессор отработавших газов с паромиэ паросепаратора 8 совмещен с улитками 6 и выполнен н ниде их конечныхучастков, охватывающих 15 - 20сопл соплового аппарата 3 и снабженных подвижной в радиальном направлении полой втулкой 11 для сообщенияс паросепаратором .через ее пОлость16.,Двигатель внутреннего сгоранияработает следующим образом.Нагретая в контуре циркуляцииохлаждающей жидкости двигателя 1вода поступает в паросепаратор 8,откуда после охлаждения за счетсвоего частичного испарения (давление воды в паросепараторе ниже давления воды на входе н него) насосом9 снова подается в полости охлаждения двигателя 1. Пар .из паросепаратора 8 по паропроводам направляетсяк паровпускным патрубкам 12 турбины2 через полость 16 втулки 11. Приэтом для двигателей с высокой форсировкой по наддуву подвижную втулку11 выдвигают н радиальном направлении в область газоподводящих улиток6 до упора в направляющие лопаткисоплового аппарата 3, а простанку14 размещают между прокладкой 13втулкой 11 и паропроводом 10 Ииг.2).Пар из паросепаратора 8 смешивается1071788 с выпускными газами, поступающими из выпускного коллектора 7, непосредственно в межлопаточных каналах рабочего колеса 4 турбины 2. Вследствие того, что давление газа в межлопаточных каналах рабочего колеса 4 существенно ниже их давления в газоподводящих улитках б,турбины 2, давление пара в смесителе 15 и паросепараторе 8 удается заметно уменьшить, что ведет к соответствующему уменьшению температуры воды в паросепараторе 8 и теплонапряженности деталей цилиндро-поршневой группыдвигателя 1. При малой форсировке двигателя 1 по наддуву втулку 11 выдвигают в обратном направлении от полного перекрытия сечения улитки б до полного выхода за ее пределы .за счет изменения местоположения проставки 14 и размещения ее между даро- . впускным патрубком 12 турбины 2 и втулкой 11 .(фиг.З) . При этом процесс смешения пара с газами происходит в смесителе 15 на конечных участках гаэоподводящих улиток б турбины 2; что позволяет установить оптимальный для данного режима уровень теплового 4состояния деталей двигателя внутрен-него сгорания.Турбина 2, работающая на парогазовой смеси, приводит в движение валкомпрессора 5, подающего. воздух вцилиндры двигателя 1. ПодаЧа параприводит к увеличению мощности турбины, а также давления и расходанаддувочного воздуха.Расчеты показывают, что примене ние изобретения позволяет обеспечитьподачу пара в турбину при форсировке двигателя до давления наддува0,2-0,25 м 11 а без повышения темпЕратурного уровня воды в паросепарато ре, равного 110-115 фС, что соответственно дает возможность подцерживать теплонапряженность деталей цилиндро-поршневой группы деталейдвигателя в допустимых пределах.20Таким образом, применение предлагаемого двигателя внутреннегосгоранияпозволит.сниэить температуруи давление пара в паросепараторе, 25 уменьшить теплонапряжЕнность деталейцилиндро-поршневой группы и повыситьнадежность двигателя.107 7 оЬ тель В 1, Инками Соста Иванова Техреаэ .10/ 1 н ныл ШИ1 атент , г. Ужго 1,од, ул. ктная,1 Тираж 524ВИИПИ Государствепо делам иэобрет 11 3 п 35, Москва, Ж,эловФКорректор И. Гирн Подписионого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д, 4