Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР 1 ЫТИЙ ЩЪа Е ИЗОВРЕтЕНи 1,;(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГ ИЯ, со(21) 2000610/25)Г 02 В 37/00. Р 02 7/ держащее турбокомпрессор с вспомогательным пусковым приводом и дополнительную камеру сгорания, подключенную к его гаэоприемному корпусу и сообщенную с воздухонапорным патрубком при помощи обводной трубы, о-т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергозатрат на запуск, вспомогательный пусковой привод турбокомпрессора выполнен в виде источника сжатого воздуха и подсоединенного к нему сопла эжектора, размещенного в обводной трубе.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что источник сжатого воздуха выполнен в виде ре- эР зервуара, снабженного вентилем.1087085 1Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствудвигателей внутреннего сгорания снаддувом, в частности к устройствамдля запуска двигателя с высоким наддувом: и пониженной степенью сжатия,Известны устройства для наддувадвигателя внутреннего сгорания, содержащие турбокомпрессор с вспомогательным пусковым приводом и дополнительную камеру сгорания, подключенную к его газоприемному корпусуи сообщенную с воздухонапорным патрубком при помощи обводной трубы.Пусковой привод турбокомпрессора 15выполнен в виде электромотора. Еслидвигатель выполнен с низкой степеньюсжатия (менее 12), то перед егозапуском приводят во вращение турбокомпрессор при помощи электромотора. Воздух, сжимаемый в компрессоре,перепускают по обводной трубе в дополнительную камеру сгорания, сжигают в ней топливо и направляют продукты сгорания в турбину. Турбокомпрессорная: группа работает приэтом по циклу замкнутой газотурбинной установки, После того, как число оборотов турбокомпрессора повысится и давление, развиваемое комп- З 0рессором, станет достаточным для обеспечения воспламенения топлива, впрыскиваемого в сжатый заряд цилиндра,производят запуск двигателя Г 13.Однако так как электромотор длязапуска должен преодолеть инерциюротора турбокомпрессора и в начальный период запуска обеспечить сжатиевоздуха в турбокомпрессоре, он должен быть рассчитан на сравнительно 40большую мощность и механизмы его подсоединения к ротору турбокомпрессоратакже сравнительно сложны,Известны также устройства для45запуска турбокомпрессорных групп,у которых в качестве пускового привода используют вентилятор с электроприводом, подключенный своим напорным патрубком к трубе подачи сжатого воздуха в камеру сгорания,50подключенную к гаэоприемному корпусутурбиныПеред запуском турбокомпрессорной группы запускают вентилятор,сжатый в нем воздух поступает потрубе в дополнительную камеру сгорания, а продукты сгорания из нее -в турбин. Турбина начинает вращаться и турбокомпрессорная группа запускается по циклу замкнутой газотурбинной установки Г 23.Для того, чтобы вентилятор обеспечил запуск турбокомпрессорной группы, мощность его привода также должна быть высока. Кроме того, узелподключения вентилятора к обводнойтрубе создает в ней дополнительноесопротивление, приводящее к потерямнапора при работе двигателя под нагрузкой.Целью изобретения является снижение энергозатрат на запуск.Для достижения поставленной целив предлагаемом устройстве вспомогательный пусковой привод турбокомпрессора выполнен в виде источникасжатого воздуха и подсоединенногок нему сопла эжектора, размещенногов обводной трубе.Источник сжатого воздуха можетбыть выполнен в виде резервуара,снабженного ручным вентилем.На чертеже изображено предлагаемое устройство.Двигатель внутреннего сгорания 1(дизель с пониженной степенью сжатия) снабжен турбокомпрессором, состоящим из турбины 2 и компрессора3, расположенных на общем валу 4.Газоприемный корпус 5 турбокомпрессора и его воздухонапорный патрубок6 сообщены между собой при помощиобводной трубы 7. К газоприемномукорпусу 5 подключена дополнительнаякамера 8 сгорания, сообщенная с воздухонапорным патрубком при помощиобводчой трубы 7. Топливо во вспомогательную камеру сгорания подаетсяиз вспомогательной топливной систе"мы, а при работающем двигателе в неепоступают его отработавшие газы.В обводной трубе размещено сопло9 эжектора, подсоединенное к источнику сжатого воздуха, выполненному ввиде резервуара 10, отделенного отсопла при помощи регулятора 11 давления, который может быть выполненв виде ручного вентиля. Эжектор систочником сжатого воздуха выполняетфункции вспомогательного пусковогопривода турбокомпрессора,Для смазки турбокомпрессора в период его запуска и подачи топлива во вспомогательную камеру сгорания предусмотрен вспомогательный электромотор 12, приводящий во вращение масляный насос 13 и топливный насосВ случае невоспламенения или пло 25 хого зажигания в камере. сгорания дляповторных запусков нет необходимостизатрачивать энергию на раскруткуротора турбокомпрессора, что дополнительно снижает затраты энергии,Предлагаемое устройство в результате заданного направления теченияисключает также заброс отработавшихгазов на всасывание двигателя по обводной трубе, выполняя роль аэродинамического диода,3 1087 14. После запуска дизеля вспомогательный электромотор отключают и при помощи переключателя 15 обеспечивают смазку турбокомпрессора от насоса 16. Топливо к дозатору 17 в этом случае пг-,упает от насоса 18. Оба насоса приводятся во вращение двигателем. В систему циркуля.1 ии масла через подшипники 19 турбокомпрессора включен масляный бак 20. 1 О Вместо бака может также использоваться картер двигателя. В топливной системе предусмотрен топливный резер- . вуар 21.Перед запуском двигателя соеди няют сопло 9 эжектора с резервуаром 10 . Под действием истечения сжатого воздуха из сопла создается эжекционный эффект и воздух просасывается через межлопаточные каналы 2 О компрессора 3 и нагнетается через камеру сгорания в турбину 2, вызывая ее вращение. По мере увеличения скорости вращения турбины увеличивается давление воздуха на выходе из компрессора. Это избыточное давление суммируется с разностью давле. - ний дР, создаваемой эжектором. В связи с этим величина ДР, необходимая для запуска, может быть срав" нительно небольшой и составлять величину около 0,015 бар, т.е. величину, достаточную для создания течения воздуха через дополнительную камеру сгорания. После раскрутки 085 4турбокомпрессорной группы до оборотов, обеспечивающих давление сжатого воздуха, необходимое для воспламенение топлива в цилиндрах дизеля, приводят во вращение его коленчатый вал и перекрывают подачу воздуха в эжектор. Сжатый воздух иэ компрессора поступает частично в обводную трубу и частично в дизель, а в камере сгорания происходит подмешивание отработавших газов дизеля к продуктам сгорания в ней. Двигатель может работать с нагрузкой.В результате того, что требуемый перепад давлений для запуска невелик, а сопло создает в обводной трубе минимальное сопротивление, энергозатраты на запуск снижаются. Кроме того, источник разности давлений сравнительно прост конструктивно, а резервуар сжатого воздуха может быть небольшим.1087085 М.Файн оставите ехред М.Н орректор С,Шекмар едактор И.Петрова Заказ 22 писное ППП "П Ужгород, ул. Проектная,ен 54 Тираж 524ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/