Силовая установка

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧРЕСПУБЛИК ИХ 19) (Н) 9 02 В 3700 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬС 5-06 Ьф 43 031(088,8) СССР М 6985 7/00, 1979,(54) СИЛОВАЯ УСТАНОВКА(57) Изобретение позволяет повыситьэффективность силовой установки путем улучшения согласования расходныххарактеристик дизеля и турбокомпрессора, Для этого орган 6 регулированиперепуска воздуха выполнен в видеизмерителя расхода воздуха через турбокомпрессор 2, длячего полости 17и 18 с большим диаметром связаны с п. С 4(21) 394637 (22) 16,08, (46) 23,11, (.71) Ленинг институт им (72) Н).Н.Ис и В,А.Мошко (53) 621.43 (56) Патент кл, Г 02 В адский политехническМ,И.Калининаков, Н),Э),Кочинев воздуховпускным трубопроводом 11 соответственно до местного сопротивления 12 и после него по ходу потока.Полость 16 меньшего диаметра, связаннаяс обводным каналом 4, и полость 17расположены с противоположных сторондифференциального поршня 14, Последний выполнен в виде цилиндрическойшайбы 22 и штоков 23 и 24, При изменении нагрузки поршень 14 под воздействием перепада давления в местномсопротивлении перемещает заслонку 5в положение, при котором обеспечивается оптимальное согласование гидравлических характеристик дизеля 1 итурбокомпрессора 2 и прохождение ихчерез зону оптимальных КПД турбокомпрессора, Это обеспечивается выполнением поршня 14 в соответствии с определенным соотношениеф-лы, 1 ил.11 135Изобретение относится к машиностроению, а именно днигателестроению,и может быть использовано в силовыхустановках с двигателями внутреннегосгорания с турбонаддуном и с дополнительной камерой сгорания.Цель изобретения - повышение эффективности силовой установки путемулучшения согласования расходных характеристик дизеля и турбокомпрессора.На чертеже показана схема предлагаемой силовой установки.Установка содержит дизель 1 с пониженной степенью сжатия, турбокомпрессор 2, дополнительную камеру 3сгорания, обводной канал 4, заслонку5 и орган 6 регулирования перепускавоздуха в обводном канале 4. Турбокомпрессор 2 подсоединен через ноздухонапорный патрубок 7 к впускномуресиверу 8 и через газоприемное отверстие 9 к выхлопному коллектору 10дизеля 1,Турбокомпрессор 2 снабжен ноздуховпускным трубопроводом 11 с местнымсопротивлением 12 (например, в видеколена), Дополнительная камера 3 сгорания установлена в выхлопном коллекторе 10. Обводной канал 4 подсоединенк воздухонапорному патрубку 7 и к дополнительной камере 3 сгорания, Заслонка 5 установлена в обводном канале 4, Орган 6 регулирования перепускавоздуха снабжен цилиндром 13 и размещенным в последнем дифференциальным поршнем 14 с образованием четырех полостей 15-18 попарно равногодиаметра. Поршень 14 подключен к заслонке 5, одна из полостей 16 с меньшим диаметром связана через воздушныйтрубопровод 19 с обводным каналом 4перед заслонкой 5 по ходу потока, адругая полость 15 - с атмосферой.Орган 6 регулирования перепускавоздуха выполнен в виде измерителярасхода воздуха- через турбокомпрессор 2, для чего полости 17 и 18 сбольшим диаметром связаны через.воздушные каналы 20 и 21 с воздуховпускным трубопроводом 11 соответственнодо местного сопротивления 12 и послеЪнего по ходу потока, а полость 16меньшего диаметра, связанная с обводным каналом 4, и полость 17 большего диаметра, связанная с воздуховпускным трубопроводом 11 до местногосопротивления 12, расположены с про определяемую по формулеБв 2 вРК 1 вгде Р - площадь поперечного сечениявоэдуховпускного трубопровода 11, мв - плотность воздуха при нормальных атмосферных условиях, кг/мь,- коэффициент местного сопротивления воэдухонпускноготрубопронода 11 (определяется по известным зависимостям 30 35 40 в зависимости от конструктивных параметров трубопровода);К, - константа в квадратичной параболе, аппроксимирующей линию оптимальных КПД компрессора турбокомпрессора 2 (определяется по экспериментальной или расчетной характерис. - тике компрессора), (кг/с )/Па.Известно, что с достаточной точностью линия оптимальных КПД компрессора может быть аппроксимирована квадратичной параболой видаС = К,(Р - Р ), кг/с, (2) 55"опт ( К О Эгде (Р -Ро ) - избыточное давлениенаддува, Па;Лх - массовый расход воздуопгха через компрессор,со 45 39032тиноположных сторон дифференциального поршня 14,Для упрощения конструкции органа56 регулирования дифференциальный поршень 14 выполнен н виде цилиндрической шайбы 22 и двух штоков 23 и 24,установленных с противоположных сторон на оси шайбы 22Цилиндр 13 ор 1 О гана 6 регулирования выполнен с двуся стаканами 25 и 26, размещеннымина его торцах. Каждый иэ штоков 23 и24 размещен в соответствующем стака-.не 25 и 26 цилиндра 13. Полости 15 и15 16 меньшего диаметра выполнены в стаканах 25 и 26, а полости 17 и 18 боль.щего диаметра - н цилиндре 13 со стороны его торцов.Для обеспечения оптимального со 20 гласонания расходных характеристикдизеля 1 и турбокомпрессора 2 отношение площади Б поверхности большегодиаметра полостей 7 или 18 к площади Б поверхности меньшего диаметра25 (полостей 15 или 16) органа 6 регулирования должно составлять величину,3903 5 10 15 з 135ответствующий оптимальному КПД компрессора для данного значения избыточного давления наддува (Р-Р )Для режимов течения воздуха, имеющих место в воэдуховпускных трубопроводах турбокомпрессоров (число Маха М ( 0,3), потеря давления ьР в местном сопротивлении 2 воздуховпускного трубопровода 11 определяется по Формуле гкьР = ", ----- Па. (3)вх ф1 ВхУравнение (1) может быть полученоиэ условия равновесия дифференциального поршня 14Бр ЬР = Б (Р - Ро ) 20Силовая установка работает следующим образом.Турбокомпрессор 2 подает сжатыйвоздух через воздухонапорный патрубок 7 и впускной ресивер 8 дизеля 1. 25Отработавшие газы поступают через выхлопной коллектор в дополнительнуюкамеру 3 сгорания, где подогреваютсяи из нее поступают в газоприемное отверстие 9 турбокомпрессора 2 и рас- ЗОкручивают его. Воздух в камеру 3 сгорания поступает через обводной канал4, Орган 6 регулирования перепускавоздуха с помощью дифференциальногопоршня 14, размещенного в цилиндре13 и подключенного к заслонке 5,обеспечивает подачу требуемого количества воздуха в камеру 3 сгорания,При неработающем дизеле 1 и выключенной дополнительной камере 3 40сгорания исходное положение заслонки5 поддерживается пружиной, размещенной в полости 15 меньшего диаметра,связанной с атмосферой и размещеннойв стакане 25. Усилие перемещения пружины пренебрежительно мало по сравнению с усилием, действующим на дифФеренциальный поршень 14 от давлениянаддува, передаваемого через трубопровод 19 в полость 16 меньшего диаметра, расположенную в стакане 26.При изменении нагрузки орган 6 регулирования расхода воздуха выполняет Функции измерителя воздуха через турбокомпрессор, Это обеспечивается тем, что в полости 17 и 18 дифФеренциального поршня 14 (выполненного в виде цилиндрической шайбы 22и двух штоков 23 и 24) передается через каналы 20 и 21 давление воздуха соответственно до и после местного сопротивления 12 в воздуховпускном трубопроводе 11, Дифференциальный поршень 14 под воздействием перепада давления в местном сопротивлении 12 будет перемещать заслонку 5 вположение, при котором обеспечивается оптимальное согласование гидравлических характеристиК дизеля 1 и турбокомпрессора 2 и прохождение их через зону оптимальных КПД турбокомпрессора 2. Это обеспечивается выполнением дифференциального поршня 14в соответствии с соотношением (1). Формула изобретения 1, Силовая установка, содержащая дизель с пониженной степенью сжатия, турбокомпрессор, подсоединенный через воздухонапорный патрубок к впускному ресиверу и через гаэоприемнсе отверстие - к выхлопному коллектору дизеля и снабженный воздуховпускным трубопроводом с местным сопротивлением, дополнительную камеру сгорания, установленную в выхлопном коллекторе, обводной канал, подсоединенный к воздухонапорному патрубку турбокомпрессора и к дополнительной камере сгорания, заслонку, установленную в обводном канале, и орган регулирования перепуска воздуха в обводном канале, снабженный цилиндром и размещенным в последнем дифференциальным поршнем с образованием четырех полостей попарно равного диаметра, причем поршень подключен к заслонке, а одна из полостей с меньшим диаметром связана через воздушный трубопровод с обводным каналом перед заслонкой по ходу потока, а другая - с атмосферой, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьшения эффективности путем улучшения согласования расходных характеристик дизеля и турбокомпрессора, орган регулирования нерепуска воздуха выполнен в виде измерителя расхода воздуха через турбокомпрессор, причем полости с большим диаметром связаны через воздушные каналы с воздуховпускным трубопроводом соответственно до местного сопротивления и после него по ходу потока, а полость меньшего диаметра, связанная с обводным каналом, и полость большего диаметра, связанная с воздуховпускСоставитель В,КозловТехред А.Кравчук Корректор Л,Пилипенко Редактор А,Козориз Заказ 5678/29 Тираж 504 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 513539036ным трубопроводом до местного сопро- на оси шайбы, цилиндр органа регулитивления, расположены с протинополож- рования выполнен с двумя стаканами, ных сторон дифференциального поршня. размещенными на его торцах, причем2. Установка по п.1, о т л и ч а- каждый из штоков размещен в соответю щ а я с я тем, что дифференциаль- ствующем стакане цилиндра, полости ный поршень выполнен в виде цилинд- меньшего диаметра выполнены в стакарической шайбы и двух штоков, уста- нах, а полости большего диаметра - в новленных с противоположных сторон цилиндре со стороны торцов.