Система газотурбинного наддува двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигатепестроению, в частности к системам наддувадвиг ат ел ей,Цель изобретения - повышение точности регулирования теплового состоянияя кор пус а ту рби ныНа фиг.1 представлена система,общий вид; на фиг. 2 - то же, вид состороны воздушного патрубка; нафиг.3 - то же, вид сбоку.Система газотурбинного наддувадвигателя. содержит впускной 1 и выхлопной 2 трубопроводы, компрессор 3,сообщенный воздухонапорным патрубкомс впускным трубопроводом 1 двигателя,турбину 4 для привода компрессора 3,корпус 5 которой заключен в кожух 6с кольцевым зазором 7 диффузорноготипа, Турбина 4 снабжена газоприемным патрубком 8, связанным с выхлопным трубопроводом 2 двигателя, и вы,пускной трубой 9. Система также содержит газовоздушный эжектор 10,активное сопла которого выполнено ввиде участка выпускной трубы 9, апассивное оопло выполнено в видевоздуйного патрубка 11, сообщенногос кольцевым зазором 7, и последний;сообщен с обоих концов с атмосферой,На стыке кольцевого зазора 7 и воздушного патрубка 11 установленадроссельная заслонка 12 с возможностью перекрытия кольцевого зазора7, Кожух 6 выполнен из двух частей:верхней 13 и нижней 14, кольцевойзазор 7 в верхней части 13 кожуха 6сообщен при помощи перепускного патрубка 15 с установленным в нем управляемым перепускным клапаном 16,своздухонапорным патрубком компрессора, причем участок перепускного патрубка 15 на входе в кольцевой зазор7 выполнен в виде сопла 17.Система газотурбинного наддувадвигателя работает следующим образом.При пуске двигателя и работе нахолостом ходу происходит ускоренныйразогрев корпуса 5 турбины 4 в кожухе 6, поскольку перепускной клапан16 закрыт и воздух от компрессора3 не поступает, входное сечение воздушного патрубка 11 перекрыто дроссельной заслонкой 12, а газовоздушный эжектор 10 отключен от кожуха 6,На этом режиме работы кожух 6 вместес воздушной прослойкой в кольцевомзазоре 7 образуют теплоиэоляцию корпуса 5 газовой турбины 4, уменьшающую теплоотвод.С увеличением нагрузки и частоты 5вращения вала двигателя по мере поФ.вьппения температуры корпуса 5 газовой турбины 4, открывается дроссельная заслонка 12, при среднем положении которой перекрывается кольцевойзазор 7 в кожухе 6, и газовый эжектор создает поток охлаждающего воздуха из атмосферы по кольцевому зазору 7 в нижней части 14 кожуха 6через второй конец, что снижает тем-.пературу нижней части корпуса 5 га 15зовой турбины 4 и тем самым температуру отработавших газов.При крайнем верхнем положениидроссельной заслонки 12 поток охлаждающего воздуха эжектируется черезвесь кольцевой зазор 7, образованныйв верхней 13 и нижней 14 частях кожуха 6,При работе двигателя в диапазонеповышенных нагрузок и номинальном режиме включительно осуществляется регулирование давления наддува путемперепуска сжатого воздуха, имеющегоповьппенную температуру (порядка 400430 К), из впускного трубопровода 1по перепускному патрубку 15 черезсоппо 17 в кольцевой зазор 7, Приэтом за счет истечения воздуха изсопла 17 с большой скоростью осуществляетсяя подсос воздуха из атмосферы в кольцевой зазор 7, что снижает температуру корпуса 5 турбины 4,В кольцевом зазоре 7 происходит переменивание активного и пассивноговоздушных потоков с выравниваниемтемпературы смеси, которая значительно ниже температуры корпуса 5турбины 4 (порядка 850-950 К).Объединенный воздушный поток охлаждает45 корпУс 5 турбины 4 вплоть до выходачерез воздушный патрубок 11.Повышение нагрузки двигателя приводит автоматически к форсированиюработы газовоздушного эжектора 10,к усилению охлаждения корпуса 5 турбины 4 и увеличенной подаче воздухав выпускную трубу 9, что снижает. температуру отработавших газов и концентрацию токсических компонентов вних. Кроме того, воздух может участвовать в .окислительных реакциях внейтрапиэаторе (не показан). Путемповорота дроссельной заслонки 12 вразличные положения достигается точ 573224ность регулирования теплового состояния газовой турбины 4. Дпя измененияположения дроссельной заслонки 12могут быть использованы датчик,температуры и электронное устройство(не показаны), Регулирование теплового состояния корпуса газовой турбинызадается величиной располагаемойэнергии отработавших газов, при этомповышается долговечность корпуса иподшипников ротора турбокомпрессора.Кроме того, в системе газотурбинногонаддува двигателя не требуется герметизация кожуха, благодаря которомуснижается тепловое излучение корпусатурбины в окружающую среду и создается противопожарная защита, а за счетподачи воздуха в отработавшие газыснижается их токсичность. 1 О 15 формула из о бр ет енияСистема газотурбинного наддува двиг ателя внутреннего с гор ания, содержащая впускнойи выхлопной трубопро воды, .компрессор, сообщенный воздухонапорным патрубком с впускным трубопроводом двигателя, турбину для при- . вода компрессора, корпус которой заключен в коух с кольцевым зазором,снабженную газоприемным патрубком,связанным с выхлопным трубопроводомдвигателя, и выпускной трубой, и газовоздушный эжектор, активное соплокоторого выполнено в виде участка выпускной трубы, а пассивное сопло выполнено в виде воздушного патрубка,сообщенного с кольцевым зазором,причем кольцевой зазор сообщен однимконцом с атмосферой, и воздушный патрубок выполнен с дроссельной заслонкой,отличающаяся тем,что, с целью повышения точности регулирования теплового состояния корпуса турбины, система снабжена перепускным патрубком и управляемымперепускным клапаном, причем перепускной патрубок подключен к воздухонапорному патрубку компрессора и сообщен с кольцевым зазором, которыйсвязан с атмосферой вторым концом,а управляемяй перепускной клапан установлен в перепускном патрубке,и дроссельная заслонка размещена настыке кольцевого зазора и воздушного патрубка с возможностью перекрытия кольцевого зазора.1573224 с вит.ель д М.Хо апушкин4ч Корректор ор А,Мотыль Техр е исноеоткрытиям и роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 10 Заказ 1631ВНИИПИ Госуд Подло изобретениям и35, Раушская наб.,тираж 440 твенного комитета и 113035, Москва, Ж