Импульсный турбонагнетатель двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 833 55 Г 02 В 37/12, Р 02 С 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Фиг.(71) Дальневосточный технический институтрыбной промышленности и хозяйства(56) Авторское свидетельство СССРМ 1456625, кл. Р 02 С 6/12, 1987,(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЬДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к машиностроению и предназначено для повышения эффективности использования энергииотработавших газов двигателя на переменных режимах работы путем согласованиясредних углов установки соплового аппарата турбины со средними параметрами газов,Турбонагнетатель содержит компрессор 1 и турбину 2 с лопаточным сопловым аппаратом (СА) 3 и входными каналами с раздельным подводом рабочей среды, СА снабжен механизмом поворота (МП) лопаток, кинематически связанным с валом 5 двигателя (Д) и снабженным кольцом 7. Кинематическая связь МП с валом 5 выполнена через кулачки (К) 8, оси которых размещены в радиальных пазах кольца 7. Последнее выполнено поворотным и связано с датчиком величины подачи топлива в Д, Такое выполнение позволяет обеспечивать вращение К и колебательные движения поводка 12 и лопаток СА, При смещении К 8 на новом режиме работы обеспечивается колебание лопаток в новом положении, соответствующем новой нагрузке, расходу газа, мощности и т,д. Это приводит к более полному использованию энергии импульсов газов, 5 ил.1638332 10 20 30 35 40 50 Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с регулируемым турбонаддувом и является усовершенствованием известного устройства по основному авт, св. В 1456625.Цель изобретения - повышение эффективности использования энергии отработавших газов двигателя внутреннего сгорания на переменных режимах работы . путем согласования средних углов установки лопаток соплового аппарата со средними параметрами газов, На фиг, 1 показан турбонагнетатель, об щий вид; на фиг, 2 - проточная часть турбины; на фиг, 3 - механизм регулирования соплового аппарата турбины; на фиг. 4 -сечение А - А на фиг, 3; на фиг, 5 - связь механизма регулирования турбонагнетателя с двигателем внутреннего сгорания.Турбонагнетатель содержит компрессор 1 и турбину 2 с лопаточным сопловым аппаратом 3 и входными каналами 4 с раздельным подводом рабочей среды, Сопловой аппарат 3 установлен неподвижно и снабжен механизмом поворота лопаток, кинематически связанным с валом 5 двигателяб,Механизм поворота лопаток снабжен дополнительным кольцом 7. Кинематическая связь механизма поворота с валом 5 двигателя б выполнена через кулачки 8, оси которых размещены в радиальных пазах 9 дополнительного кольца 7, Все оси 10 поворота всех лопаток подсоединены к кулачкам Я, кольцо 7 выполнено поворотным и связано с датчиком 11 величины подачи топлива в двигатель б, Кинематическая связь содержит также вилкообразный поводок 12, шестерню 13, зубчатое колесо 14 и шип 15, установленный в паз 9. Каждый кулачок 8 выполнен с эксцентриситетом е,Турбонагнетатель работает следующим образом.Отработавшие газы из цилиндров двигателя б поступают в соответствующий входной канал 4 турбины 2 и подводятся к сопловому аппарату 3, отдают свою энергию рабочим лопаткам турбины 2 и выходят из нее в атмосферу. По мере изменения параметров газа в соответствующем канале 4 и при изменении поворота коленчатого вала 5 лопатки соплового аппарата 3 поворачиваются на оси 10 вилкообразным по водком 12 на угол, соответствующий газодинамическим параметрам, в данный момент Б зависимости от интенсивности импульса. Поворот лопаток соплового аппарата 3 осуществляется валом 5 двигателя б посредством кинематической связи, передающей крутящий момент через зубчатое колесо 14; шестерню 13, кулачок 8 и поводок 12. Вращающийся кулачок 8 с эксцентриситетом е приводит в колебательное движение поводок 12 и заставляет колебаться лопатки соплового аппарата 3.При изменении режима работы двигателя 6 меняется подача топлива, воздуха и частота вращения колеса турбонагнетателя, Датчик 11 величины подачи топлива (рейка топливного насоса) через систему тяг поворачивает дополнительное кольцо 7, которое перемещает шип 15 в пазу 9. Вместе с шипом 15 перемещаются находящиеся на нем шестерня 13 и кулачок 8. Смещенный кулачок 8 заставляет колебаться поводок 12 и ось 10 лопатки соплового аппарата 3 в но- вом положении, соответствующем новой нагрузке, расходу газа, мощности и т.д. Поскольку система тяг от датчика 11 не связана с механической передачей от вала 5 двигателя б, то регулирование положения лопаток по нагрузке зависит только от положения рейки топливного насоса и не зависит от угла поворота вала 5 двигателя 6.При увеличении мощности двигателя 6 увеличивается расход и энтальпия газа перед турбиной 2. Для повышения КПД турбины 2 следует. увеличивать угол а 1 установки лопаток, чтобы увеличить пропускную способность и уменьшить потери на обтекание лопаток рабочего колеса, Поворотом кольца 7 шип перемещается вправо (фиг, 3) и поворачивает ось 10 поводка 12 и лопаток по часовой стрелке. Угол а 1 при этом увеличивается,Вращение кулачка 8, находящегося в новом положении, позволяет ориентировать лопатки соплового аппарата 3 в каждом входном канале 4 в соответствии с новым режимом работы двигателя б, Это приводит к более полному использованию энергии импульсов газов, повышению КПД турбонагнетателя, увеличению количества воздуха, подаваемого компрессором 1, и к повышению КПД двигателя б. Формула изобретения Импульсный турбонагнетатель двигателя внутреннего сгорания по авт, св, К. 1456625, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения эффективности использования энергии отработавших газов двигателя внутреннего сгорания на переменных режимах работы путем согласования средних углов установки лопаток соплового аппарата со средними параметрами газов. механизм поворота лопаток снабжен допол1638332 иг. нительным кольцом, кинематическая связь механизма поворота с валом двигателя выполнена через кулачки, оси которых размещены в радиальных пазах дополнительного кольца, все оси поворота всех лопаток под-.соединены к кулачкам, кольцо выполненоповоротным и связано с датчиком величиныподачи топлива в двигатель,1638332 ректор Т, М етрова едактор роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 авитель В,Козлаед М.Моргентал аказ 910 Тираж 352 ВНИИПИ Государственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, РаПодписноеениям и открытиям при ГКНТ СССРкая наб 4/5