Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания

Дата опубликования описания 28,02,80 В. И, Иовлев и П. В. Иванов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯИзобретение относится к области ма шиностроения, а именно к устройствамдля наддува двигателей внутреннего сгорания.Известны устройства для наддува дви-. гателя внутреннего сгорания, содержащие ступень высокого давления, у которой воздухонапорный и газоприемный .натрубки подключены к двигателю, и ступень низ кого давления, снабженную турбиной и1 О компрессором, расположенными на общем валу и образующими турбокомпрессор 1.В известных устройствах стуйень высокого давления также выполнена в виде турбокомпрессора. При работе двигателя1 его отработавшие газы последовательно расширятся в турбине турбокомпрессора высокого давления и в турбине турбокомпрессора низкого давления, а воздух последовательно сжимается в нагнетателях этих турбокомпрессоров. В двигателях с высоким давлением наддува возрастают, соответственно, йпараметры газов (давление и температура) перед турбокомпрес 2,сором высокого давления. Эго усложняет его конструкцию, так как требуется применение дорогостоящих материалов для изготовления его проточной части и введение охлаждения ее элементов. Эффек тивность известных устройств в связи с этим ограничена.Целью описываемого изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности.Для .этого ступень высокого давления выполнена в виде гаэодинамического об менника давления. Последний может бытькинематическисвязан с турбокомпрессором при помощи шестеренчатого редуктора.Редуктор может быть снабжен по меньшей мере одной парой шестерен с внутренним зацеплением, у которой внешняя шестерня выполнена на роторе обменника давления.На фиг. 1 приведена общая схема описываемого устройства, На фиг. 2 - вариант с кинематической связью между3 71738 обменником давления и турбокомпрессо- ром, на фиг, 3 - разрез по редуктору. -:.,К двигателю Внутреннего Сгорания 1 подключены воздухонапорный 2 и газо- . приемный 3 патрубки газодинамического обменника давления 4, представляющего собой ступень высокого давления,В качестве ступени низкого давления .использован турбокомпрессор 5 с турби-ной 6 и компрессором 7, распоноженными О на общем валу. Между ступенями сжатия воздуха в воздуховоде 8 установлен воз духоохладитель 9. При помощи перепускного клапана 10 газоприемный патрубокобменника давления дополнительно сообщен с трубопроводом 11 подачи газов в турбокомпрессор.Привод обменника давления можетбыть любым.Если по режимам эксплуштаций дви Огателя его турбокомпрессор работает вузком диапазоне частот вращения, можно в качестве привода использовать кинематическую связь с турбокомпрессором, как показано .на фиг, 2. В этом .случае ротор 12 кинематически связанс валом 13 турбокомпрессора при помощи шестеренчатого редуктора 14, выпол-,ненного в виде пары шестерен с внутренним защеплением, у которой внешняя шес-:ЗОтеряя 18 выполнена на роторе обменника давления, а внутренняя 16 закреплена на валу 13 турбокомпрессора.Отработавшие газы двигателя поступают в газодинамический обменник давле ния 4 через его газоприемный патрубок3. В кайалах его ротора дважды за каж,дый оборот происходит обмен давлениямежду газами, поступившими. с высокимдавлением из двигателя, и воздухом, по- Оступйвшим по воздуховоду 8,из ступенинизкого давления, Сжатый в обменникедавления воздух. поступает через воздухонапорный патрубок 2 в воздушный реси- " вер двигателя.После частичного расширения из обменника давления отработавшие газы направляются по трубопроводу 11 в турбокомпрессор; где расширяются до атмоС- ферного давления и поступают на выхлоп.ЭОЙагнетатель 7 турбокомпрессора всасывает воздух из атмосферы, сжимает егои подает в обменник давления. После 3сжатия в ступени низкого давления воздух охлаждается в воздухоохладителе 9.В момент запуска двигателя частсеу вращения обменника давления трудно сог- ласовать с режимом работы двигателя, поэтому отработавшие газы двигателя через перепускной клапан 10 направляются непосредственно в турбокомпрессор и раскручивают его вал.Вследствие того, что каналы обменника давления попеременно заполняются то ,газами, то воздухом, воздух отводит теп ло от их стенок и устройство позволяет повысить эффективность наддува двигате- ля беэ существенного усложнения конструкции ступени высокого давления. Привод ротора обменника давленияот вала турбокомпрессора упрощает конструкцию в целом за счет исключения отдельного привода, а выполнение внешней шестерни на роторе обменника давления позволяет увеличить компактность устройства.формула изобретения1. Устройство для наддува двигателявнутреннего сгорания, содержащее ступень высокого давления, у которой воздухонанорный й газоприемный патрубкиподключены к двигателю, и ступень низкого давления, снабженную турбиной икомпрессором, расположенными на общемвалу и образующими турбокомпрессор,отличающееся тем, что, сцелью упрощения конструкции и повышения эффективности, ступень высокого, давления выполнена.в виде газодинамичес-кого обменника давления.2, Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е 6"с я тем, что обменник давления кинематически связан с турбокомпрессором при помощи шестеренчатогоредуктора.3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что редукторснабжен по меньшей мере одной паройшестерен с внутрЕнним зацеплением, укоторой внешняя шестерня выполненана роторе обменника давления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США % 3250068,кл. 60-13, опублик. 1966,едактор О,Составитель М. Файв ов Техред Н. Ковалираж 608 Подписное дарственного комитета СССР изобретений и открытий Ж, Раушскаа наб., д. 4/8 Закаа 9798/47 ЦНИИПИ Гос по делам 3.13038, Москва,Филиад ППП Патент