Устройство для охлаждения наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Охлаждающий бои дух ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРНф 1320471, кл, Р 01 Р.5/08, 1985. ЯО 1544998 А 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ НАД-, ДУВОЧНОГО ВОЗДУХА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение позволяет повысить эффективность двигателя внутреннего сгорания при работе на частичных нагрузках и с низкой температурой окружающей среды. Устройство содержит центральный канал, охватывающий его кожух 2 с каналами 3 для наддувочного воздуха и с каналами 4 для ох1544998 5 10 15 20 лаждающего воздуха, эжектор с активным и пассивным соплами и диффузороносновной и дополнительный датчики гемпературы наддувочного воздуха и орган регулирования расхода охлаждающего воздуха, Кожух 2 снабжен впускным патрубком 10 для подключения к воздухонапорному патрубку компрессора и выпускным патрубком 11ля подключения к впускному трубороводу двигателя. Активное сопло 5 инжектора установлено в центральном 1 анале с зазором и выполнено с вход, ным отверстием для подключения к патрубку отвода отработавших газов 1 урбины. Пассивное сопло эжектора сообщено с кольцевым зазором и с каналами 4 для охлаждающего воздуха, Последние связаны через прорези 12, выполненные в кожухе 2, с атмосфеИзобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроеНию, а именно к системам охлаждения наддувочного воздуха, 30Цель изобретения - обеспечение Возможности повышения эффективности двигателя при работе на частичных наГрузках и с низкой температурой окру 1 кающей среды.На фиг.1 представлена Функциональная схема устройства; на фиг.2 - устройство, общий вид на фиг.3 - разрез А-А на Фиг.2; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг,2; на ФИГ.5 - сечение В-В на 40 фиг.4; на фиг.б - пример выполнения первого исполнительного механизма;на фиг.7 " пример выполнения второго исполнительного механизма.устройство для охлаждения надду 45 вочного воздуха содержит центральный канал 1, охватывающий его кожух 2 с каналами 3 для наддувочного воздуха и с каналами 4 для охлаждающего воздуха, эжектор с активным 5 и пассивным 6 соплами и диффузором 7, основной 8 и дополнительный 9 датчики температуры наддувочного воздуха и орган регулирования расхода охлаждающего воздуха. Кожух 2 снабжен впускным пат 55 рубком 10 для подключения к воздухонапорному патрубку компрессора и выпускным патрубком 11 для подключения к впускному трубопроводу двигателя. рой. При работе двигателя по каналам3 проходит наддувочный воздух, Поканалам 4 проходит охлаждающий воздух за счет разрежения, создаваемого,выпускными газами при истечении ихиз активного сопла 5 эжектора, Длярегулирования степени охлаждения наддувочного воздуха предусмотрено перемещение в осевом направлении органа,19 перекрытия кольцевого зазора икожуха 2, При уменьшении температурынаддувочного воздуха вначале открывается кольцевой зазор, а п 9 и дальнейшем уменьшении температуры кожух2 перекрывает проходное сечение каналов 4 охлаждающего воздуха иуменьшает расход охлаждающего воздуха, чем поддерживается постояннойтемпература наддувочного воздуха,3 З.п.ф-лы, 7 ил. Активное сопло 5 эжектора установлено в центральном канале 1 с зазором и выполнено с входным отверстием для подключения к патрубку отвода отработавших газов турбины, Пассивное сопло 6 эжектора сообщено с кольцевым зазором и с каналами 4 для охлаждающего воздуха. Последние связаны через прорези 12, выполненные в кожухе 2, с атмосферой. Каналы 3 для наддувочного воздуха размещенЫ между кожухом 2 и центральным каналом 1 и выполнены в виде кольцевых полостей 13, смещенных по оси на равные расстояния друг от друга и образованных каждая первой 14 и второй 15 обечайками и торцовыми перегородками 16. Первая обечайка 14 каждой полости 13 выполнена в виде участка стенки центрального канала 1, а вторая обечайка 15. сопряжена с кожухом 2, Торцовые перегородки 16 выполнены с отверстиями 17, причем отверстия 17 перегородок 16 соседних полостей 13 подсоединены друг к другу при помощи распорныхФколец 18. Каналы 4 для охлаждающего воздуха выполнены в виде торцовых зазоров между кольцевыми полостями 13. Кожух 2 установлен с воэможностью перемещения вдоль оси центральноГо канала 1, в кольцевом зазоре пассивного сопла 6 эжектора установлен подвижный в осевом направлении орган154 19 перекрытия зазора, Орган регулирования расхода охлаждающего воздуха выполнен в виде механизма поочередного осевого перемещения кожуха 2 и органа 19 перекрытия кольцевого зазора, при этом орган 19 связан с основным датчиком 8 температуры наддувочного воздуха при помощи первого исполнительного мехаьизма 20 и первого усилительного блока 21, а кожух 2 связан с дополнительным датчиком 9 температуры наддувочного воздуха при помощи второго исполнительного механизма 22 и второго усилительного блока 23, Центральный канал 1 и охватывающий его кожух 2 выполнены цилиндрическими, торцовые перегородки 16 установлены перпендикулярно к оси центрального канала 1, первая и вторая обечайки 14 и 15 выполнены в виде набора колец 24, каждое из которых установлено между парными торцовыми перегородками 16, и орган 19 перекрытия кольцевого зазора выполнен либо в виде шайбы, либо в виде конуса с осевым отверстием, В кольцевых полостях 13 для интенсификации теплообмена установлены гофры 25 с концентрическими круговыми ребрами и отверстиями. В каналах 4 для охлаждающего воздуха размещены бруски 26, установленные радиально, для фиксации торцовых перегородок 16, и установлены теплообменные поверхности 27 в виде гофр с радиальными ребрами и отверстиями для прохода охлаждающего воздуха, В качестве первого и Второго исполнительных механизмов 20 и 22 используются электромагниты 28 и 29 кольцевой формы. Функции датчиков температуры выполняют хромель-копелевые термопары. Усилительные блоки 21 и 23 представляют собой электронные схемы, на вход которых поступает ЭДС с хромель-копелевых термопар, а на выходе - ток для питания электромагнитов 28 и 29. Орган 19 перекрытия кольцевого зазора прижат пружиной 30 к торцовой перегородке 16 кожуха 2, а кожух 2 зафиксирован пружиной 31 в положении, когда его прорези полностью совпадают с каналами 4 для охлаждающего воздуха.Устройство работает следующим образом.Наддувочный воздух поступает во впускной патрубок 10 и, проходя по каналам 3 для наддувочного воздуха,4998протекает вдоль ребер гофр 25, омь- вает торцовые перегородки 16 и выходит через выпускной патрубок 11во впускной трубопровод двигателя.5Атмосферный охлаждаюц воздух засчет разрежения в пассивном сопле 6,создаваемого выпускными газами приих истечении из активного сопла 5эжектора в центральный канал 1, просасывается по каналам 4 для охлаждающего воздуха через прорези 12 в кожухе 2, При этом происходит охлаждение наддувочного воздуха эа счет передачи тепла от наддувочного воздухак охлаждающему. При высоких значенияхтемпературы наддувочного воздуха орган 19 перекрытия кольцевого зазораприжат к торцовой перегородке 16 и 20 полностью перекрывает кольцевой зазор, охлаждающий воздух при этом проходит по каналам 4 для охлаждающеговоздуха, и интенсивность охлажденияв этом случае наибольшая. При сниже нии температуры наддувочного воздуханиже температуры срабатывания Первого усилительного блока 21, в которыйподается сигнал от основного датчика8 температуры наддувочйого воздуха, 30 из первого усилительного блока 21подается сигнал на первый исполнительный механизм 20, который перемещает орган 19 перекрытия кольцевогозазора. В образовавшийся кольцевойзазор начинает поступать атмосферный 35воздух, который через пассивное сопло 6 проходит в диффузор 7, смешивается с выпускными газами и выбрасывается в атмосферу. За счет поступ-400 ления атмосферного воздуха черезкольцевой зазор уменьшается количеством охлаждающего воздуха, проходящего по каналам 4 для охлаждающеговоздуха, и уменьшается интенсивностьохлаждения наддувочного воздуха,При дальнейшем снижении температуры наддувочного,воздуха ниже температуры срабатывания второго усилительного блока 23, воспринимающего 50 сигнал от дополнительного датчика 9температуры наддувочного воздуха, извторого усилительного блока 23 подается сигнал на второй исполнительныймеханизм 22, который перемещает кожух 2. Перемещаясь, кожух 2 перекрывает проходное сечение каналов 4 дляохлаждающего воздуха, уменьшая темсамым расход охлаждающего .воздуха иснижая интенсивность охлаждения цаддувочного. воздуха, Перемещение органа 19 перекрытия кольцевого зазора и кожуха 2 осуществляется за счет притягивания к электромагнитам 28 и 29 ферромагнитного материала, включенного в состав органа 19 перекрытия кольцевого зазора и кожуха. 2, и преодоления силы упругости пружин 30 и 31..1 ОТаким образом, устройство позволяет поддерживать температуру наддувочного воздуха в оптимальном диапазоне при работе двигателя в широком диапазоне нагрузок и температур окружающей среды. Это позволяет улуч 1 шить топливную экономичность и повысить надежность двигателя. Кроме того, сокращается время прогрева двигателя при пуске.Формула изобретения1. Устройство для охлаждения наддувочного воздуха двигателя внутрен него сгорания, содержащее центральный канал, охватывающий его кожух с каналами для наддувочного воздуха и с каналами для охлаждающего воздуха, эжектор с активным и пассивным сопла ми и диффузором, датчик температуры наддувочного воздуха и орган регулирования расхода охлаждающего возду,ха, связанный с датчиком температуры через исполнительный механизм, при 35 ,чем устройство снабжено впускным патрубком для подключения к воздухонапорному патрубку компрессора и выпускным патрубком для подключения к впускному трубопроводу двигателя, 40 активное сопло эжектора установлено в центральном канале с зазором и выполнено с входным отверстием для подключения к патрубку отвода отработавших газов турбины, пассивное сопло эжектора сообщено с кольцевым зазором и с каналами охлаждающего воздуха и последние связаны с атмосферой через прорези, выполненные в кожухе, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности повышения эффективности двигателя при работе на частичных нагрузках и с низкой температурой окружающей среды, устройство снабжено дополнительным датчиком температуры наддувочного воздуха и вторым исполнительным механизмом, каналы наддувочного воздуха размещены между кожухом и центральным каналом и выполнены. в виде кольцевых полостей, смещенных по оси на равные расстояния друг от друга и образованных каждая первой и второй обечайками и торцовыми перегородками, первая обечайка каждой полости выполнена в виде участка стенки центрального канала, а вторая сопряжена с кожухом, перегородки выполнены с отверстиями и отверстия перегородок соседних полостей подсоединены друг к другу при помощи распорных колец, каналы о-лаждающего воздуха выполнены в вйде торцовых зазоров между кольцевыми полостями, про-рези кожуха совмещены с каналами охлаждающего воздуха, кожух установлен с воэможностью перемещения вдоль оси центрального канала, в кольцевом зазоре пассивного сопла установлен подвижный в осевом направлении орган перекрытия зазора и орган регулирования расхода охлаждающего воздуха выполнен в виде механизма поочередного осевого перемещения кожуха и органа перекрытия кольцевого зазора, и связан каждый с одним из датчиков температуры при помощи одного из исполнительных механизмов.2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е,е с я тем, что центральный канал и охватывающий его кожух выполнены цилиндрическими, торцовые перегородки установлены перпендикулярно к оси центрального канала, первая и вторая обечайки выполнены в виде набора колец, каждое из которых установлено между парными торцовыми перегородками, и орган перекрытия кольцевого зазора выполнен в виде шайбы,3. Устройство по пп.1 и 2, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что орган перекрытия кольцевого зазора выполнен в виде конуса с осевым отверстием.4. Устройство по пп.1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в каналах охлаждающего воздуха размещены бруски, установленные радиально.1544998 фиг ь Н,Лапу едактор 0,10 рковецк к 0 Тираж 496 Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 о-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 зводс ЗаказВНИИПИ Состави Техред М н Корректор Н.Король