Волновой обменник давления

Волновой обменник давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ВОЛНОВОЙ ОБМЕМНИК ДАВЛЕНИЯ, прежмущест веннр давления отработавших газов и ваацувочного воздуха авигатепя внутреннего огорания, ооаержаший неподвижный 1шлиндрич ес1Шй )ообменный элемент, раацелеюшй на продольные ячейки располонсеиные по его торцам вращающиеся циски с окнами дпд поцвоц и отвода сжима1ощего и сжимаемого рабочего тела и вращающиеся вместе с дисками хош ческие распределители, каналы которых подключены к окнам дисков, о т л чающийся тем, что, с целью упрощения конструкции путем обеспечения возможности исключения привода дисков и конических распределителе, окна в дисках вьтолиены наклонными относительно оси напороо енного эл& мента, а каналы в конических распределителях - винтовыми. 2. Обменник по п. 1 о т л и ч а ю щ и и с я т&л, что винтовые каналы в к(щических расп| е делителях выпопнеI ны с перем шым )тлом подъема ю тд, увеличивающимся от оси к ||аш нйпфообменнсоч) элемента.

, SU„„ 1030585 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NlllllH0

РЕСПУБЛИК з < р 1Р 04 Р 11/02 Р 02 В 33/42

ГОСЩЧ ОТЮЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FO ÄÇÓÈÌ ИЗОИ%ТЕМИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Ф»М СИО»(СВЩЩТВЛЬСТВУ

2. Обменник по п. 1 о т л и ч i ю m и и с я тем, что винтовые каналы

s конических распределителях вьшопне . I

; ны с переменным углом подъема вин та, увеличивавшимся от оси к перифе»;" рни нанорообменного элемента. (21) 3423159/2506 ,. (22) 14.04.82, (46) 23.07.83. Бюл, М 27 (72) И. Н. Белинский, В. Г. Рябикин

Ы И.. Р. Мужцобаев (71) Харьковский автомобильно-дорожный .".титут им. Комсомола Украины

{53) 621.43.052 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ж 883571, кп. F 02 В 33/42, 1980. .(54) (57) 1. ВОЛНОВОЙ ОБМЕННИК

ЛАВЛЕНИЯ, преимущественно давления отработавших газов н наццувочного воздуха, двигателя внутреннего сгорания, содержащий неподвижный цилиндрический

" . напорообменный элемент, разцеленный на продольные ячейки, расположенные. по ex î торщы.врашающиеся циски с окнами. дпя подвоца и отвоца. сжимаю щего и сжимаемого рабочего тела и врашаюшиеся вместе с дисками кони ческие распрецепителн, каналы которых поцключены к окнам дисков, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью упрощения конструкции путем обеспечения воэможности исключения привода дисков и конических распределителей, окна в дисках выполнены наклонными относительно оси напорообменного weмента, а каналы в конических распределителях - винтовыми.

1030585 2

Поставленная цель достигается тем, 35 что в волновом обменнике давления преимущественно давления отработавших газов и нац- цувочного возцуха цвигателя внутреннего сгорания, содержащем неподвижный лилин црический напорообменный зле

"40 мент, разцеленный на продольные ячейки, расположенные по его торцам вращающиеся циски с окнами для поцвода и отвода сжимающего и сжимаемого рабочего тела и вращающиеся

45 вместе с дисками конические распреде»лители,, каналы которых подключены к окнам дисков, окна в цисках выполнены наклонными относйтельно оси на порообменного элемента, а каналы в ко» нических распрецецителях-винтовыми. .Кроме того винтовые каналы в конических распределителях выполнены с переменным углам подъема винта, увеличивающимся er оси к периферии на- 55 порообменного элемента.

На фиг. 1 показан волновой обменник давления, процольный разрез; на фиг. 2

Изобретение относится g машиностроэ",. нию, в частности к устройству нагнетателей, перекачивающих воздух. непосрец" ственным возцействнем сжатой среды и предназначенных цпя наддува цвигателей внутреннего сгорания.

Известен волновой обменник цавления, содержащий непоцвижный цнлинцри ческий напорообменный элемент, разделенный на продольные ячейки, расположенные по его торцам вращающиеся диски с окнами для поцвоца и отво» ца сжимающего и сжимаемого рабочего тела и вращающиеся вместе с дисками конические распрецелители, каналы ко- 15 торых подключены к окнам в дисках.

Известный обменник давления прецназ; пачек цля работы в системе наццува цвигателя внутреннего сгорания и обеспечивает повышенные показатели 20 цвигателя на переходных режимах и частичных нагрузках.

Кроме того, возможность регулиров кн взаимного углового положения циоков позволяет повышать КПД обменни 25 ка на нерасчетных режимах f 1 j.

Оцнако цля привода цисков и распределителей известного обменника . требуеч ся иметь специальный привод что услож няет его конструкцию. 30

Белью изобретения является упроще» ние конструкции путем обеспечения soe» можности исключения привода дисков и конических распрецелителей. торцовой циск; на фиг. Э -. оси кана»лов конического распределителя напораобменного элемента; на фиг. 4 - paeseps ка по среднему диаметру элемент на фиг. 5 - планы скоростей (a - на внутреннем, б-аа среднем, в-на наруж нам диаметрах цля ГВД).

В процессе описания приняты спе дующие терминология и сокращения:

ВОД - волновой обменник давления;

ГВД - газ (рабочее тело) высокого цавления, в данном случае отработавшие газы двигателя, ГНД- газ (рабочее тело) низкого давления;

BBlt — возцух (рабочее тело) высокого цавления, в данном случае надцув ный воздух, поступающий в двигатель;

ВНД - возцух (рабочее тело) низко» го цавлення, т.е. атмосферный воздух, поступаюший в BOll.

ВОД соцержит нелоцвижный цилиндри ческий многосекцнонный напорообменный элемент, состоящий из к6жуха 1 и полого вала 2, соединенных радиальными перегородками 3, образующими продольные ячейки. С обоих торцов элемента . установлены вращающиеся торцовые диски 4 и 5, предназначенные для поочередного сообщения ячеек с каналами подвоца и отвода газа и возцуха (фиг. 1).

Внутри полого вана 2 расположены чувствительный элемент 6 и исполнительный элемент 7 позволяющий регу пировать относительное положение окон подвода и отвоца рабочих тел.

Конический распределитель (фнг. 2) соединен с диском 4, в котором жмекп ся окна, например, для подвоца ГВД и отвода ГНД, снабжен цвумя канала ми в вице конических секторов 8, особь щающихся с попым валом 9, через который поступает ГВД, и образующих каналы для лоцвода и отвоца сжимающего рабочего тела к окнам диска.

Количество окон зависит от количества авилов работы ВОД за оцин оборот, s данном случае предполагается выпопнение двух циклов за 1 оборот BOl1.

Канал или полный конический сектор 8 выполнен винтовым и наклонен к оси напорообмениого элемента таким образом, что его ось (фиг. 3) и ось 11 напорообменного элемента образуют цве скрещивающиеся прямые в простран стве. На фиг. 3 показана аксонометрическая проекция верхней. половины распре целителя в системе двух взаимно перпен

30585

3 10 дикулярных плоскостей П4 и П При этом угон наклона сектора выбирается таким образом, чтобы поток поступающий

s напорообменный элемент, цвигался вдоль ячеек.

На фиг. 4 цана развертка ВОД по срвцнему диаметру, где показаны планы cKopocI потоков на вхоце рабо чих тел в напорообменный элемент и выходе иэ него.

Из вращающихся каналов распредели телей ГВД выхоцит с относительной скоростьюМ„. Склацывая векторно МК с окружной скоростью распределителей получим абсолютную скорость вхоца t . цля ГВД в напорообменный элемент.

Из ячейки напорообменного элемента BBll выхоцит со скоростью С . Во вращающнйся канал распределителя он входит с относительной скоростью3(/ которая нахоцится векторным вычитанием окружной скорости 0 из абсо- лютной скорости С,На аналогичных рассуждениях строятся планы скоростей для низконапорных рабочих тел.

Выходящий иэ распределителя поток ГВЛ созцает на распределителях реактивный вращающий момент, который приводит во вращение распределителях реактивный вращающий момент, который приво цит во вращение распределители с окружной скоростью 0, .Окружная скорость с увеличением радиуса возрастает, поэтому винтовые каналы в конических распределителях могут иметь переменный угол наклона к оси напорообменного элемента, чтобы иа всех радиальных расстояниях поток иа вхоце в элемент имел направление вдоль ячеек. Эа счет этого можно повысить и эффективность работы ВОД; ударные потери в BGLl во многом зааисят от формирования планов скоростей на входе и выхоце рабочих тел.

Поц ударными потерями эцесь пони маются потери, связанные с поступле кием (и выхоцом) рабочих тел в ячей ки ротора в момент ее открытия (или закрытия) .

На фиг. 5 - показаны планы скороотей на внутреннем, среднем и наружном циаметрах цля ГВД. Таким образом, 1Î стенки канала Bll цолжны иметь со .ответствующую закрутку, чтобы на всех рациусах сохранить осевое направление С.

Штриховой линией показано положение боковых стенок канала на внутреннем

15 диаметре, штрих-пунктиром на срецнем и сплошной пинией на наружном циамеъре распределителя. Соответствующую закрутку могут иметь и остальные каналы.

2о Данный ВОД естественно будет облацать и способностью к регулированию, если будет снабжен известным устройством цля установки взаимного углового положения торцовых цисков.

25 В этом случае увеличение расхода ГВД созцает больший реактивный момент на распределителях, а соответственно вызовет и их большую окружную скорость U . Изменение окружной скороо

gp ти бу.цет воспринято чувствительным элементом 6 регулятора (фиг. 1) и че рез исполнительный механизм 7 выэо вет изменение относительного углового положения распределителей. Кроме яте

35 го и ене е скор: и соответ ственно отразится и на расхоцах остальных рабочих тел.

Таким образом, наличие боковой составляющей обеспечивает вращение

4, цисков и распределителей, что позволяет исключить привоц упростить конструкцию и позволяет более рационально решить эацачу конструктивного размещения ВОД на двигателе.

1030885

1 030585

Фиа5

Составитель М. Файн

Рецактор Г. Волкова Техрец К.Мыцьо Корректор Л.Бокшан

Заказ 5162/38 Тираж 665 Поцписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по ценам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., ц. 4/5

Филиал ППП - Патент, r. Ужгороц, уп. Проектная