Турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания

Турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области автомобилестроения, а именно к двигателестроению. Данное изобретение применяется в двигателях внутреннего сгорания.

Известен турбокомпрессор с осевой турбиной для наддува двигателей внутреннего сгорания [Патент на полезную модель RU 122443 U1, опубл. 27.11.2012], предназначенный для повышения литровой мощности, снижения удельной массы, улучшения экологических показателей двигателя.

Турбокомпрессор состоит из центростремительной турбины и центробежного компрессора, соединенных между собой валом ротора в подшипниковом узле.

Известен турбокомпрессор S2B/7624TAE/0,76D9 американской фирмы "Schwitzer" [Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту. Двигатели КамАЗ: 740.11-240, 740.13-260, 740.14-300, 740.30-260, 740.50-360, 740.57-320, 740.50-3901001КД. Набережные Челны; ОАО «КамАЗ», 2002. - 247 с.], турбокомпрессор состоит из центростремительной турбины и центробежного компрессора, соединенных между собой валом ротора в подшипниковом узле.

Однако недостатком аналогов является низкое качество очистки воздуха, в связи с конструкцией компрессорной ступени, что приводит к преждевременному износу двигателя внутреннего сгорания.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является турбокомпрессор ТКР 7С-6 [Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту. Двигатели КамАЗ: 740.11-240, 740.13-260, 740.14-300, 740.30-260, 740.50-360, 740.57-320, 740.50-3901001КД. Набережные Челны: ОАО «КамАЗ», 2002. - 247 с.], который также состоит из центростремительной турбины и центробежного компрессора, соединенных между собой валом ротора в подшипниковом узле.

Недостатком данного устройства является также низкое качество очистки воздуха, связанное с конструкцией компрессорной ступени. В результате засорения воздушных фильтров, разгерметизации соединений с турбокомпрессором, резко ухудшается качество поступающего воздуха.

Задача настоящего изобретения заключается в повышении надежности автотракторных двигателей за счет улучшения качества очистки воздуха, поступающего в цилиндры.

Поставленная задача достигается тем, что в корпусе компрессорной ступени выполнено, по крайней мере, одно отверстие, расположенное на внешней поверхности патрубка в месте перехода от криволинейного к прямолинейному участку, при этом диаметр отверстия не превышает толщину стенки патрубка.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами: Фиг.1 - турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания, на Фиг.2 - корпус компрессорной ступени,

где

1 - центробежный компрессор,

2 - корпус компрессорной ступени,

3 - колесо компрессора,

4 - вал ротора,

5 - подшипниковый узел,

6 - корпус центростремительной турбины,

7 - колесо турбины,

8 - отверстие для очистки воздуха.

Турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания состоит из корпуса центростремительной турбины 6 с колесом турбины 7 и центробежного компрессора 1, соединенных между собой валом ротора 4 в подшипниковом узле 5. Корпус компрессорной ступени 2 и корпус центростремительной турбины 6 крепятся к корпусу подшипникового узла с помощью болтов и планок. Такая конструкция позволяет устанавливать корпус под любым углом друг к другу, что облегчает установку турбокомпрессора на двигателе. Корпус компрессорной ступени может быть изготовлен из алюиминиевого сплава, например АК9ч или АК12М2.

Ротор турбокомпрессора состоит из колеса турбины 7 с валом ротора 4, колеса компрессора 3, жестко закрепленные на валу, например с помощью гайки. Колесо компрессора 3 с загнутыми по направлению вращения назад лопатками может выполняться из алюминиевого сплава.

В корпусе компрессорной ступени имеется, по крайней мере, одно отверстие 8, расположенное на внешней поверхности патрубка в месте перехода от криволинейного к прямолинейному участку, при этом диаметр отверстия не превышает толщину стенки патрубка.

Турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

В корпусе центростремительной турбины 6 преобразовывается энергия выхлопных газов в кинетическую энергию путем вращения вала ротора 4 турбокомпрессора (частота вращения 100-110 тыс. оборотов в мин^-1) за счет вращения колеса турбины 7, жестко закрепленного на валу ротора. Затем энергия вращения ротора посредством работы колеса компрессора 3 в центробежном компрессоре 1 превращается в работу сжатия воздуха. Под действием центробежных сил частицы пыли (попавшие через засорившиеся фильтры или из-за разгерметизации соединений с турбокомпрессором) концентрируются по краям корпуса компрессорной ступени 2, где могут быть выведены через отверстие 8.

Опытным путем, в лаборатории кафедры «Автомобили и автомобильное хозяйство», выяснено, что эффект центрифугирования увеличивается пропорционально росту частоты вращения вала ротора 4. Как следствие, через отверстие 8 уходит часть абразивных частиц, что повышает надежность двигателя внутреннего сгорания.

Турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания, содержащий подшипниковый узел, в котором установлен вал ротора, с турбинным и компрессорным колесами, корпус турбинной ступени, закрепленный на корпусе подшипникового узла, и корпус компрессорной ступени, также закрепленный на корпусе подшипникового узла, отличающийся тем, что в корпусе компрессорной ступени выполнено по крайней мере одно отверстие, расположенное на внешней поверхности патрубка, при этом диаметр отверстия не превышает толщину стенки патрубка.