Устройство для выпуска тоработавших газов двигателей внутреннего сгорания

Устройство для выпуска тоработавших газов двигателей внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (l!) . ы>(.)()х (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 3.09.73 (21) 19б2249(Об с присоединением заявки № (23) Г!риоритет (43) Опубликовано 25.07.77. Ьтоллетень № 27 (45) Дата опубликования описания 04 11 77. (5!) М. Кл. F02В 37/02

F О1 и 5/04

Государственный номитет

Соввтв 1нинистров СССР по делам иэаоретений и открытий (72) Авторы изобретения

И. И. Резник, Ф. Г. Гринсберг и Г. й1. Грибачев (7!) Заявитель (54) УС1 РОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА ОТРАБОТАВШИХ

ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ элемент через его открытое торцовое сечение в суженной части и через боковые стенки диффузора, установленного между вторым крайним элементом и впускным отверстием турбины, что снижает пуль- . сации давления газов перед турбиной и способствует эффективности использования их энергии, Во время продувки цилиндров отработавшие газы разбавляются продувочным воздухом и их располагаемая энергия снижается.

Известны также устройства, позволяющие повысить энер ию газов перед турбиной путемдополни. тельного сжимания в них топлива. Такие устройства снабжены дополнительной камерой сгорания, установленной перед впускным отверстием турбины (2), Однако в этих устройствах повышение энергии отработавших газов не изпользуется для обеспечения эффективности газообмена.

Целью изобретения является повышение эффективности газообмена путем увеличения кинетической энергии отработавших газов.

Это дости1атеся тем, что к суженной части крайнего со стороны закрытого торца элемента подключена камера сгорания, сообщенная с поИзобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а именно к устройству. выхлопных систем двигателей внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом.

Известны устройства для выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащие трубопровод с закрытым торцом и установленные последовательно в его полости расширяющиеся по направлению к открытому торцу элементы, каждый из которых соединен с выпуск- 10 ными органами по меньшей мере одного цилиндра и сообщен в своей расширяющейся части с торцовым отверстием суженной части соседнего элемента и с полостью трубопровода (1) .

Соединительные каналы между выпускными орга- 1> нами и элементами выполнены в виде сопл, что вызывает увеличение скорости. азов, вытекающих из цилиндра, и возникновение эжектирующего эффекта, а также способствует „лучшению очистки соседних цилиндров от с тработавших газов. В расширяющих- 20 ся элементах скоростная энергия газов преобразуется в давление, часть;азов поступает в торцовое отверстие суженной части соседнего элемента, а часть — через открытую щель между элементами, в полость. Эта часть газов подсасывается в крайний 2б (53) УДК 621.43.052(088.8) 566008

3 постыл трубопровода при помощи отверстий в ее боковых стенках.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, разрез по выпускным органам цилиндров двигателя, снабженного двумя выпускными трубопроводами; на фиг. 2 - то же, разрез по одному из трубопроводов в перпендикулярной плоскости; на фиг. 3 дан узел l на фиг 2; на фиг,4 — сечение А — А на фиг. 2; на фиг. 5 — сечение Б — Б на фиг. 2.

Выпускные органы каждого цилиндра 1 многоцилиндрового двигателя выполнены в виде окон 2, Цилиндры установлены в блоке 3. По обеим сторонам блока установлены трубопроводы 4. В полости каждого трубопровода последовательно установлены расширяющиеся элементы 5, при этом каждый элемент соединен с выпускными окнами цилиндра при помощи суживающегося патрубка (сопла) 6.

На чертеже каждьй из элементов соединен с одним цилиндром, но для многорядного двигателя, у которого выпускной трубопровод расположен между рядами, возможно подключение одного и того же элемента к цилиндрам разных рядов.

Все сопла изогнуты и обращены своим выпускным отверстием к открытому торцу трубопровода.

К этому же торцу обращены своей расширенной частью элементы трубопровода. Торцовое отверстие расширенной части каждого элемента частично сооби.ено с торцовым отверстием суженной части соседнего злеMcHTa и частично — с полостью 7 трубопровода. Со стороны закрытого торца трубопровода к суженной части крайнего элемента подключена камера сгорания 8, сообщенная с полостью 7 при помощи отверстий, выполненных в ее боковых стенках. Камера сгорания снабжена запальным устройстом 9 и сообщена при помощи эжекционных насадков 10 с воздушной рубашкой 11, заключенной между трубопроводом и окружающей его изоляцией

12. Крайний со стороны открытого торца элемент подключен к диффузору 13 и к турбине 14 турбокомпрессора наддува.

Во время работы двигателя газы, вытекающие из цилиндра по изогнутым соплам, приобретают в них высокую скорость. В расширяющемся элементе эта скорость преобразуется в статическое. давление. При . этом часть газов с повышенным статическим давлением попадает в суженную часть соседнего элемента, а часть — в полость трубопровода. Эта часть газов затем подсасывается через отверстия в боковых стенках в полость. камеры сгорания, там принимает участие в процессе горения топлива и затем попадает в суженную часть крайнего элемента. В результате истечения газов из сопл создается эжекционный эффект, улучшающии: условия продувки соседних цилиндров, а последовательное попадание газов с повышенным давлением из одного элемента в другой и циркуляция газов в полости трубопровода способствует минимальному уменьшению колебаний давления на выходе из трубопровода при эффективном преобразовании пульсаций выхлопа в повышенное статическое давление, В результате того, что в камере сгорания происходит повышение температуры газов, поступающих в крайний элемент, их скорость движения по элементам возрастает и, соответственно, увеличивается эжекционный эффект, способствующий повышению эффективности газообмена.

На отдельных режимах для повышения эффективности горения к камере дополнительно подводят воздух из насадков 10. Вследствие того, что воздух в насадки поступает из воздушной рубашки 11 улучшается изоляция трубопровода, а подогрев воздуха в зазоре способствует лучшему использованию тепла

20 Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить температуру отработавших в двигателе газов перед турбиной, что способствует повышению ее мощности, улучшить газообмен в цилиндрах двигателя, что способствует повьш ению его КПД, и снизить токсичность отработавших газов в результате дожигания продуктов неполного распада.

Формула изобретения

Устройство для выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее трубопровод с закрытым торцом и установленные последовательно в его полости расширяющиеся по направлению к открытому торцу элементы, каждый из которых соединен с выпускными органами по меньшей мере одного цилиндра и сообщен в своей расширяющейся части с торцовым отверстием су4р женкой части соседнего элемента и полостью трубопровода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности газообмена путем увели чения кинетической энергии отработавших газов, к суженной части крайнего со стороны закрытого

45 торца элемента подключена камера сгорания, сооб щенная с полостью трубопровода при помощи отверстий, выполненных в ее боковых стенках.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Швейцарии 1! 352193, кл. 46 f, 5/03, опубл. 1961 г..

2. Патент Франции И 2146553, кл. Е 02 В 37/00, опубл. 1973 r.