Модернизация дизельного двигателя Д-243 путем установки турбонаддува

Переходное устройство может быть снабжено кольцевой вставкой с запорным лабиринтом для отделения подшипникового кронштейна и уплотнения вала запорным газом.

В переходном устройстве могут быть выполнены отверстия для подвода к уплотнениям или камерам на конце статорной части затворного газа.

Существенным в изобретении является крепление кронштейна подшипника на выступающем из корпуса торцевом конце статора пакета. При этом важным в смысле изобретения является, чтобы кронштейн подшипника был связан с пакетом, а не с корпусом. При обычных традиционных конструкциях фланец кронштейна подшипника навинчивается непосредственно на корпус. Компоновка согласно изобретению позволяет осуществить точное центрирование роторной части относительно статорной части вне корпуса. Так как потери турбомашины в основном определяются величиной зазора между ротором и статором, то решающее значение имеет оптимальное центрирование ротора и статора в пакете. После центрирования в мастерской можно зафиксировать точное расположение статора и ротора относительно друг друга с помощью цилиндрических и/или конических штифтов, так чтобы после демонтажа кронштейнов подшипников можно было вставить отцентрированный пакет в корпус. Независимо от установления положения пакета относительно оси корпуса, сохраняется установленное и определяющее теряемую мощность точное расположение статора и ротора относительно друг друга. Благодаря этому, исключаются возможные воздействия на эксплуатационные свойства и надежность в работе турбокомпрессора из-за возможных отклонений в имеющемся корпусе в области подгонки пакета к корпусу и пакета к крышке.

При предложенном конструктивном варианте имеющийся в наличии корпус и имеющаяся в наличии крышка не имеют никакого влияния на положение ротора относительно статорной части. Вследствие этого, можно осуществить контроль положения вмонтирования ротора относительно статорной части без корпуса. Благодаря этому, сводится к минимуму риск при монтаже в имеющийся в наличии корпус на месте строительства.

В зависимости от соотношений диаметров между торцевым концом статора и относящимся к нему кронштейном подшипника может быть целесообразным вставить между ними переходное устройство. Переходное устройство предпочтительно используют в первую очередь для того, чтобы создать выравнивание между выступающим из корпуса, имеющим в большинстве случаев меньший диаметр, концом статора и имеющим больший диаметр фланцем кронштейна подшипника.

Переходное устройство можно использовать также для установки в нем уплотнения (например, запорный лабиринт) между кронштейном подшипника и уплотнением вала, которое требуется при уплотнениях с газовой смазкой и при лабиринтных уплотнениях, а также при смазанных маслом уплотнениях с раздельной масляной системой, т.е. масло подшипника и масло уплотнения разделены. Подсоединение затворного газа может осуществляться непосредственно на переходном устройстве. Переходное устройство можно использовать также для выполнения подсоединительных отверстий к уплотнениям или камерам в конце статора.

Изобретение поясняется чертежом, где изображен турбокомпрессор, продольный разрез.

Представленный на чертеже турбокомпрессор имеет корпус 1. В этом примере выполнения расположенная слева область корпуса 1 снабжена упорным уступом 2. В качестве альтернативы возможна также конструкция крышки с функциями упорного уступа. В этот корпус вставляют по оси пакет, состоящий из роторной 3 и статорной 4, 5 частей, а также вала 6. При этом находящаяся слева статорная часть 5 пакета прилегает к упорному уступу 2. Завершение правой стороны образует крышка 7, которая соединена с корпусом 1 с помощью винтов 8. Соответствующие торцевые концы 9, 10 статора 4, 5 выступают из торцевой стороны крышки 7 или корпуса 1. В этом примере выполнения на этот конец 9, 10 навинчено переходное устройство 11, 12. Другая сторона переходного устройства 11, 12 соединена с соответствующим кронштейном 13, 14 подшипника. Расположенный в этом примере выполнения слева подшипник представляет собой радиальный подшипник 15, а расположенный справа подшипник - радиально-упорный подшипник 16. Направление пакета в радиальном направлении осуществляется, во-первых, с помощью отверстия 17 в упорном уступе 2 корпуса 1, а во-вторых, отверстием 18 в крышке 7. Направление пакета по оси осуществляется в рабочих условиях с помощью упорного уступа 2 корпуса 1 и с помощью расположенного здесь справа радиально-упорного подшипника 16. Уплотнение между давлением в зоне 19 всасывания и конечным давлением в зоне 20 нагнетания в пакете относительно корпуса 1 осуществляется с помощью расположенного между статорной частью 5 и корпусом уплотнения 21. В этом примере выполнения в обоих переходных устройствах 11, 12 установлен запорный лабиринт в качестве уплотнения между кронштейном 13, 14 подшипника и уплотнением вала. Затворный газ подается при этом с помощью вставки 22 соответствующего запорного лабиринта 23.

Формула изобретения

1. Турбокомпрессор, содержащий снабженный упорным уступом корпус, вставляемый в него пакет, состоящий из роторных и статорных частей, закрывающую корпус с одной стороны крышку, а также несущий роторные части вал, опирающийся на радиальный и радиально-упорный подшипники, причем центрирование пакета в радиальном направления осуществляется за счет отверстия, выполненного в зоне упорного уступа корпуса, и отверстия, выполненного в крышке, а в осевом направлении в эксплуатационных условиях - за счет упорного уступа в корпусе и радиально-упорного подшипника, отличающийся тем, что подшипники установлены в расположенных вне корпуса подшипниковых кронштейнах и выполненные в виде цапф концы выступающего из корпуса вала размещены в подшипниковых кронштейнах, каждый из которых закреплен на соответствующем выступающем из корпуса торцевом конце статорной части пакета, при этом между соответствующим выступающим из корпуса торцевым концом статорной части пакета и соответствующим подшипниковым кронштейном установлено переходное устройство для соединения конца статорной частя, имеющей меньший диаметр, и подшипникового кронштейна, имеющего больший диаметр.

2. Турбокомпрессор по п. 1, отличающийся тем, что переходное устройство снабжено кольцевой вставкой с запорным лабиринтом для отделения подшипникового кронштейна и уплотнения вала запорным газом.

3. Турбокомпрессор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в переходном устройстве выполнены отверстия для подвода к уплотнениям или камерам на конце статорной части затворного газа.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА

ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.04.2011 - прекратил действие

(21), (22) Заявка: 97117840/06, 23.10.1997

(45) Опубликовано: 20.06.1999

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ЦНИИТЭИ "Тракторсельхозмаш". Обзорная информация. Серия: Тракторы, самоходные шасси и двигатели, агрегаты и узлы. Современные устройства для регулирования наддува двигателей внутреннего сгорания тракторов и сельскохозяйственных машин. Вып. 17, - М.: 1979, с. 16 и 17, рис. 6. US 4075849 A, 28.02.78. SU 1710800 A1, 07.02.92. SU 909246 A, 01.03.82. US 4120156 A, 17.10.78. GB 2078856 A, 13.01.82. US 4655043 A, 07.04.87.

Адрес для переписки:

423825, Набережные Челны, пр.Яшьлек 29, кв.280 Магзумьянову Р.Ф.

(71) Заявитель(и):

Магзумьянов Радик Фаатович

(72) Автор(ы):

Магзумьянов Р.Ф.

(73) Патентообладатель(и):

Магзумьянов Радик Фаатович

) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к агрегатам наддува двигателей внутреннего сгорания. В корпусе турбокомпрессора размещены воздухонапорная полость компрессора и газоподводящая улитка турбины, в которой установлены рабочее колесо центростремительной турбины и заслонка, расположенная на входе газов в улитку турбины. Регулирующий механизм выполнен в виде подпружиненной мембраны, штока, связанного с мембраной, и канала подвода наддувочного воздуха в подмембранную полость. В канале выполнена дополнительная полость. В штоке образован клапан, закрывающий дополнительную полость. В корпусе турбокомпрессора выполнено отверстие, в котором установлен передаточный вал, жестко соединенный с заслонкой, регулирующий механизм расположен с наружной стороны корпуса турбокомпрессора и снабжен рычагом, жестко связанным с передаточным валом и шарнирно соединенным с штоком. Технический результат заключается в повышении эффективности в работе. 3 ил.

Изобретение относится к области турбокомпрессоростроения, в частности к агрегатам наддува двигателей внутреннего сгорания.

Известно регулировочное устройство, выполненное в виде турбокомпрессора, содержащего корпус с газоподводящей улиткой, в которой размещены рабочее колесо центростремительной турбины и заслонка, расположенная на входе газов в улитку, выполненная с возможностью поворота и кинематически связанная с регулирующим механизмом [1].

Недостатком этого устройства является следующее.

Узел поворота регулировочного диска имеет втулкообразную форму большого диаметра, что способствует из-за воздействия высоких температур объемному расширению и заклиниванию. Кроме того, на регулировочный диск действует боковое давление газов со стороны турбины, сто увеличивает трение при повороте диска.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому устройству является регулировочное устройство, содержащее турбокомпрессор, в корпусе которого размещены воздухонапорная полость компрессора и газоподводящая улитка турбины, в которой установлены рабочее колесо центростремительной турбины и заслонка, расположенная на входе газов в улитку, и регулирующий механизм, выполненный в виде размещенной в кожухе подпружиненной мембраны, разделяющей кожух на надмембранную и подмембранную полости, штока, связанного с мембраной, и канала подвода наддувочного воздуха в подмембранную полость, в котором выполнена дополнительная полость, причем заслонка кинематически связана с регулирующим механизмом, в штоке образован клапан, выполненный с возможностью закрытия дополнительной полости за счет усилия пружины и площадью, меньшей, чем площадь мембраны [2].

Недостатком этого устройства является следующее.

Шток клапана устройства выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения, что способствует образованию нагара на штоке от отработавших газов и заклиниванию, что снижает эффективность работы устройства.

Изобретение направлено на повышение эффективности устройства.

Для этого в устройстве для регулирования давления наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее турбокомпрессор, в корпусе которого размещены воздухонапорная полость компрессора и газоподводящая улитка турбины, в которой установлены рабочее колесо центростремительной турбины и заслонка, расположенная на входе газов в улитку, и регулирующий механизм, выполненный в виде размещенной в кожухе подпружиненной мембраны, разделяющей кожух на надмембранную и подмембранную полости, штока, связанного с мембраной, и канала подвода поддувочного воздуха в подмембранную полость, в котором выполнена дополнительная полость, причем заслонка кинематически связана с регулирующим механизмом, в штоке образован клапан, выполненный с возможностью закрытия дополнительной полости за счет усилия пружины и площадью, меньшей, чем площадь мембраны, согласно изобретению, в корпусе турбокомпрессора выполнено отверстие, в котором установлен передаточный вал, жестко соединенный с заслонкой, регулирующий механизм расположен с наружной стороны корпуса турбокомпрессора и снабжен рычагом, размещенным в выполненной в корпусе выемке, жестко связанным с передаточным валом и шарнирно соединенным со штоком.

Устройство для регулирования давления наддува двигателя внутреннего сгорания 1 содержит турбокомпрессор 2, в корпусе которого размещены воздухонапорная полость компрессора 3 и газоподводящая улитка турбины 4, в которой установлены рабочее колесо 5 центростремительной турбины 4 и заслонка 6, расположенная на входе газов в улитку турбины 4, и регулирующий механизм 7, расположенный с наружной стороны корпуса турбокомпрессора 2 и выполненный в виде размещенной в кожухе подпружиненной мембраны 8, разделяющий кожух на надмембранную 9 и подмембранную 10 полости, штока 11, связанного с мембраной 8, и канала 12 подвода поддувочного воздуха в подмембранную полость 10, в котором выполнена дополнительная полость 13. Заслонка 6 через передаточный вал 14 и рычаг 15 шарнирно соединена со штоком 11 регулирующего механизма 7. В штоке 11 образован клапан 16, выполненный с возможностью закрытия дополнительной полости 13 за счет усилия пружины 17. Площадь клапана 16 меньше площади мембраны 8. Передаточный вал 14 установлен в выполненном в корпусе турбокомпрессора 2 отверстии 18 и жестко соединен со стороны турбины 14 с заслонкой 6, а со стороны компрессора 3 - с рычагом 15, причем рычаг 15 размещен в выполненной в корпусе выемке 19.

Устройство работает следующим образом.

Отработавшие газы двигателя 1 поступают через улитку турбины 4 на рабочее колесо 5. Мощность турбины 4 через ротор 20 передается компрессору 3, в котором сжимается воздух для наддува двигателя 1. Давление сжатого воздуха зависит от давления газов перед турбиной 4, а последнего - от начального проходного сечения 21 турбины 4.

При работе двигателя 1 с малым расходом газа через турбину 4, т.е. на режимах малых нагрузок и частот вращения, а также на режиме максимально крутящего момента, давление наддувочного воздуха, заполнившего через канал 2 дополнительную полость 13, недостаточно для сжатия пружины 17, и клапан 16 находится в прижатом к корпусу регулирующего механизма 7 положении, следовательно, заслонка 6 максимально перекрывает начальное проходное сечение 21 турбины 4. Тем самым достигается необходимое давление наддува, которое позволяет достаточно полно обеспечить воздухом двигатель 1 на частичных режимах и на режиме максимального крутящего момента.

При переходе с режима максимального крутящего момента на режим номинальной мощности начинает повышаться давление наддува выше необходимого значения и усилие пружины 17 становится меньше усилия давления наддува на клапан 16 и пружина 17 сжимается. Наддувочный воздух заполняет подмембранную полость 10, так как площадь мембраны 8 больше площади клапана 16, то усилие давления наддувочного воздуха на пружину 17 возрастает в прямой пропорциональности от отношения площади мембраны 8 к площади клапана 16 и пружина 17 сжимается до тех пор, пока усилие пружины 17 не сравняется с усилием от давления наддувочного воздуха. При этом заслонка 6 раскрывает начальное проходное сечение 21 турбины 4 и давление наддува перестает возрастать.

При понижении давления наддува устройство работает в сторону уменьшения начального проходного сечения 21 турбины 4.

Кинематическая связь между регулирующим механизмом 7 и заслонкой 6 работает следующим образом. Шток 11 регулирующего механизма 7, шарнирно соединенный с рычагом 15, совершая возвратно-поступательные движения, поворачивает рычаг 15, а вместе с ним и заслонку 6.

Применение предложенного устройства позволяет повысить эффективность работы конструкции, что заключается в следующем:

- узел поворота (передаточный вал и отверстие в корпусе турбокомпрессора) подвержен минимальным температурным нагрузкам вследствие того, что корпус турбокомпрессора охлаждается маслом при смазывании скользящего подшипника ротора турбокомпрессора;

- на передаточный вал действуют осевые усилия от давлений со стороны компрессора и турбины, которые примерно одинаковые, вследствие чего передаточный вал разгружается от осевых усилий;

- передаточный вал выполнен минимального диаметра исходя из условия прочности конструкции, поэтому менее подвержен заклиниванию из-за объемных температурных расширений.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР N 1650917, кл. F 01 D 17/04, 1991.

2. Современные устройства для регулирования наддува двигателей внутреннего сгорания тракторов и сельскохозяйственных машин. Обзорная информация. Серия: Тракторы, самоходные шасси и двигатели, агрегаты и узлы. Вып. 17. - М.: ЦНИИТЭИ "Тракторсельхозмаш", 1979, с. 17, рис. 6.

Формула изобретения

Устройство для регулирования давления наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее турбокомпрессор, в корпусе которого размещены воздухонапорная полость компрессора и газоподводящая улитка турбины, в которой установлены рабочее колесо центростремительной турбины и заслонка, расположенная на входе газов в улитку, и регулирующий механизм, расположенный с наружной стороны корпуса турбокомпрессора и выполненный в виде размещенной в кожухе подпружиненной мембраны, разделяющей кожух на надмембранную и подмембранную полости, штока, связанного с мембраной, и канала подвода наддувочного воздуха в подмембранную полость, в котором выполнена дополнительная полость, причем заслонка кинематически связана с регулирующим механизмом, отличающееся тем, что в штоке образован клапан, выполненный с возможностью закрытия дополнительной полости за счет усилия пружины и площадью, меньшей площади мембраны, в корпусе турбокомпрессора выполнено отверстие, в котором установлен передаточный вал, жестко соединенный с заслонкой, а регулирующий механизм снабжен рычагом, размещенным в выполненной в корпусе выемке, жестко связанным с передаточным валом и шарнирно соединенным с штоком.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА

ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.04.2011 - действует

(22) Заявка: 5029340/06, 27.02.1992

(45) Опубликовано: 20.02.1995

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Поршневые и газотурбинные двигатели. - Экспресс-информация, N 23. М.: ВИНИТИ, 1989.

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 19 Международный конгресс по двигателям внутреннего сгорания. - Среднеоборотный двигатель S 20A. - Флоренция, 1991, с.4,9,10.

(71) Заявитель(и):

Никитин Евгений Александрович,

Юз Лев Давидович,

Дехович Дмитрий Александрович,

Подлиповский Юрий Павлович,

Мадонов Игорь Владимирович,

Калугин Михаил Евгеньевич

(72) Автор(ы):

Никитин Евгений Александрович,

Юз Лев Давидович,

Дехович Дмитрий Александрович,

Подлиповский Юрий Павлович,

Мадонов Игорь Владимирович,

Калугин Михаил Евгеньевич

(73) Патентообладатель(и):

Никитин Евгений Александрович,

Юз Лев Давидович,

Дехович Дмитрий Александрович,

Подлиповский Юрий Павлович,

Мадонов Игорь Владимирович,

Калугин Михаил Евгеньевич

РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ НАДДУВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ТУРБОНАДДУВОМ

(57) Реферат:

Использование: двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: регулятор давления наддува содержит два перепускных клапана, один из которых служит для перепуска части наддувочного воздуха с выхода компрессора на вход турбины на промежуточных режимах двигателя, в другой - для ограничения максимального давления наддува перепуском части наддувочного воздуха в линию сброса. Управляющее устройство регулятора выполнено в виде двухстороннего и одностороннего сопел и взаимодействующих с ними трех подпружиненных заслонок. Корпус регулятора служит кронштейном для установки на двигатель и для коммутации пневматических и гидравлических каналов. Повышается надежность , уменьшаются затраты энергии за счет использования масла из системы смазки двигателя. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с турбонаддувом, в частности к регулированию подачи в ДВС воздуха.

Известен регулятор наддува для двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом, содержащий клапан перепуска и клапан ограничения, причем входы обоих клапанов соединены с выходом из компрессора турбокомпрессора, выход клапана перепуска соединен с входом в турбину турбокомпрессора, а также управляющие устройства с чувствительными элементами, соединенными с полостью наддувочного воздуха.

Недостатками известного регулятора являются:

сброс части воздуха после компрессора в атмосферу при ограничении давления наддува, что приводит к снижению экономичности ДВС на полной мощности ввиду безвозвратной потери энергии, потраченной в компрессоре на сжатие этой части воздуха;

использование прямодействующего клапана ограничения давления наддува, что не обеспечивает точного поддержания предельного давления наддува;

применение электрической системы управления перепуском воздуха в турбину при частичных нагрузках, что усложняет регулятор и делает его зависимым от внешнего электропитания.

Кроме того, разбивка регулятора на конструктивно отдельные блоки, располагаемые в разных точках двигателя, усложняет систему регулирования за счет появления внешних линий связи, уменьшая вследствие этого его надежность.

Указанные недостатки можно уменьшить или исключить:

сбросом части воздуха после компрессора при регулировании предельного давления наддува на всасывание компрессора, поскольку в этом случае энергия сбрасываемого воздуха будет использована для подогрева всасываемого воздуха, что приведет к более интенсивному снижению давления наддува и за счет этого уменьшит потребный объем сбрасываемого воздуха и потерю с ним энергии;

переходом на регулирование предельного давления наддува с использованием промежуточного усиления, что позволяет обеспечить высокую точность регулирования;

применением гидравлического дроссельно-соплового регулирования с использованием масла под давлением из системы смазки двигателя, что делает регулятор не зависимым от внешнего источника энергии.

Кроме того, объединение узлов регулятора в единый конструктивный блок может упростить его размещение на двигателе и повысить его надежность за счет отказа от большинства внешних линий связи.

Целью изобретения является повышение надежности и точности регулятора и экономичности двигателя, на котором он устанавливается, за счет использования внутреннего источника энергии этого двигателя, отказа от большинства внешних линий связи и утилизации энергии сбрасываемого воздуха.

Указанная цель достигается тем, что в регуляторе давления наддува двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, содержащем первый и второй перепускные клапаны с камерами управления, управляющее устройство с чувствительными элементами, соединенными с полостью наддувочного воздуха, причем входы первого и второго перепускных клапанов сообщены с выходом компрессора, выход первого перепускного клапана сообщен с входом турбины, согласно изобретению выход второго перепускного клапана сообщен с входом компрессора, управляющее устройство выполнено в виде двухстороннего сливного сопла с двумя подпружиненными заслонками, установленными с возможностью перекрытия двухстороннего сливного сопла, и одностороннего сливного сопла с третьей подпружиненной заслонкой, установленной с возможностью перекрытия одностороннего сливного сопла, камера управления первого перепускного клапана через дроссель соединена с напорной масляной магистралью двигателя и с входом двухстороннего сливного сопла, камера управления второго перепускного клапана через дроссель соединена с напорной масляной магистралью двигателя и с входом одностороннего сливного сопла, причем первая и вторая заслонки установлены с возможностью взаимодействия с первым и вторым чувствительными элементами, а третья заслонка - с третьим чувствительным элементом.

Кроме того, согласно изобретению регулятор снабжен дополнительным дросселем, установленным на сливе из камеры управления первым перепускным клапаном.

Согласно изобретению перепускные клапаны и управляющее устройство смонтированы в общем корпусе, установленном в месте отбора наддувочного воздуха, а пневматические и гидравлические соединения регулятора выполнены в корпусе в виде каналов.

На фиг. 1 представлена принципиальная пневмогидравлическая схема регулятора давления наддува и его подключения к системе турбонаддува ДВС; на фиг. 2 - регулятор давления наддува; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Блок 1 перепускных клапанов сообщен входами клапанов через линию 2 с приемным патрубком охладителя воздуха 3 дизеля 4 и содержит первый перепускной клапан 5, выход которого сообщен линией 6 с входом в турбину 7, и второй перепускной клапан 8, выход которого сообщен линией 9 с входом в компрессор 10.

Входы первого и второго перепускных клапанов соединены через охладитель воздуха 3 с выходом компрессора 10.

Каждый клапан имеет мембрану управления 11 и возвратную пружину 12.

Камера управления 13 первого перепускного клапана 5 и камера управления 14 второго перепускного клапана 8 соединены с напорной масляной магистралью двигателя через дроссели 15 и 16 соответственно.

Камера управления 13 первого перепускного клапана соединена со сливом через дроссель 17 и с входом двухстороннего сливного сопла управляющего устройства 20, седла 18 и 19 которого взаимодействуют с подпружиненными заслонками 21 и 22. Заслонки установлены с возможностью перекрытия этого сопла и взаимодействия с первым чувствительным элементом 23 и вторым чувствительным элементом 24 соответственно.

Чувствительные элементы 23 и 24 состоят каждый из соединенных между собой подвижными центрами мембраны с большим гофром и мембраны с малым гофром. Внутренние полости этих элементов соединены отдельно от линии 2 каналом 25 с полостью наддувочного воздуха в приемном патрубке охладителя 3. Первый чувствительный элемент 23 взаимодействует с пружинами 26 и 27, второй чувствительный элемент 24 - с пружинами 28 и 29. Усилия пружин 26 и 28 регулируются винтами (стаканами) 30 и 31. При правильной регулировке усилия пружин 27 и 28 больше, чем пружин 26 и 29, поэтому при отсутствии давления наддува заслонка 21 отодвинута от седла 18 двухстороннего сопла, а заслонка 22 прижата к его седлу 19.

Камера управления 14 второго перепускного клапана 8 соединена с входом одностороннего сливного сопла 32 третьего чувствительного элемента 33.

Мембрана 34 с заслонкой 35 третьего чувствительного элемента подпружинена пружиной 36 и образует с крышкой этого элемента полость управления, которая также соединена каналом 25 с полостью наддувочного воздуха. При отсутствии давления наддува мембрана 34 с заслонкой 35 отодвинута пружиной 36 от сопла 32.

Основой регулятора является корпус 37, установленный фланцем 38 в месте отбора воздуха, в нем выполнены в виде каналов все гидравлические и пневматические соединения.

При работе двигателя выхлопные газы из дизеля 4 поступают в турбину 7 турбокомпрессора, которая приводит в действие компрессор 10, он всасывает воздух, сжимает его и подает через охладитель 3 в двигатель.

Пока нагрузка на двигатель невелика, давление наддува, создаваемое компрессором 10, мало. Масло поступает из напорной магистрали двигателя через дроссель 15 и 16 в камеры управления 13 и 14 перепускных клапанов, вытесняет из них воздух и свободно сливается из камеры 13 через открытое седло 18 двухстороннего сопла и дроссель 17, а из камеры 14 через открытое сопло 32. Давление масла в этих камерах мало, оба перепускных клапана закрыты.

По мере роста нагрузки двигателя давление наддува растет и создает в полостях чувствительных элементов 23 и 24 усилие в сторону мембраны с большим гофром. Это усилие преодолевает сопротивление пружины 27 и перекрывает заслонкой 21 первого чувствительного элемента 23 седло 18 двухстороннего сопла. Слив из камеры управления 13 резко уменьшается, давление в ней растет и клапан 5 открывается. Наддувочный воздух частично поступает из компрессора 10, минуя дизель 4, по линии 6 в турбину 7, увеличивая общий расход через нее газа. Мощность турбины растет, давление наддува, создаваемое компрессором 10, возрастает, создается возможность увеличения нагрузки двигателя на этих режимах. Поскольку турбокомпрессор из-за повышения частоты вращения его ротора переходит в область более высоких КПД, общая экономичность двигателя возрастает. Сохраняющаяся на этом режиме небольшая прокачка масла через камеру 13 обеспечивает охлаждение мембраны 11.

При дальнейшем росте нагрузки и частоты вращения двигателя и связанного с этим расхода воздуха давление наддува турбокомпрессора приближается к своему расчетному режиму, на котором перепуск наддувочного воздуха в турбину становится излишним. Возросшее давление наддува создает в камере управления второго чувствительного элемента 24 повышенное усилие, преодолевает сопротивление пружины 28 и отводит заслонку 22 от седла 19. Давление в камере управления 13 падает, перепускной клапан 5 закрывается.

Турбокомпрессор может быть рассчитан на создание полного давления наддува при работе двигателя на полной мощности при положительной температуре всасываемого воздуха или при работе с частичной мощностью. Поэтому при работе двигателя при отрицательной температуре воздуха, а во втором случае при нагрузке, близкой к номиналу, давление наддува возрастает выше нормы и, действуя на мембрану 34, преодолевает сопротивление пружины 36, придвигает заслонку 35 к одностороннему соплу 32. Вследствие дросселирования слива давление в камере 14 возрастает, клапан 8 приоткрывается и сбрасывает часть наддувочного воздуха на всасывание компрессора 10. Расход воздуха через компрессор и температура воздуха на его всасывании возрастают, это прекращает рост давления наддува.

Таким образом, регулятор согласно изобретению обеспечивает:

повышение экономичности двигателя на полной мощности за счет утилизации тепла сбрасываемого воздуха при ограничении предельного давления наддува;

точное ограничение предельного давления наддува за счет непрямого гидравлического регулирования;

полную автономность регулятора при работе двигателя за счет дроссельно-соплового гидравлического регулирования с использованием масла из системы смазки двигателя.

Формула изобретения

1. РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ НАДДУВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ТУРБОНАДДУВОМ, содержащий первый и второй перепускные клапаны с камерами управления, управляющее устройство с чувствительными элементами, соединенными с полостью наддувочного воздуха, причем входы первого и второго перепускных клапанов сообщены с выходом компрессора, а выход первого перепускного клапана - с входом турбины, отличающийся тем, что выход второго перепускного клапана сообщен с входом компрессора, управляющее устройство выполнено в виде двустороннего сливного сопла с двумя подпружиненными заслонками, установленными с возможностью перекрытия двустороннего сливного сопла и одностороннего сливного сопла с третьей подпружиненной заслонкой, установленной с возможностью перекрытия одностороннего сливного сопла, камера управления первого перепуского клапана через дроссель соединена с напорной масляной магистралью двигателя и с входом двустороннего сливного сопла, камера управления второго перепускного клапана через дроссель соединена с напорной масляной магистралью двигателя и с входом одностороннего сливного сопла, причем первая и вторая заслонки установлены с возможностью взаимодействия с первым и вторым чувствительными элементами, а третья заслонка - с третьим чувствительным элементом.

2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что снабжен дополнительным дросселем, установленным на сливе из камеры управления первым перепускным клапаном.

3. Регулятор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что перепускные клапаны и управляющее устройство смонтированы в общем корпусе, установленном в месте отбора наддувочного воздуха, а пневматические и гидравлические соединения регулятора выполнены в корпусе в виде каналов.

Размещено на Allbest.ru