турбокомпрессор с регулируемым наддувом

Классы МПК:F04D25/04 с пневматическим или гидравлическим приводом 
F02B37/00 Двигатели с нагнетателями, приводимыми в действие, по меньшей мере в течение некоторого времени, энергией выхлопа
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Семенов Александр Алексеевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-04-26
публикация патента:

Изобретение относится к агрегатам турбонаддува двигателей внутреннего сгорания и позволяет повысить эффективность наддува за счет применения второго колеса турбокомпрессора, соединенного с электродвигателем через блокирующуюся муфту, который обеспечивает наддув при пуске двигателя внутреннего сгорания. Турбокомпрессор, работающий на отработавших газах, для двигателя внутреннего сгорания содержит корпус, где размещены рабочее колесо турбины, соединенное неподвижно с валом рабочего колеса первой ступени компрессора, вращающегося на подшипниках, в нем дополнительно установлено рабочее колесо второй ступени компрессора с дугообразными лопатками, вал которого через первую обгонную муфту соединен с валом рабочего колеса первой ступени компрессора, с другой стороны через вторую обгонную муфту соединен с валом электродвигателя с регулируемым управлением. Изобретение направлено на повышение эффективности наддува и устранение «турбо-задержки». 2 ил.

турбокомпрессор с регулируемым наддувом, патент № 2517952 турбокомпрессор с регулируемым наддувом, патент № 2517952

Формула изобретения

Турбокомпрессор, работающий на отработавших газах, для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, где размещены рабочее колесо турбины, соединенное неподвижно с валом рабочего колеса первой ступени компрессора, вращающегося на подшипниках, отличающийся тем, что в нем дополнительно установлено рабочее колесо второй ступени компрессора с дугообразными лопатками, вал которого через первую обгонную муфту соединен с валом рабочего колеса первой ступени компрессора, с другой стороны через вторую обгонную муфту соединен с валом электродвигателя с регулируемым управлением.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к агрегатам турбонаддува двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известен турбокомпрессор, содержащий корпус турбины и компрессора, ось, вал, установленный в корпусе на подшипниках, рабочие колеса центробежного компрессора и турбины, установленные на валу, соединенные друг с другом в центральной части, корпус турбины и компрессора, соединенные скобой в виде полуколец с трапецеидальной канавкой на внутренней поверхности, охватывающей ответные выступы корпусов, причем полукольца стянуты винтами (а.с. 1776885, F04D 25/041).

Недостатком данной конструкции является близкое расположение рабочих колес турбины и компрессора, недостаточная теплоизоляция их.

Известен турбокомпрессор, содержащий рабочие колеса турбины и компрессора, размещенные по двухконсольной схеме с расположением подшипников между ними: корпус подшипников, с уплотнительными кольцами. Последние снабжены радиальными каналами. (Пат. 2202052 России. F04D 25/04, F02B 37/00. Опубл. 10.04.2013)

Недостатком данной конструкции является инерционность, в результате которой появляется "турбояма" ("турбозадержка"), снижающая мощность двигателя при пуске.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка конструкции турбокомпрессора, позволяющей повысить эффективность наддува и устранить "турбозадержку" при пуске.

Данная техническая задача решается следующим образом. В турбокомпрессор, имеющий двухконсольную схему расположения рабочих колес турбины и центробежного компрессора с подшипниками между ними, устанавливается второе колесо компрессора, вал которого через первую обгонную муфту соединен с валом компрессора, с другой стороны через вторую обгонную муфту соединен с электродвигателем, который обеспечивает наддув при раскручивании первой ступени компрессора при пуске.

Такая конструкция турбокомпрессора надежна, проста, технологична, позволяет легко разгонять вторую ступень компрессора с помощью электродвигателя при разгоне турбины, обеспечивая необходимую мощность двигателю.

На фиг.1 изображена схема турбокомпрессора, которая состоит из: корпуса 1, где размещены рабочее колесо турбины 2, соединенное неподвижно с валом 3 рабочего колеса первой ступени компрессора 5, вращающегося на подшипниках 4, рабочего колеса второй ступени компрессора 6 с дугообразными лопатками 1 (фиг.2), вал которого 9 через первую обгонную муфту 11 соединен с валом рабочего колеса первой ступени компрессора 3, с другой стороны через вторую обгонную муфту 8 соединен с валом электродвигателя 10 с регулируемым управлением.

Работает устройство следующим образом. При пуске двигателя внутреннего сгорания включается электродвигатель 10, который через вторую обгонную муфту 8 вращает рабочее колесо второй ступени компрессора 6, обеспечивая наддув. При вращении первая обгонная муфта 11 отсоединяет вал 9 рабочего колеса второй ступени от вала 3 рабочего колеса первой ступени компрессора и он набирает обороты от турбины 2. По мере разгона рабочего колеса первой ступени компрессора скорость вращения вала 3 превышает скорость вращения вала 9 рабочего колеса второй ступени. При этом срабатывает обгонная муфта 11, соединяя вал 9 и вал 3, обеспечивая скорость вращения рабочего колеса второй ступени 6 одинаковой с колесом первой ступени 5. Скорость вращения вала 9 становится выше скорости вала электродвигателя. Это обеспечивает срабатывание второй обгонной муфты 8, которая выключает электродвигатель 10. Наддув осуществляется рабочими колесами первой и второй ступени компрессора.

Дугообразные лопатки рабочего колесо второй ступени 1 (фиг.2) обеспечивают центробежную подачу воздуха в рабочее колесо первой ступени, увеличивая его давление на входе в первую ступень. Возможность управления электродвигателем позволяет при необходимости увеличивать или уменьшать наддув воздуха как при пуске, так и в рабочем режиме. Все это обеспечивает повышение мощности наддува компрессора.

Таким образом конструкция турбокомпрессора с регулируемым наддувом позволяет увеличить производительность компрессора в 1,5 раза, устранить "турбозадержку" при пуске, обеспечить необходимую мощность ДВС при разгоне.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2517952

patent-2517952.pdf

Класс F04D25/04 с пневматическим или гидравлическим приводом 

способ бесперебойной работы установки сжижения газа -  патент 2458295 (10.08.2012)
осевой вентилятор для дымоудаления -  патент 2247866 (10.03.2005)
турбокомпрессор наддува дизельного двигателя -  патент 2224139 (20.02.2004)
турбокомпрессор -  патент 2216647 (20.11.2003)
турбокомпрессор -  патент 2202052 (10.04.2003)
турбокомпрессор -  патент 2187710 (20.08.2002)
компрессор газотурбинного двигателя -  патент 2187023 (10.08.2002)
турбокомпрессор -  патент 2183771 (20.06.2002)
турбокомпрессорный агрегат -  патент 2147084 (27.03.2000)
комбинированный газоперекачивающий агрегат -  патент 2095634 (10.11.1997)

Класс F02B37/00 Двигатели с нагнетателями, приводимыми в действие, по меньшей мере в течение некоторого времени, энергией выхлопа

компрессорная система с ограниченным давлением наддува -  патент 2520132 (20.06.2014)
способ управления частотой вращения турбонагнетателя поршневого двигателя и система управления для поршневого двигателя с турбонаддувом -  патент 2511878 (10.04.2014)
поршневой двигатель -  патент 2505689 (27.01.2014)
устройство снабжения свежей горючей смесью для двигателей внутреннего сгорания с газотурбинным нагнетателем и способ его управления -  патент 2504671 (20.01.2014)
способ эксплуатации компонентов для обработки отработавших газов, а также устройство для обработки отработавших газов -  патент 2498093 (10.11.2013)
основание для поршневого двигателя -  патент 2496015 (20.10.2013)
система контроля рабочих характеристик продувки и способ контроля технологического режима в процессе продувки большого двухтактного дизельного двигателя с прямоточной продувкой -  патент 2490487 (20.08.2013)
способ торможения двигателем -  патент 2488010 (20.07.2013)
способ эксплуатации большого двухтактного дизельного двигателя с продольной продувкой цилиндров и большой двухтактный дизельный двигатель с продольной продувкой цилиндров -  патент 2483220 (27.05.2013)
способ управления подачей сжатого воздуха двигателя внутреннего сгорания в процессе трогания с места -  патент 2482298 (20.05.2013)
Наверх