Турбокомпресор

Реферат: UA 111578 U UA 111578 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі будування двигунів і може бути застосована у дизельних двигунах з наддувом. Відомо газотурбокомпресор, що складається з газової турбіни та відцентрового компресора, встановлених на одному валу (Возницкий И.В. Судовые двигатели внутреннего сгорания, том. 1: М. Моркнига, 2008. - 282с). Недоліком газотурбокомпресора є те, що частота обертання відцентрового компресора завжди дорівнює частоті обертання газової турбіни на всіх режимах роботи двигуна. Це призводить до того, що при зменшенні частоти обертання газової турбіни зменшується частота обертання відцентрового компресора і відповідно знижується подача повітря у циліндри двигуна, що зумовлює погіршення умов утворення паливної суміші у циліндрах, неповне згоряння палива і втрату потужності. Прототипом запропонованої корисної моделі є відцентровий компресор, крильчатка якого приводиться до обертання від колінчастого вала дизельного двигуна через шестеренну передачу з двома різними передаточними відношеннями (Патент на корисну модель UA 91980U «Дизельний двигун з наддувом», клас МПК 2014.01, автори Альохін C.O., Салтовський В.В. та інші, власник ДП «Харківське конструкторське бюро з двигунобудування»). При роботі такого двигуна частота обертання крильчатки компресора пропорційна частоті обертання колінчастого вала. Компресор розрахований на забезпечення повітрям двигуна тільки на двох режимах, один з яких максимальний. При зменшенні частоти обертання колінчастого вала пропорційно зменшується частота обертання крильчатки компресора та відповідно тиск та подача наддувного повітря у двигун. Це призводить до того, що при зменшенні частоти обертання колінчастого вала нижче максимальної потужності і до встановленої потужності, кількість поданого повітря зменшується і крутний момент двигуна падає. Положення стабілізується тільки при переключенні відцентрового компресора на другу передачу. Таким чином, недоліком прототипу є те, що переключення передач відбувається ступінчасто і охоплює всього два діапазони. При цьому переключення виконується у ручному режимі. В основу корисної моделі поставлено задачу створити такий турбокомпресор, у якому частота обертання відцентрового компресора не залежить від частоти обертання газової турбіни або механічного приводу і автоматично підтримується в оптимальному режимі на всьому діапазоні роботи двигуна. Поставлена задача у турбокомпресорі, що складається з газової турбіни або механічного приводу та відцентрового компресора, згідно з корисною моделлю, між газовою турбіною або механічним приводом та відцентровим компресором встановлено варіатор, наприклад з ремінною передачею, ведучий шків з рухомим диском якого закріплено на газовій турбіні або механічній передачі, а ведений шків з рухомим диском і пружиною стискання закріплено на відцентровому компресорі. На газовій турбіні або механічному приводі встановлено обертовий гідроциліндр, зв'язаний з рухомим диском ведучого шківа та масляною системою варіатора, у складі якої є електромагнітні клапани, масляний насос та масляна ванна, а на відцентровому компресорі встановлено датчик частоти обертання, зв'язаний з пультом управління. Встановлення між газовою турбіною або механічним приводом та відцентровим компресором варіатора, наприклад з ремінною передачею, ведучий шківом з рухомим диском якого закріплено на газовій турбіні або механічному приводі, а ведений шків з рухомим диском і пружиною стискання закріплено на відцентровому компресорі дозволяє забезпечити регулювання необхідної частоти обертання відцентрового компресора. Встановлення на газовій турбіні або механічному приводі обертового гідроциліндра, зв'язаного з рухомим диском ведучого шківа та масляною системою варіатора, у складі якої є електромагнітні клапани, масляний насос та масляна ванна, а на відцентровому компресорі встановлення датчика частоти обертання, зв'язаного з пультом управління дозволяє забезпечити автоматичне регулювання необхідної частоти обертання відцентрового компресора. На Фіг. 1 показано загальний вигляд турбокомпресора з газовою турбіною, на Фіг. 2 показано загальний вигляд турбокомпресора з механічним приводом. Турбокомпресор складається з газової турбіни 1 або механічного приводу 2 та відцентрового компресора 3. Між газовою турбіною 1 або механічним приводом 2 та відцентровим компресором 3 встановлено варіатор, наприклад з ремінною передачею 4, ведучий шків 5 з рухомим диском 6 якого закріплено на газовій турбіні 1 або на механічному приводі 2, а ведений шків 7 з рухомим диском 8 і пружиною стискання 9 закріплено на відцентровому компресорі 3. 1 UA 111578 U 5 10 15 20 25 30 35 На газовій турбіні 1 або механічному приводі 2 встановлено обертовий гідроциліндр 10, зв'язаний з рухомим диском 6 ведучого шківа 5 та масляною системою варіатора, у складі якої є електромагнітні клапани 11 і 12, масляний насос 13 та масляна ванна 14, а на відцентровому компресорі 3 встановлено датчик частоти обертання 15, зв'язаний з пультом управління 16. Турбокомпресор працює наступним чином. Газова турбіна 1 або механічний привід 2 приводять до обертання ведучий шків 5 варіатора. Крутний момент з ведучого шківа 5 через ремінну передачу 4 передається на ведений шків 7 та призводить до обертання відцентровий компресор 3, який усмоктує повітря та подає його у двигун. При обертанні відцентрового компресора 3 датчик числа обертів 15 знімає показники і порівнює їх із заданими значеннями. При задовільній частоті обертання відцентрового компресора 3 сигнал з датчика числа обертів 15 на пульт управління 16 не поступає, електромагнітні клапани 11 та 12 лишаються закритими і масляний насос 13 перекачує масло у масляну ванну 14. При зменшенні частоти обертання відцентрового компресора 3 відповідний сигнал з датчика частоти обертання 15 поступає на пульт управління 16, а з нього на електромагнітний клапан 11, який відкривається і масло з масляної ванни 14 через масляний насос 13 поступає до обертового гідроциліндру 10, який переміщує рухомий диск 6 ведучого шківа 5 вправо. Активний діаметр ведучого шківа 5 збільшується і натяг ремінної передачі 4 зростає. При цьому ремінна передача 4 діє на рухомий диск 8 веденого шківа 7, який долає зусилля пружини стискання 9 та переміщується вліво. Активний діаметр веденого шківа 7 зменшується. Таким чином, передавальне число варіатора збільшується і частота обертання газової турбіни зростає. Після досягнення встановленого значення частоти обертання сигнал з датчика частоти обертання 15 поступає на пульт управління 16, а з нього на електромагнітний клапан 11, який закривається і масло з масляного насоса 13 поступає у масляну ванну 14. При збільшенні частоти обертання відцентрового компресора 3 відповідний сигнал з датчика частоти обертання 15 поступає на пульт управління 16, а з нього на електромагнітний клапан 12, який відкривається і масло з обертового гідроциліндру 10 скидається у масляну ванну 14. При цьому обертовий гідроциліндр 10 переміщує рухомий диск 6 ведучого шківа 5 вліво. Активний діаметр ведучого шківа 5 зменшується і натяг ременя 3 знижується. При цьому пружина стискання 9 розпрямляється і переміщує рухомий диск 8 веденого шківа 7 вправо. Активний діаметр веденого шківа 7 збільшується. Таким чином, передавальне число варіатора зменшується і частота обертання відцентрового компресора 3 знижується. Після досягнення встановленого значення частоти обертання сигнал з датчика частоти обертання 15 поступає на пульт управління 16, а з нього на електромагнітний клапан 12, який закривається. За потреби, регулювання частота обертання відцентрового компресора 3 можна виконати у ручному режимі. Застосування корисної моделі дозволить автоматично встановлювати оптимальну частоту обертання відцентрового компресора, що підвищить якість утворення паливної суміші у двигуні. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 1. Турбокомпресор, що складається з газової турбіни або механічного приводу та відцентрового компресора, який відрізняється тим, що між газовою турбіною або механічним приводом та відцентровим компресором встановлено варіатор, наприклад з ремінною передачею, ведучий шківом з рухомим диском якого закріплено на газовій турбіні або механічному приводі, а ведений шків з рухомим диском і пружиною стискання закріплено на відцентровому компресорі. 2. Турбокомпресор за п. 1, який відрізняється тим, що на газовій турбіні або механічному приводі встановлено обертовий гідроциліндр, зв'язаний з рухомим диском ведучого шківа та масляною системою варіатора, у складі якої є електромагнітні клапани, масляний насос та масляна ванна, а на відцентровому компресорі встановлено датчик частоти обертання, зв'язаний з пультом управління. 2 UA 111578 U 3 UA 111578 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4