МЕХАНИЧЕСКИЙ НАГНЕТАТЕЛЬ

Предлагаемый механический нагнетатель может быть использован, в частности, в двигателе внутреннего сгорания (ДВС).
В настоящее время в двигателях внутреннего сгорания широко используются нагнетатели воздуха в цилиндры, обеспечивающие хорошую очистку цилиндров и их наполнение при газообменном процессе, что способствует увеличению мощности ДВС и их экономичности.
В большинстве своем в основе нагнетателя воздуха в ДВС используются центробежные компрессоры. Основные отличия в применяемых и разрабатываемых нагнетателях - это отличия по виду привода компрессорах. По виду привода нагнетатели можно разделить на три вида: привод от газовой турбины, работающий на отработанных газах самого ДВС (так называемые турбокомпрессоры или турбонагнетатели); нагнетатели с механическим приводом, в основном с приводом от коленчатого вала ДВС и нагнетатели с автономным приводом, в частности, с приводом от электродвигателя.
Известны V-образные ДВС с турбоннадувом 1, 2. Недостатками таких турбонагнетателей являются повышенное требование к материалу колеса турбины и плохой газообмен в цилиндрах двигателя при больших нагрузках двигателя и соответственно малых оборотах колеса компрессора, т.к. колесо тзфбины и колесо компрессора крепятся на одном валу. В то же время, нагнетатели с автономным приводом предьявляют высокие требования к системе управления электродивгателем для согласования режимов работы ДВС и производительности компрессора.
Кл. F 02 В 33/00
Нагнетатели с гфинудительным приводом от коленчатого вала ДВС и с увеличенной угловой скоростью колеса компрессора по отношению к коленвалу за счет механического привода являются более предпочтительными. Известен нагнетатель с механическим приводом 3. К недостаткам такого привода является то, что в предложенном супернагнетателе используется развернутый редуктор с параллельными осями, что приводит к большим габаритам привода (в частности редуктора), высоким требованиям к смазочным материалам и сложной системе герметизации редуктора.
Целью предлагаемой полезной модели является: частично или полностью устранить недостатки нагнетателей с принудительным механическим приводом колеса компрессора. Это достигается тем, что в приводе колеса компрессора используется планетарный редуктор простой схемы типа 2К-Н, ведуш;им звеном которого является водило, а ведомым звеном - вал-шестерня редуктора, на валу которого крепится колесо компрессора (т.е. схема ускоряющего редуктора). Применение планетарного редуктора позволяет значительно сократить габариты привода компрессора, а так как уменьшаются нагрузки на зубчатые колеса, в предлагаемой модели сателлиты изготавливаются из антифрикционного полиамидного материала на основе термопласта. Все это позволяет упростить конструкцию редуктора. Параметры компрессора и редуктора подобраны таким образом, чтобы обеспечить наполнение цилиндров рабочей смесью с избыточным давлением во всех рабочих режимах двигателя, одновременно имея незначительную производительность на холостом ходу для избежания поломок дфоссельного узла и деталей впуска.
Предлагаемый механический нагнетатель воздуха представлен на чертежах, на которых:
На Фиг. 1 хфедставлена общая компоновка нагнетателя;
На Фиг. 2 дан полный разрез используемого планетарного редуктора.
Сам нагнетатель воздуха (Фиг. 2) представляет собой центробежный компрессор 1 с колесом компрессора 2, установленного на вал-шестерне 22 планетарного редуктора 3. Ведущее звено планетарного редуктора 3 (водило планетарного редуктора 12) связано с коленчатым валом 4 двигателя внутреннего сгорания с помощью ременной зубчатой передачи 5. Компрессор 1 с планетарным редуктором 3 крепится к блоку цилиндров ДВС с помощью плиты креилеБИЛ 6.
В приводе нагнетателя использован планетарный редкутор, выполненный по классической схеме типа 2К-Н. Редуктор состоит из корпуса 7, крышки корпуса 8, соединенного между собой жестко болтами 9 вместе с корпусом комщэессора 1 (Фиг.1). В корпусе 7 редуктора и его крышке 8 на подшипниках 10 и И устанавливается водило 12, состоящее из двух частей, соединенных между собой жестко с помощью болтов 13. В отверстия водила 12 устанавливаются три оси 14 сателлитов, от осевого перемещения которые удерживаются, с одной стороны, буртом оси, а с другой - пружинной щайбой 15. На эти оси 14 на подшипниках 16 устанавливаются сталеллиты 17. Подшипники 16 сателлитов 17 фиксируются на оси и относительно сателлитов с помощью тфужинной шайбы 18 и упорной шайбы 19.
Сами сателлиты входят в зацепление, с одной стороны, с центральным колесом 20, жестко закрепленным в корпусе 7 редуктора с помощью болтов 21. С другой стороны, сателлиты входят в зацепление с вал-шестерней 22. В свою очередь, вал-шестерня 22 ценгр1фуется в водиле 17 подшипником 23, с одной стороны, а с другой - двумя подшипниками 24. Эти подшипники 24 фиксируются в водиле с двух сторон 1фужинными шайбами круглого сечения 25. Для герметизации внутренней полости редуктора использованы с выходной стороны стальные гфужинные кольца
а //L.f 5
26, установленные в поджимных шайбах 27 и 28 нодшипников 24 и закрытые крышкой 29, жестко соединенные с крышкой 8 корпуса редуктора 7 с помошью винтов 30. С входной стороны внутренняя полость редуктора герметизируется манжетой 31, установленной на центрируюшей шейке водила 12 и удерживается крьнпкой 32 с улотнительным кольцом 33. Сама крьппка 32 манжеты удерживается в корпусе 7 редуктора 3 с помощью резьбы. На входе на водиле 12 на сегментной пшонке 34 жестко ьфепигся зубчатый шкив 35 зубчатой ременной передачи. От осевого перемещения зубчатый шкив через шайбу 36 удерживается болтом 37. Подача масла в редуктор осуществляется через болт-банжу 38 масляной магистрали 40. Слив масла из редуктора осуществляется через штуцер 39.
Нагнетатель работает следующим образом: от коленчатого вала 4 (Фиг.1) через зубчатую ременную передачу 5 (Фиг.1) вращающий момент передается на шкив 35 планетарного редуктора 3 (Фиг.1); далее вращающий момент от щкива 35 через шпонку 34 (Фиг.2) передается на водило 12, свободно вращающееся в подпшпниках 10 и 11 корхгуса 7 и передает усилие на ось 14 сателлита 17 и увлекает сателлиты 17, свободно вращающиеся на оси на подшипниках 16. В свою очередь сателлиты 17, обкатываясь по неподвижному центральному колесу 20, передают усилие на вал-шестерню 22, на валу которого жестко крепится колесо компрессора 2, заставляя вращаться колесо компрессора 2. Так как в данном редукторе ведущим звеном является водило, а ведомым - вал-шестерня, то данный редуктор в приводе нагнетателя используется как ускоряющий редуктор. Поэтому, с учетом ременной передачи угловая скорость колеса компрессора выше угловой скорости коленчатого вала две в 14 раз.
Литература:
1 Патент РФ № 2158373 F02B 37/00
2 А.С. № 1590586 F02B 37/02
3 Патент США № 6192871 F02B 33/00
21 мая 2002г.
Е.П.Пономаренко
Автор