CS273937B1

CS273937B1 - Mechanism for bypass correction of internal combustion engine's supercharging turbo-blower

Info

Publication number: CS273937B1
Application number: CS279789A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Ing Csc Tesar; Michal Ing Csc Takats
Original assignee: Tesar Vaclav; Michal Ing Csc Takats
Priority date: 1989-05-10
Filing date: 1989-05-10
Publication date: 1991-04-11
Also published as: CS279789A1

Abstract

The device for by-pass correction of turbocharger of combustion engine consists of fluidic jet-driven distributing element (40) equipped with feeding nozzle (41) and two collectors (46, 47). In the fluidic jet-driven distributing element (40) between the feeding nozzle (41) and the first collector (46) and the second collector (47) there are two holding walls (44, 45). The fluidic jet-driven distributing element (40) is equipped with the first controlling nozzle (42) and the second controlling nozzle, oriented opposite each other. The first controlling nozzle (42) is connected by means of feed-back channel (51) with vortex chamber (52) of the fluidic vortex amplifier. The second controlling nozzle (43) is connected with the vortex chamber (52) by means of a radial nozzle (521). The air pipeline (1) is connected with the vortex chamber (52) by means of tangential nozzle (513) and interconnecting pipeline (15). The air pipeline is connected also with compressor output (10). The device for by-pass correction of turbocharger of combustion engine can be applied in facilities producing combustion engines, mainly of vehicle-type, or in facilities producing turbochargers.<IMAGE>

Description

Vynález se týká ústrojí k obtokové korekci přeplňovačího turbodmychadla spalovacího motoru.The invention relates to a device for bypass correction of a turbocharger of an internal combustion engine.

Je řešen problém přeplňování spalovacího motoru turbodmychadlem a sice úloha dosažení vhodného průběhu charakteristiky takto přeplňovaného spalovacího motoru. Pokud přeplňovací ústrojí není korigováno, je pro něj typické, že průtočná hmotnost vzduchu dopraveného tímto ústrojím do válců motoru roste s otáčkami motoru, což vede k tomu, že motor ve srovnání s nepřepisovaným uspořádáním získá nepříznivý, strmý průběh charakteristiky. Korekce funkce se provádí tak, že po dosažení určité úrovně otáček motoru se postupně stále zvětšující část výfukových plynů vede do obtoku, který míjí turbinu turbodmychadla. U dnes vyráběných řešení provádí tento korekční zásah mechanicky přepouštěcí ventil. Některé součástky takových ventilů musí být zhotovovány ze speciálních, drahých a u nás obtížně dostupných materiálů. Přesto v mimořádně náročných pracovních podmínkách vysokých teplot a vibrací motoru vykazují tyto ventily jen omezenou životnost,The problem of turbocharging of the internal combustion engine is solved, namely the task of achieving a suitable characteristic of the turbocharged internal combustion engine. If the turbocharger is not corrected, it is typical that the flow rate of air conveyed by the turbocharger to the engine cylinders increases with engine speed, resulting in an unfavorable, steep characteristic curve as compared to the unwritten arrangement. The correction of the function is carried out in such a way that, after reaching a certain engine speed level, a gradually increasing portion of the exhaust gas is fed to a bypass passing by the turbocharger turbine. In today's manufactured solutions, this corrective action is performed mechanically by the relief valve. Some parts of such valves must be made of special, expensive and hardly accessible materials. However, in extremely harsh working conditions of high engine temperatures and vibrations, these valves have a limited service life,

Z patentové literatury je známo výhodnější řešení s fluidickými prvky bez pohyblivých součástek. Zejména slibné se jeví řešení s rozváděcím fluidickým prvkem proudového typu, umístěným mezi výfukovým potrubím motoru a vstup turbiny turbokompresoru.From the patent literature a more advantageous solution with fluid elements without moving parts is known. Particularly promising is a solution with a flow-type fluid distribution element located between the engine exhaust pipe and the turbine compressor inlet.

Ha tento vstup turbiny je připojen jeden kolektor proudového prvku, kdežto druhý kolektor je spojen s obtokem, Řídicí tryska tohoto prvku je potom napojena na vývod tlakového vzduchu z kompresoru turbodmychadla. Mezi napájecí tryskou prvku a prvním kolektorem je umístěna přídržná stěna, ke které přilne po výtoku z napájecí trysky proud výfukových plynů v důsledku Coandova jevu. Tak jsou plyny vedeny do turbiny, i když výtok vzduchu z řídicí trysky se je snaží odklonit do druhého kolektoru a tedy do obtoku. Teprve po dosažení jisté úrovně tlaku ve výtlačném potrubí kompresoru přemůže účinek výtoku z řídicí trysky jak Coandův efekt, tak hybnostní účinek výtoku z napájecí trysky. Bez účinku nějakých pohyblivých součástek se tak proud výfukových plynů po dosažení žádané úrovně překlopí ve stále rostoucí míře do druhého kolektoru a do obtoku. Přestože se toto řešení, popsané v popise vynálezu k čs. autorskému osvědčení č. 255118, jeví jako velice slibné, pokusy s ním ukázaly na jeden závažný problém. U zkoušeného provedení se k dosažení potřebného řídicího efektu muselo z výtlačného potrubí kompresoru odebírat daleko větší množství tlakového vzduchu, než se původně očekávalo. Tento značný odběr tlakového vzduchu zhoršil ovšem přeplňovací efekt a účinnost celého ústrojí.One turbine inlet is connected to this turbine inlet, while the other collector is connected to the bypass. The control nozzle of this element is then connected to the compressed air outlet of the turbocharger compressor. Between the supply nozzle of the element and the first collector there is a retaining wall to which, after the discharge from the supply nozzle, an exhaust gas stream adheres due to the Coanda effect. Thus, the gases are fed to the turbine, although the air outlet from the control nozzle tries to divert them to the second collector and thus to the bypass. Only after reaching a certain pressure level in the compressor discharge line does the effect of the discharge from the control nozzle overcome both the Coanda effect and the momentum effect of the discharge from the feed nozzle. Thus, without the effect of any moving parts, the exhaust stream is increasingly switched to the second collector and bypass after reaching the desired level. Although this solution, described in the description of the invention to MS. Author's certificate No. 255118, seems very promising, and experiments with it have shown one serious problem. In the tested embodiment, much more compressed air had to be taken from the compressor discharge line than originally expected to achieve the required control effect. However, this considerable air pressure deterioration of the supercharging effect and efficiency of the entire device.

Uvedené nedostatky odstraňuje ústrojí k obtokové korekci přeplňovacího turbodmychadla spalovacího motoru, sestávající z fluidického proudového rozváděcího prvku, opatřeného napájecí tryskou, dvěma kolektory a jednou přídržnou stěnou, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že ve fluidickém proudovém rozváděcím prvku jsou mezi napájecí tryskou a prvním kolektorem a druhým kolektorem umístěny dvě přídržné stěny, přičemž fluidický proudový rozváděči prvek je opatřen první řídicí tryskou a druhou řídicí tryskou, které jsou orientováry proti sobě, a první řídicí tryska je spojena prostřednictvím zpětnovazebního kanálku s vírovou komorou fluidického vírového zesilovače, s níž je prostřednictvím radiální trysky spojena druhá řídicí tryska a s níž je prostřednictvím tangenciální trysky a spojovacího potrubí spojeno vzduchové potrubí, připojené k výstupu kompresoru.These drawbacks are overcome by an apparatus for bypass correction of the turbocharger of an internal combustion engine, consisting of a fluidized-flow distributor having a supply nozzle, two collectors and a retaining wall according to the invention. It consists in that in the fluidic flow distributor element two holding walls are arranged between the supply nozzle and the first collector and the second collector, the fluidic flow distributor element having a first control nozzle and a second control nozzle which face each other and a first the control nozzle is connected via a feedback channel to a vortex chamber of a fluidized-bed vortex amplifier, to which a second control nozzle is connected via a radial nozzle and to which an air duct connected to the compressor outlet is connected via a tangential nozzle and a connecting line.

Využívá se zesilovací schopnosti fluidického proudového rozváděcího prvku, ve kterém k překlápění proudu výfukových plynů postačuje mnohem slabší výtok z řídicí trysky. Zavede-ll se u takového zesilovače dostatečně intenzívní zpětná vazba, bude prvek fungovat jako oscilátor, kde energie potřebná k vyvolání oscilací je odebírána procházejícímu průtoku výfukových plynů. Ve zpětnovazební smyčce je potom umístěn fluidický zesilovač vírového typu. Ovládací průtok tlakového vzduchu z výstupu kompresoru je potomThe amplifying ability of the fluid flow distributor is utilized in which a much weaker flow from the control nozzle is sufficient to flip the exhaust stream. If a sufficiently intense feedback of such an amplifier is introduced, the element will function as an oscillator, where the energy required to induce oscillations is taken from the passing exhaust gas flow. A vortex-type fluid amplifier is then placed in the feedback loop. The control flow of compressed air from the compressor outlet is then

GS 273937 Bl veden až do řídicí trysky tohoto vírového zesilovače. Vírový zesilovač ovládá mnohem slabší průtoky, než jsou průtoky výfukových plynů vytékajících z napájecí trysky proudového rozváděcího prvku, protože k modulaci oscilací postačuje pouze řídit mnohem menší průtoky procházející zpětnovazebním kanálkem. Navíc i tyto mnohem menší průtoky jaou ovládány tak, že se využívá dalšího zesilovacího efektu ve vírovém zesilovači. Takto se dosáhne to, Že potřebné řídicí průtoky tlakového vzduchu, odebírané z výstupu kompresoru turbodmychadla k ovládání korekčního ústrojí, jsou podstatně menší, než u dosud známých fluidických korekčních ústrojí. Přitom celé ústrojí není nějak výrazně komplikovanější. Zůstává zachována výhoda funkce bez pohyblivých součástek a není zde tedy nic, co by se' mohlo opotřebovat, vybšhat, zaseknout a nejsou zde žádná uložení, která by bylo nutné mazat, ani těsnění, která by se vyběhala a bylo by nutné je vyměňovat. Má tedy ústroji vysokou životnost bez nároků na obeluhu.The GS 273937 B1 is routed up to the control nozzle of this vortex amplifier. The vortex amplifier controls much weaker flow rates than the exhaust gas flow from the feed nozzle of the current distributor element, since it is sufficient to control much smaller flow rates through the feedback channel to modulate oscillations. Moreover, these much smaller flow rates are controlled by utilizing an additional amplification effect in the vortex amplifier. In this way, it is achieved that the required compressed air control flows taken from the turbocharger compressor outlet for controlling the correction device are substantially smaller than those of the prior art fluid correction devices. At the same time, the whole system is not much more complicated. The advantage of the function without moving parts remains and there is therefore nothing that can be worn, stuck, jammed, and there are no bearings that need to be lubricated or seals to run out and need to be replaced. Thus, the device has a long lifetime without the need for a circulation.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v popise příkladu jeho provedení podle připojeného výkresu, který znázorňuje schéma zapojení prvků ústrojí k obtokové korekci přeplňovacího turbodmychadla spalovacího motoru podle vynálezu. Trysky, ve kterých ve směru proudění dochází k postupnému zmenšování průřezů, a tím se zde kinetická energie protékající tekutiny zvětšuje na úkor energie tlakové, jsou znázorněny jako černé trojúhelníčky. Naopak jako bílé, nevyplněné trojúhelníčky, jsou znázorněny součástky, ve kterých se ve směru proudění protékaný průřez zvětšuje a kinetická energie tekutiny se tedy naopak mění na energii tlakovou.The invention and its effects are explained in more detail in the description of an exemplary embodiment thereof according to the attached drawing, which shows a circuit diagram of the elements of the device for bypass correction of the turbocharger of an internal combustion engine according to the invention. Nozzles in which the cross-sections gradually decrease in the direction of flow, thereby increasing the kinetic energy of the flowing fluid at the expense of the pressure energy, are shown as black triangles. On the contrary, as white, unfilled triangles, components are shown in which the cross-section flowing in the flow direction increases and the kinetic energy of the fluid, on the other hand, changes into pressure energy.

Podle celkového uspořádání z připojeného výkresu vzduch nasávaný z atmosféry přichází na levé straně nahoře do kompresoru 10 a pokračuje z jeho výstupu vzduchovým potrubím 1 dolů v levé části obrázku do motoru 60. Naopak z motoru 60 vystupující výfukové plyny jsou vedeny výfukovým potrubím £ směrem vzhůru v pravé části obrázku. Výfukové potrubí 2 se asi v polovině obrázku rozděluje do dvou větví, hlavní větve 2a a ob tokové větve 2b. Hlavní větev 2a prochází turbinou 20 turbodmychadla. Hlavní větev 2a i obtoková větev 2b se spolu spojují v ejektoru 30 a výfukové plyny odtud odcházejí do tlumiče, který zde již není kreslen.According to the overall arrangement of the accompanying drawing, air drawn from the atmosphere comes to the compressor 10 on the upper left side and continues from its outlet through the air duct 1 down to the left of the figure to the engine 60. right side of the image. The exhaust pipe 2 is divided into two branches, the main branch 2a and the bypass branch 2b, in the middle of the figure. The main branch 2a passes through the turbocharger turbine 20. Both the main branch 2a and the bypass branch 2b are joined together in the ejector 30 and the exhaust gases are then discharged into a silencer, which is no longer shown here.

Do vzduchového potrubí £ vstupuje nasávaný vzduch 100 a prochází vzduchovým filtrem 11 do kompresoru £0, jehož rotor je spojen hřídelem 12 s rotorem turbiny 20. Ačkoliv většina vzduchu vstupuje jako plnicí vzduch 61 do motoru 60, jisté velmi malé množ ství je odebíráno spojovacím potrubím 15 a předává informaci o úrovni tlaku vzduchu ve vzduchovém potrubí 1, Tato informace se využívá k řízení korekčního ústrojí, které je vlastním předmětem vynálezu. Výfukové plyny 62 z motoru 60 jsou sice takto poněkud zře děny ve výfukovém potrubí 2 čistým vzduchem a výstupní průtok 200 je tak o něco málo větší, ale tento rozdíl je nepatrný.The intake air 100 enters air duct 100 and passes through air filter 11 to compressor 40 whose rotor is connected by shaft 12 to turbine 20. Although most air enters as engine air 61 to engine 60, a very small amount is taken up by the connecting duct. 15 and transmits the air pressure level information in the air duct 1. This information is used to control the correction device which is the subject of the invention itself. The exhaust gases 62 from the engine 60 are thus somewhat diluted in the exhaust pipe 2 with clean air and the output flow 200 is slightly larger, but this difference is slight.

Nejdůležitější částí korekčního ústrojí podle vynálezu je fluidický proudový rozváděči prvek 40. Výfukové plyny 62 v něm procházejí napájecí tryskou 41, ve které jsou urychleny, takže v dutině fluidického proudového rozváděcího prvku 40 je nižší tlak, než jinde ve výfukovém potrubí 2. To také usnadňuje přítok vzduchu spojovacím potrubím 15. Po stranách dutiny, do které proud z napájecí trysky 41 vytéká, jsou umístěny dvě přídržné stěny. Kromě přídržné stěny 44, která je preferována tím, že je umístěna blíže k ústí napájecí trysky 41 a svírá menší úhel se směrem výtoku z napájecí trysky 41, je zde· také vedlejší přídržná stěna 45 na protilehlé straně. Ta je umístěna dále a pod větším sklonem, takže proud vytékající z napájecí trysky 41 bez účinků řídicích průtoků přilne vždy k přídržné stěně 44. Přídržná stěna 44 vede k ní přilnutý proud do prvního kolektoru 46. Pokud proud přilne k vedlejší přídržné stěně 45, bude jí veden do druhého kolektoru 47, Důležité je, že fluidický proudový rozváděči prvek 40 má v tomto uspořádání dvě řídicí trysky, a to první řídicí trysku 42 vpravo a proti ní zleva druhou řídicí trysku 43« Výtok tekutiny z první řídicí trysky 42 vychyluje proud vytékající z napájecí trysky 41 tak, aby přilnul k přídržné stěně 44. Naopak výtokemThe most important part of the correction device according to the invention is the fluidized flow distributor element 40. The exhaust gases 62 therein pass through the feed nozzle 41 in which they are accelerated so that the pressure in the cavity of the fluidized flow distributor 40 is lower than elsewhere in the exhaust pipe 2. air intake through the connecting line 15. Two retaining walls are located on the sides of the cavity into which the flow from the feed nozzle 41 flows. In addition to the retaining wall 44, which is preferred by being located closer to the mouth of the feed nozzle 41 and forming a smaller angle with the outlet direction of the feed nozzle 41, there is also a secondary retaining wall 45 on the opposite side. This is located further and under a greater slope, so that the current flowing from the supply nozzle 41 without the effects of the control flow always adheres to the retaining wall 44. The retaining wall 44 leads to it adhering current to the first collector 46. It is important that the fluid flow distributor 40 has two control nozzles in this arrangement, the first control nozzle 42 on the right and the second control nozzle 43 from the left. The fluid outlet from the first control nozzle 42 deflects the flow flowing out from the supply nozzle 41 so as to adhere to the retaining wall 44. Conversely, through the outlet

CS 273937 Bl ze druhé řídicí trysky 43 je možné překlopit proud z napájecí trysky 41 od přídržné stany 44 k vedlejší přídržné stěně 45.CS 273937 B1 from the second control nozzle 43, it is possible to flip the current from the feed nozzle 41 from the holding tent 44 to the secondary holding wall 45.

První řídicí trysku 42 spojuje se druhou řídicí tryskou 43 zpětnovazební kanálek SI' Jde o zpětnou vazbu označovanou někdy jako Spyropoulosova vazba. Tou se vytvoří z fluidického proudového rozváděcího prvku 40 generátor oscilací. Jestliže po nastartování motoru začne proud výfukových plynů 62 vytékat napájecí tryskou 41 přilne při nízkých otáčkách motoru 60 vždy k přídržné stěně 44 a sleduje ji do prvního kolektoru 46 a turbiny 20. Zakřivení proudu způsobuje v něm příčný tlakový gradient: Ve druhé řídicí trysce 43 je nižší tlak než v první řídicí trysce 42 a tekutina, respektive výfukové plyny, proudí zpětnovazebním kanálkem 51 z první řídicí trysky 42 do druhé řídicí trysky 43. Po dosažení určitých otáček motoru 60 takto vyvozený výtok ze druhé řídicí trysky 43 nabude takové intenzity, že postačí lc odchýlení proudu z napájecí trysky 41 od přídržné stěny 44. V přímém směru tento proud není stabilní, Nemůže-li přilnout k přídržné stěně 44, pokračuje v překlápění až na vedlejší přídržnou stěnu £5. Tím se ovšem tlakové poměry v řídicích tryskách změní: proud je zakřiven na opačnou stranu a působí tedy v něm opačný tlakový gradient. Tlak v první řídicí trysce 42 je potom nižší, než ve druhé řídicí trysce 43. Ve zpětnovazebním kanálku 51 začne tekutina proudit obráceně, směrem do první řídicí trysky 42. Z té ovšem potom vytéká a poměrně snadno překlopí proud z napájecí trysky 41 nazpět k přídržné stěně 44. Ani u té ovšem nemůže trvale spočinout a tak se popsaný děj periodicky opakuje. Pokud by fluidický proudový rozváděči prvek 40 byl stranově symetrický a zpětnovazební kanálek 51 neměl jednosměrné vlastnosti, byly by takto generované oscilace symetrické. Znamená to, že po polovinu oscilační periody by výfukové plyny 62 procházely hlavní větví 2a výfukového potrubí 2 a po druhou polovinu periody by procházely obtokovou větví 2b výfukového potrubí 2 mimo turbinu 20. Protože přídržná stěna 44 je preferována, oscilace nejsou symetrické a průtok turbinou 20 neklesá rázem na polovinu, ale na větší než padesátiprocentní část. Nicméně toto procentuální rozdělení je právě ještě ovlivněno dalšími vlivy. Jedním z nich je to, že symetrie nebo asymetrie oscilací také závisí na poměru zátěží v obou výstupech fluidického proudového rozváděcího prvku 40. V daném případě je zatížení značně asymetrické, v jednom z obou výstupů prvku je zapojena turbina 20, která klade průtoku výfukových plynů 62 mnohem větší odpor, než obtoková větev 2b ve druhém výstupu. Opravě tohoto vlivu zatížení slouží ejektorThe first control nozzle 42 connects to the second control nozzle 43 of the feedback channel S1 '. This is a feedback, sometimes referred to as a Spyropoulos feedback. This creates an oscillation generator from the fluidic flow distributor 40. If, after starting the engine, the exhaust stream 62 flows out of the feed nozzle 41 at low engine speeds 60, it always adheres to the retaining wall 44 and follows it to the first collector 46 and the turbine 20. The curvature of the current causes a lateral pressure gradient. lower pressure than in the first control nozzle 42, and the fluid or exhaust gases flow through the feedback channel 51 from the first control nozzle 42 to the second control nozzle 43. After reaching certain engine speeds 60, the effluent thus generated from the second control nozzle 43 becomes intense enough 1c deflection of the current from the feed nozzle 41 from the retaining wall 44. In a direct direction, this current is not stable. This, however, changes the pressure conditions in the control nozzles: the current is curved to the opposite side and thus the opposite pressure gradient acts in it. The pressure in the first control nozzle 42 is then lower than in the second control nozzle 43. In the feedback channel 51, the fluid begins to flow inverted, toward the first control nozzle 42. However, it then flows out and flips the current from the supply nozzle 41 relatively easily back to the holding However, even in this case it cannot permanently rest and so the described process periodically repeats. If the fluid flow distributor 40 were laterally symmetrical and the feedback channel 51 does not have unidirectional properties, the oscillations thus generated would be symmetrical. That is, for half of the oscillation period, the exhaust gases 62 would pass through the main branch 2a of the exhaust pipe 2 and for the other half of the period they would pass the bypass branch 2b of the exhaust pipe 2 outside the turbine 20. Because the retaining wall 44 is preferred, oscillations are not symmetrical and flow through the turbine 20 it does not fall by half, but by more than fifty percent. However, this percentage distribution is still affected by other influences. One is that the symmetry or asymmetry of the oscillations also depends on the load ratio at the two outlets of the fluid flow distributor element 40. In the present case, the load is considerably asymmetric, in one of the two outlets of the element a turbine 20 is connected to provide exhaust flow 62 much greater resistance than bypass branch 2b in the second outlet. The ejector serves to correct this load effect

30. V něm do kolektoru 33 ústí vedle sebe jednak primární tryska 32, zapojená na obtokovou větev 2b, jednak sekundární tryska 31 připojená na hlavní větev 2a s turbinou 20. Při průtoku výfukových plynů 62 obtokovou větví 2b se tak v hlavní větvi 2a vytvoří podtlak, usnadňující zpětné překlopení proudu z napájecí trysky 41 do hlavní větve 2a přes první kolektor 46. Poměry mohou také být upravovány volbou disipance primární trysky 32 a sekundární trysky 31: Větší zúžení průřezu v primární trysce 32 znamená, že průtok obtokovou větví 2b nebude tak snadný. Ejektor 30 však není pro funkci korekčního ústrojí podle vynálezu nějak podstatný a lze se obejít i bez něj.In the collector 33, a primary nozzle 32 connected to the bypass branch 2b and a secondary nozzle 31 connected to the main branch 2a with the turbine 20 are juxtaposed side by side. The exhaust gas 62 through the bypass branch 2b creates a negative pressure in the main branch 2a. facilitating back-flipping of current from feed nozzle 41 to main branch 2a via first collector 46. Ratios can also be adjusted by selecting the dissipation of primary nozzle 32 and secondary nozzle 31: Greater cross-sectional narrowing in primary nozzle 32 means that flow through bypass branch 2b will not be as easy . However, the ejector 30 is not essential to the operation of the correction device according to the invention and can be dispensed with.

Nejdůležitější však je, že procentuální rozdělení průtoků do obou větví v průběhu oscilací může být ovládáno modulací oscilací. Tato modulace je řízena přetlakem ve vzduchovém potrubí 1, ze kterého je odebírán vzduch spojovacím potrubím 15 do vírového zesilovače zapojeného do zpětnovazebního kanálku 51. Nejdůležitější částí vírového zesilovače je vírová komora 52, rotačně symetrického tvaru, například půjde o nízkou válcovou dutinu. Z osy dutiny vychází vývodní otvor, který je zde spojen jednou částí zpětnovazebního kanálku 51 s první řídicí tryskou 42 fluidického proudového rozváděcího prvku 40. Do vírové komory 52 jsou vyústěny dvě trysky. Je to jednak radiální tryska 521, která je spojena zbývající částí zpětnovazebního kanálku 51 s druhou řídicí tryskou 43, jednak je to tangenciální tryska 513» Ta je zase napojena na spojovací potrubí 15.Most importantly, however, the percentage distribution of flows into both branches during oscillations can be controlled by modulating the oscillations. This modulation is controlled by the overpressure in the air duct 1, from which air is drawn through the connecting duct 15 to the vortex amplifier connected to the feedback channel 51. The most important part of the vortex amplifier is a vortex chamber 52 of rotationally symmetrical shape, for example a low cylindrical cavity. An outlet opening extends from the axis of the cavity, which is connected here by one part of the feedback channel 51 to the first control nozzle 42 of the fluid flow distributor element 40. Two nozzles extend into the vortex chamber 52. It is on the one hand a radial nozzle 521 which is connected by the remaining part of the feedback channel 51 to the second control nozzle 43 and on the other hand it is a tangential nozzle 513 which in turn is connected to the connecting line 15.

CS 273937 BlCS 273937 Bl

Vírový zesilovač se uplatní uzavíracím účinkem, zmenšujícím průtok, jestliže jím výfukové plyny se vzduchem procházejí ve smčru od druhé řídicí trysky 43 k první řídicí trysce 42. Uzavírací účinek závisí na velikosti průtoku vzduchu tangenciální tryskou 513· Je-li tento průtok malý, jak je tomu při malých otáčkách motoru 60, potom plyny vytékající radiální tryskou 521 projdou vírovou komorou 52 s malou ztrátou. Jakmile však se uplatní výtok vzduchu tangenciální tryskou 513, dostávají se plyny ve vírové komoře 52 do rotace. Rychlost rotačního pohybu se přitom postupné zvyšuje s tím, jak se postupné plyn blíží ke středu vírové komory 52, protože se přitom zkracuje rameno rotačního, pohybu· Vzhledem k tomu, že se přibližně zachovává točivost, moment hybnosti plynů, znamená zkrácení ramene, že se plyny urychlí· Blíže středu vírové komory 52 může potom rotace probíhat tak ryohle, že se přitom uplatní odstředivé zrychlení v takové míře, až téměř zcela zahrání průtoku do zpětnovazebního kanálku 51. V opačném směru průtoku, z první řídicí trysky 42 do druhé řídicí trysky 43, se tento efekt neprojeví· Znamená to, že čím větší bude tlak vzduchu ve vzduchovém potrubí 1, tím více budou generované oscilace ve fluidickém proudovém rozváděcím prvku 40 asymetrické, a sice půjde o takovou asymetrii, kdy po delší část cyklu budou výfukové plyny 62 proudit do obtokové větve 2b. Naproti tomu doba, po níž v průběhu cyklu budou výfukové plyny 62 z motoru 60 vedeny do turbiny 20, zůstane stále stejně dlouhá, protože bude dána zpožděním ve zpětné vazbě při průtoku zpětnovazebním kanálkem z první řídicí trysky 42 do druhé řídicí trysky 43. Toto zpoždění vírový zesilovač neovlivní. S rostoucím tlakem ve vzduchovém potrubí 1 a tedy rostoucím výtokem vzduchu z tangenciální tryBky 513 se však bude prodlužovat zpoždění při opačném směru průtoku ze druhé řídicí trysky 43 do první řídicí trysky 42 - a toto zpoždění určuje právě dobu, po kterou jsou výfukové plyny 62 vedeny do druhého kolektoru 47.The vortex amplifier is exerted by a shut-off effect, reducing the flow rate when the exhaust gas with air passes in the direction from the second control nozzle 43 to the first control nozzle 42. The shut-off effect depends on the air flow rate through the tangential nozzle 513. at low engine speed 60, then the gases flowing out of the radial nozzle 521 pass through the vortex chamber 52 with little loss. However, once the air flow through the tangential nozzle 513 is applied, the gases in the vortex chamber 52 rotate. The speed of the rotational movement increases gradually as the progressive gas approaches the center of the vortex chamber 52 as the arm of the rotational movement is shortened. As the torque is approximately maintained, the angular momentum of the gases means that the arm is shortened. Closer to the center of the vortex chamber 52, the rotation can then proceed so rapidly that centrifugal acceleration is applied to the extent that it almost completely discharges the flow into the feedback channel 51. In the opposite flow direction, from the first control nozzle 42 to the second control nozzle 43 This means that the greater the air pressure in the air duct 1, the more asymmetric oscillations generated in the fluid flow distributor 40 will be asymmetric such that the exhaust gases 62 will flow for a longer part of the cycle. into the bypass branch 2b. On the other hand, the time during which the exhaust gases 62 from the engine 60 to the turbine 20 will be routed to the turbine 20 will remain as long as it will be given by the feedback delay as it flows through the feedback channel from the first control nozzle 42 to the second control nozzle 43. the vortex amplifier will not affect. However, with increasing pressure in the air duct 1 and thus increasing air outflow from tangential nozzle 513, the delay in the opposite flow direction from the second control nozzle 43 to the first control nozzle 42 will increase, and this delay determines just how long the exhaust gases 62 are guided. to the second collector 47.

Probíhají tedy procesy v soustavě naznačené schematicky na připojeném výkresu tak, že až do určitých otáček motoru proudí výfukové plyny 62 jen turbinou 20, oscilace nenastávají, Po dosažení určitých zvolených otáček nastávají oscilační cykly, při kterých se ale proud plynů z napájecí trysky 41 rychle navrací z polohy u vedlejší přídržné stěny 45, protože přídržná stěna 44 je jednak preferována, jednak je průtok do první řídicí trysky 42 zpětnovazebním kanálkem 51 snadný· Postupně s dále se zvyšujícími otáčkami se však v každém oscilačním cyklu průtok do první řídicí trysky 42 více a více zpožáuje a narůstá doba, po kterou jsou výfukové plyny 62 vedeny do obtokové větve 2b, čímž se snižuje výkon turbiny 20, takže tlak plnicího vzduchu 61 nenarůstá na nežádoucí úroveň,Thus, the processes in the system shown schematically in the accompanying drawing are carried out so that exhaust gases 62 only flow through the turbine 20 up to certain engine speeds, and no oscillations occur. Upon reaching certain selected speeds, oscillation cycles occur. From the position at the side retaining wall 45, since the retaining wall 44 is both preferred, flow to the first control nozzle 42 through the feedback channel 51 is easy. However, with increasing speed, the flow to the first control nozzle 42 increases more and more delays and increases the amount of time the exhaust gases 62 are led to the bypass branch 2b, thereby reducing the power of the turbine 20 so that the charge air pressure 61 does not increase to an undesirable level,

U ústrojí k obtokové korekci přeplňovacího turbodmychadla spalovacího motoru podle vynálezu se přepokládá uplatnění v podnicích vyrábějících spalovací motory, zejména vozidlové, popřípadě podnicích vyrábějících přeplňovací turbodmychadla.The turbocharger bypass engine of the internal combustion engine according to the invention is intended to be used in companies producing internal combustion engines, in particular vehicles or companies producing turbochargers.

Claims

Apparatus for bypass correction of a turbocharger of an internal combustion engine comprising a fluid jet distributor having a feed nozzle, two collectors and a retaining wall, characterized in that, in the fluid jet distributor (40), they are between the feed nozzle (41) and the first collector (46) and a second collector (47) disposed two retaining walls, the fluid flow distribution element (40) having a first control nozzle (42) and a second control nozzle (43) facing each other and a first control nozzle (42) ) is connected via a feedback channel (51) to a vortex chamber (52) of a fluidized-bed vortex amplifier, with which a second control nozzle is connected via a radial nozzle (521)

CS 273937 B1 (43) and to which an air duct (1) connected to the compressor outlet (10) is connected via a tangential nozzle (513) and a connecting duct (15).