что такое стекатель газов двигателя

Зачем отработавшие газы направляются обратно в цилиндры двигателя

Система рециркуляции отработавших газов (EGR – Exhaust Gas Recirculation) предназначена для снижения в выхлопных газах оксидов азота за счет возврата части отработавших газов во впускной коллектор и далее в цилиндры двигателя.

Отработавшие газы, образующиеся при сгорании топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, содержат загрязняющие вещества, такие как оксид углерода (CO), оксиды азота (NOx), углеводороды (HC) и твердые частицы (PM), которые очень вредны для человека и окружающей среды.

Особо токсичны оксиды азота, которые образуются при высокой температуре и избытке кислорода. Оба эти условия присутствуют в процессе сгорания топлива в любом двигателе, но особенно много их образуется в высокофорсированном дизеле, поскольку воздух, поступающий в его цилиндры, не дросселируются и всегда имеется его избыток. Кроме того, в камерах сгорания возникает высокая температура, а чем она выше, тем больше образуется оксидов азота. По этим причинам дизельный двигатель выбрасывает намного больше оксидов азота в выхлопных газах по сравнению с бензиновым.

Возврат части отработавших газов (ОГ) во впускной коллектор позволяет снизить температуру сгорания топливовоздушной смеси и тем самым уменьшить образование оксидов азота. При этом соотношение компонентов в смеси остается прежними и мощностные характеристики двигателя изменяются незначительно.

В зависимости от требований стандарта токсичности ОГ, на дизельных двигателях применяются различные схемы системы рециркуляции ОГ: высокого давления, низкого давления и гибридная (комбинированная) система рециркуляции.

Данная система имеет высокие показатели быстродействия газового контура рециркуляции. Кроме того, поскольку выхлопной газ смешивается с всасываемым воздухом после турбокомпрессора, твердые частицы не попадают на колесо компрессора и не разрушают его. Однако охладитель EGR при этом должен выдерживать разрушительное воздействие высокого давления и высокой температуры выхлопных газов.

В такой системе для осуществления процесса перепуска имеется специальный клапан рециркуляции, который оснащен пневматическим или электрическим приводом.

Количество перепускаемых газов регулируется с помощью системы управления двигателем, которая одновременно управляет дроссельной заслонкой и клапаном рециркуляции. EGR не работает на холостом ходу, при холодном двигателе, а также при полностью открытой дроссельной заслонке.

На отдельных двигателях в EGR применяется охлаждение ОГ путем прохождения их через специальный радиатор. Вследствие этого дополнительно снижается температура сгорания в цилиндрах и, тем самым, уменьшается образование оксидов азота.

Стандарт Euro 6 повысил требования, снизив лимит выбросов NOx до 0,08 г/км по сравнению со 0,18 г/км для Euro 5. Реализация более жестких условий потребовала создания системы рециркуляции низкого давления.

Такая система обеспечивает меньшую температуру ОГ, отсутствие частиц сажи и, в конечном счете, меньшее содержание оксидов азота в выхлопе. Помимо этого, все отработавшие газы проходят через турбину компрессора, поэтому давление наддува не снижается ни на каком режиме.

Гибридная (комбинированная) EGR объединяет в одном двигателе систему рециркуляции ОГ высокого и низкого давления. Иногда такой тип называют двухконтурной системой EGR.

Гибридная EGR сочетает в себе преимущества обоих систем, переключаясь между ними в зависимости от частоты вращения и крутящего момента, а также позволяет турбонагнетателю работать с высоким КПД на любом режиме.

Источник

Система вентиляции картера двигателя, принцип работы, PCV.

Между деталями ЦПГ существуют определенные тепловые зазоры, соответствующие установленным разработчиками допускам. Какими бы минимальными ни были эти зазоры (с учетом того что поршневые кольца не обеспечивают 100% герметичности в виду особенности конструкции), через них из камеры сгорания в картер всегда проникают не сгоревшие частицы и газы, которые смешиваются с масляными парами, образуя так называемые картерные газы. Они оказывают негативное влияние на качество находящегося в картере моторного масла, которое с ростом пробега автомобиля неуклонно ухудшается, теряются смазывающие свойства и срабатывается присадочный пакет. Стоит отметить, что подобный эффект проявляется у абсолютно любых моторных масел. Попадающие в картер двигателя пары топлива, продукты горения, частицы сажи и воды неизбежно меняют состав масла, превращая его в масляную эмульсию с различными примесями, конечно после прогрева двигателя до рабочей температуры легкокипящие фракции этих паров испарятся (воды и топлива), но тяжелые — останутся, неизбежно окисляя и засоряя масло. Не стоит забывать и о том, что в процессе работы в цилиндрах мотора создается очень высокое давление — десятки атмосфер. В связи с этим газы, вырывающиеся с огромной силой, неизбежно попадают в картер, грозя выдавливанием сальников, прокладок, нарушению герметичности соединений с последующей потерей масла.

Благодаря системе вентиляции картера выводятся прорвавшиеся отработавшие газы, а также обеспечивается и поддерживается нормальное рабочее давление, что благотворно влияет не только на состояние моторного масла, но и на надежность, продолжительность работы двигателя.

Виды систем вентиляции картера

На сегодняшний день принято выделять два типа систем вентиляции картера автомобильного двигателя: открытая, или эжекционная (отработанные газы выводятся наружу напрямую из картера при помощи специальной калиброванной эжекционной трубки) и закрытая, или принудительная система вентиляции (PCV – positive crancase ventilation).

Система вентиляции картера открытого типа характерна для силовых агрегатов автомобилей, выпускавшихся в прошлом веке и снятых в настоящее время с производства, хотя многие из них все еще бороздят просторы вселенной отечественное бездорожье. Особенностью такой системы является то, что прорвавшиеся из цилиндров газы вместе с масляным туманом выводятся за пределы двигателя, непосредственно в окружающую среду. Указанный способ вентилирования картера мотора отличает простота и дешевизна конструкции, что, впрочем, «компенсируется» существенным загрязнением атмосферы.

Принцип работы принудительной системы вентиляции картера (PCV).

Помимо указанного недостатка, открытая вентиляция картера имеет еще ряд отрицательных моментов. Подобная система малоэффективна при движении на малых скоростях и абсолютно бездейственна на неподвижном автомобиле с работающим на холостых оборотах двигателем, т.к. давление картерных газов минимально. Кроме того, через открытую систему вентиляции картера при охлаждении сильно разогретого двигателя возможно подсасывание не отфильтрованного атмосферного воздуха внутрь двигателя, вместе с пылью и водяными парами. Нередки случаи, когда на автомобилях с большими пробегами система открытого типа становилась основной причиной износа ЦПГ и как следствие потери компрессии и расхода масла.

Более современной и эффективной альтернативой открытой вентиляции картера является закрытая (принудительная) вентиляционная система. Одной из ключевых деталей такой системы является клапан PCV, выводящий попавшие в картер двигателя газы во впускной коллектор с последующим сжиганием в камерах сгорания. Разные автопроизводители по-разному реализуют идею закрытого вентилирования, но в большинстве случаев каждая из схем предусматривает наличие одних и тех же элементов: клапана вентиляции (клапан PCV), маслоотделителя (может быть несколько, либо внутренние — в клапанной крышке с лабиринтом и отверстиями для стока масла, либо внешними в виде отдельной конструкции со стоком масла непосредственно в картер) и соединительных патрубков. Стоит отметить, что системы вентиляции картерных газов для бензиновых и дизельных моторов, имеют свои особенности, но в целом имеют схожие конструкции.

Работа системы PCV

Принцип работы системы принудительной вентиляции довольно прост. При возникновении разрежения во впускном коллекторе под его воздействием открывается клапан PCV и картерные газы подаются на впуск, а затем, смешиваясь с очищенным воздухом, в цилиндры двигателя. Для препятствования проникновения паров масла в камеру сгорания система предусматривает установку маслоотделителя. Современные моторы оборудуются сложной системой маслоотделителей. Так, маслоотделитель лабиринтного типа способствует замедлению движения газов из картера. Это обеспечивает оседание маслянистых капелек на стенки и последующее их стекание в картер либо под клапанную крышку.

В некоторых современных двигателях дальнейшая очистка масла от картерных газов происходит при помощи центробежного маслоотделителя, который придает отработавшим газам вращение. Под влиянием центробежной силы частицы масла задерживаются на стенках и затем стекают в картер. Окончательная очистка масла от выхлопных газов производится в выходном лабиринтном успокоителей.

Клапан PCV – особенности конструкции.

Ключевая роль клапана PCV в системе закрытой вентиляции картера заключается в функции регулировки давления газов в картере путем их перепуска во впускной коллектор и поддержание разрежение во впускном коллекторе. В режиме ХХ и при торможении двигателем разрежение в коллекторе максимально (дроссель лишь чуть приоткрыт либо закрыт полностью), однако количество картерных газов не так велико, поэтому для полноценной вентиляции достаточно канала с небольшим проходным сечением. В таком режиме под действием большого разрежения золотник клапана полностью втягивается, но при этом канал перепуска картерных газов в значительной степени перекрывается, пропуская лишь небольшое их количество.
При нажатии на педаль акселератора и при высоких нагрузках количество отработавших газов в картере существенно возрастает. Золотник клапана занимает такое положение, чтобы обеспечить максимальную пропускную способность канала. Существует еще и так называемый режим обратной вспышки, при котором горящие газы из цилиндра прорываются во впускной коллектор. В этом случае клапан PCV находится под действием давления, а не разрежения, поэтому полностью закрывается, исключая возможность поджога находящихся в картере паров топлива и масла.

Признаки неисправности системы вентиляции картерных газов

В случае неисправности системы лабиринтов (существенное засосрение закоксовавшимся маслом) возникает небольшой, но заметный расход масла (в районе 0,1-0,5л на 1000км), на свечах появляются следы сгоревшего масла в виде крупы или «ржавчины», а в камере сгорания — нагар, все это ошибочно принимают за умершие маслосъемные колпачки или даже кольца, хотя дело совсем не в них. В некоторых случаях, особенно в холодное время года и медленному движению по пробкам, возможно постепенное оседание масляного тумана в виде жидкого масла прямо во впускном коллекторе, что приводит к проблемам холодного пуска, при запуске масло из раннеров попадает во впуск и заливает все вокруг, в т.ч. свечи, клапана и камеру сгорания, мешая нормального смесеобразованию и воспламенению горючей смеси. И когда запуск удается — попавшее масло начинает гореть в виде синего дыма, что опять же списывают на умершие маслосъемные колпачки…а на самом деле копать надо в систему вентиляции картера. Неправильная работа системы PCV может являться одной из причин загрязнения дросселя, клапана холостого хода, загрязнения воздушного фильтра, воздушной магистрали (патрубки и впускной коллектор), течи масла и выдавливания сальников и прокладок, чаще наружу, чем внутрь. Забившиеся патрубки системы вентиляции создают избыточное давление в картере двигателя, в результате чего отработавшие газы вместе с маслом будут искать альтернативные пути выхода. На начальных стадиях, когда система связанная с клапаном PCV забита (чаще всего забивает сам клапан, реже забивает маслоотделитель, лабиринты и патрубки), вентиляция начинает работать неправильно и масляные пары вместе с газами начинают поступать через вентиляционную трубку, первый признак этого — быстрое загрязнение дросселя со стороны входного патрубка. В некоторых автомобилях свежий воздух берется прямо из короба воздушного фильтра — при неисправности системы PCV фильтр начинает забрасывать маслом, а в некоторых случаях, т.к. картерные газы очень горячие, то возможно даже оплавление фильтра из синтетического материала и как следствие — лишение автомобиля системы фильтрации воздуха. В случаях когда забиты уже обе трубки, последствия плачевнее, начинает выкидывать щуп, также возможно образование масляных подтеков в местах уплотнений и соединений (прокладки, сальники). Совсем неприятный вариант – выдавливание сальников коленвала или уплотнителей масляного фильтра с значительными потерями объема масла. Некорректная работа самого клапана PCV может привести к неправильному учету поступающего воздуха, и приготовлению переобогащенной или переобедненной смеси, в зависимости от режима работы. В случае если клапан начинает пропускать газы во все стороны (разрушились поршеньки либо пружины), начинается сильный подсос воздуха во впускной коллектор, разрежение в нем падает, со всеми неприятностями в виде повышенного расхода топлива, неустойчивого либо повышенного холостого хода, обеднения горючей смеси, ухудшения работы вакуумного усилителя тормозов. Причем Check Engine может и не загораться, т.к. пропусков воспламенения обычно нет.

Источник

Устройство и принцип работы системы вентиляции картера двигателя

Система вентиляции картера играет одну из основных ролей в процессе газообмена внутри двигателя. Ее неисправности могут привести к поломке турбины, потерям масла через сальники. Для своевременной диагностики и обнаружения признаков неисправности крайне важно понимать принцип работы системы вентилирования картерных газов. Особое внимание уделим устройству клапана PCV (Positive Crankcase Ventilation) и методам его проверки.

Что такое картерные газы?

Картерные газы — это соединение несгоревшей топливовоздушной смеси (далее ТПВС), выхлопных газов и масляной взвеси. Даже в исправном двигателе на такте сжатия через поршневые кольца просачивается часть смеси топлива и воздуха. Уже на такте рабочего хода в картерное пространство поступают выхлопные газы, смешивающиеся с парами моторного масла.

Предназначение системы вентиляции картерных газов (ВКГ)

Вентиляция картера двигателя необходима для постоянного отвода токсичной смеси из несгоревших углеводородов, выхлопных газов и масляного тумана. До ужесточения экологических норм с этой задачей прекрасно справлялся сапун – отрезок шланга, соединяющий блок двигателя и атмосферу.

В современных реалиях вентиляция картера двигателя представляет собой систему закрытого типа. Выхлопные газы подаются во впускной коллектор, где они смешиваются со свежим зарядом и благополучно сгорают в двигателе.

Принцип работы и устройство вентиляции картера двигателя

Именно так выглядит схема вентиляции картера двигателя атмосферного бензинового двигателя. Газы из ГБЦ поступают во впускной тракт по двум патрубкам, один из которых врезается в систему перед дросселем, а второй после заслонки. Такое разделение потоков необходимо по двум причинам:

На схеме изображены элементы системы вентиляции картера турбированного двигателя, а также способ попадания газов через поршневые кольца в поддон (№5). Составляющие компоненты:

Клапан PCV

Высокое разряжение в картерном пространстве не менее опасно для сальников, чем повышенное давление. Чтобы при малом угле открытия ДЗ, а также при резком закрытии дросселя на высоких оборотах в поддоне не создавалось избыточное разряжение, в систему включен клапан ВКГ. Состоит клапан вентиляции картера из подпружиненного плунжера, перемещающегося в гильзе определенного сечения.

В нормальном состоянии, когда двигатель заглушен, возвратные пружины отжимают плунжер, сообщая отрезки канала от коллектора к клапанной крышке. В режиме холостого хода высокое разряжение во впускном коллекторе притягивает плунжер, преодолевая сопротивление пружин. Канал для доступа картерных газов перекрывается. По мере открытия дроссельной заслонки снижается воздействие вакуума на плунжер. Усилием возвратных пружин клапан открывается, сообщая впускной тракт и картерное пространство.

Роль маслоотделителя

Маслоотделитель, нередко именуемый маслопомойкой, предназначен для улавливания крупных и мелкодисперсных частиц масла. Роль его чрезвычайно важна для правильной работы датчика массового расхода воздуха (ДМРВ). Оседая на стенках впускного тракта, масляный туман очень быстро покрывается пылью. Из-за этого нарушается работа чувствительного элемента расходомера. Блок управления двигателем получает неверные показания о количестве воздуха, поступившего во впускной тракт. Поэтому принудительная вентиляция картера современного двигателя может включать в себя маслоотделители сразу нескольких типов.

Лабиринтный маслоуловитель

При движении газов через лабиринт крупные частицы масла под действием инерционных сил выталкиваются к стенкам маслоотделителя. По сепараторным пластинам масло стекает самотеком в поддон. Схожий по принципу работы маслоуловитель, состоящий из набора пластин, устанавливается в клапанной крышке инжекторных двигателей ВАЗ.

Циклический маслоуловитель

Предназначен для улавливания мелкодисперсных частиц масляной взвеси. При прохождении картерных газов по окружности корпуса маслоотделителя капли масла смещаются наружу, оседая на стенках корпуса маслоуловителя.

Маслоотделитель с фильтрующим элементом

Внутри корпуса устанавливается фильтрующая бумага или стекловолоконный наполнитель. Проходя через фильтр, масло задерживается на стенках фильтрующего элемента, после чего стекает в поддон.

Турбулентность потоков выхлопных газов, движущихся через шланг вентиляции картера двигателя, ухудшает равномерность наполнения цилиндров. Поэтому на многих автомобилях дополнительно установлена успокоительная камера. Помимо замедлителя потока газов, камера выступает еще и в роли дополнительного маслоотделителя.

Признаки неправильной работы

Последствия неисправной вентиляции картера

Последствия высокого давления в картерном пространстве:

Видео:Система вентиляции картера

Методы диагностики

Своими руками проще всего проверить клапан PCV. Для этого достаточно подуть в клапан со стороны клапанной крышки. Если напор воздуха с обратной стороны слабый либо он и вовсе не выходит, клапан работает неправильно. Очистка системы вентиляции картера двигателя очистителем карбюратора должна исправить ситуацию. Если же клапан продувается в обе стороны, скорее всего, он заклинил в полуоткрытом состоянии, либо порвалась резиновая мембрана.

Степень загрязнения и общая эффективность работы вентиляции картера измеряется двумя основными путями:

Чтобы не столкнуться с последствиями неисправностей системы ВКГ, стоит периодически менять клапан PCV, фильтрующий элемент, чистить центробежный/лабиринтный маслоуловитель.

Источник

Выходное устройство авиационного двигателя и группы авиационных двигателей силовой установки (варианты)

Владельцы патента RU 2641341:

Изобретение относится к двигателям летательных аппаратов. Выходное устройство авиационного двигателя содержит выходной патрубок (1), основное выходное сопло (2) двигателя, по меньшей мере одну поворотную заслонку (3), привод механизма управления и шумоглушитель (4). Устройство снабжено дополнительным выходным соплом (5) и распределительным патрубком (6), соосно соединенным с выходным патрубком (1) двигателя и разделенным в зоне установки поворотной заслонки на два сообщенных между собой со стороны выходного патрубка ответвления, каждое из которых снабжено выходным соплом, одно основным (2), в виде основного выходного сопла двигателя, а другое – дополнительным (5), причем шумоглушитель (4) размещен в одном из ответвлений перед дополнительным выходным соплом (5). Привод механизма управления связан с заслонкой (3). Поворотная заслонка (3) установлена с возможностью поочередного перекрытия каждого из ответвлений. Изобретение улучшает эффективность шумоглушения при взлете и посадке, снижает потери давления выходной струи и расход топлива на крейсерском режиме работы. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области авиастроения, в частности к конструкции и размещению на авиационной силовой установке элементов, а именно выхлопных устройств реактивных газотурбинных двигателей для уменьшения их шума.

Известно выходное устройство газотурбинного двигателя с использованием комбинированных глушителей шума, через которые протекает выхлопная струя ГТД (Терехов А.Л., Дробаха М.Н. Глушители шума для газоперекачивающих агрегатов: ООО «ИРЦ Газпром», 2007). Глушители этого типа эффективны при понижения уровня низко- и высокочастотных шумов вне зависимости от источника их возникновения. Кроме того, использование комбинированных глушителей шума упрощает и удешевляет процесс совершенствования конструкции глушителя с целью достижения требуемого понижения уровня шума, т.к. внесение изменений в конструкцию глушителя не затрагивает конструкцию ГТД. Недостатками этого устройства являются:

— потеря давления выхлопной струи при прохождении через глушитель;

— дополнительное внешнее аэродинамическое сопротивление корпуса глушителя.

— дополнительная масса глушителя.

Уже известно выходное устройство реактивного двигателя, содержащее установленный в мотогондоле корпус основного сопла и шумоглушитель с периферийными соплами, расположенными вокруг основного сопла. На корпусе основного сопла размещен привод, периферийные сопла установлены с возможностью осевого перемещения, соединены с последним и снабжены шарнирно закрепленными заслонками, а на мотогондоле шарнирно укреплены крышки для перекрытия периферийных сопел на крейсерском режиме. (Патент РФ №1009151, F02K 1/28, B64D 33/06, опубл. 2005 г.)

Глушение шума в этом выходном устройстве обеспечивается за счет выдува в реактивную струю дополнительной струи газа по периферии и параллельно истекающей реактивной струе.

С помощью такого устройства можно получить снижение шума на величину 2 дБ в широком диапазоне частот Тяговые характеристики двигателя на крейсерском полете сохраняются неизменными, так как шумоглушащее устройство работает только при взлете и убирается в крейсерском полете.

К недостаткам указанного известного технического решения следует отнести:

— потери мощности на создание дополнительной струи газа;

— уменьшение КПД двигателя вследствие воздействия на реактивную струю;

— постоянное протекание выхлопной струи двигателя через, по меньшей мере, часть элементов выхлопного устройства с соответствующей потерей давления.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности снижения уровня шума авиационного двигателя или группы двигателей одной авиационной силовой установки на режимах взлета, набора высоты и посадки с наименьшими потерями давления на крейсерском режиме.

Предлагаются четыре варианта технического решения, из которых два варианта рассматривают авиационный, например реактивный двигатель, и два другие варианта относятся к группе авиационных двигателей одной, например, газотурбинной силовой установки.

Рассматриваем варианты авиационного, например реактивного двигателя.

Для решения поставленной задачи с достижением заявляемого технического результата известное выходное устройство авиационного двигателя, содержащее выходной патрубок, основное выходное сопло двигателя, по меньшей мере, одну поворотную заслонку, привод механизма управления, и шумоглушитель, устройство снабжено дополнительным выходным соплом и распределительным патрубком, соосно соединенным с выходным патрубком двигателя и разделенным в зоне установки поворотной заслонки на два сообщенных между собой со стороны выходного патрубка ответвления, каждое из которых снабжено выходным соплом, одно основным, в виде основного выходного сопла двигателя, а другое дополнительным, причем шумоглушитель размещен в одном из ответвлений перед дополнительным выходным соплом, привод механизма управления связан с заслонкой, а поворотная заслонка установлена с возможностью поочередного перекрытия каждого из ответвлений. Привод механизма управления поворотной заслонкой может быть выполнен гидравлическим или электрическим.

Кроме того, известное выходное устройство реактивного двигателя, содержащее выходной патрубок, примыкающее к нему основное выходное сопло двигателя, шумоглушитель и привод механизма управления, согласно второму варианту предлагаемого технического решения, устройство дополнительно снабжено автономной гондолой для установки шумоглушителя, механически связанной с корпусом двигателя, механизмом для перемещения шумоглушителя, и дополнительным выходным соплом в виде сопла шумоглушителя, причем впускной патрубок шумоглушителя размещен соосно с примыканием к основному выходному соплу двигателя и шумоглушитель выполнен с возможностью перемещения шумоглушителя из положения примыкания впускного патрубка шумоглушителя к основному выходному соплу двигателя на режиме взлета и посадки в положение установки в его автономную гондолу на крейсерском режиме, а привод механизма управления механически связан с механизмом для перемещения шумоглушителя.

Привод механизма перемещения шумоглушителя может быть выполнен гидравлическим или электрическим.

Кроме того, рассматриваем варианты для группы авиационных двигателей одной силовой установки.

Предлагаются варианты решения поставленной задачи с группой авиационных двигателей, например газотурбинных, двухмоторной силовой установки.

Уже известно выходное устройство группы двигателей авиационной силовой установки, например, двухмоторной газотурбинной силовой установки, представляющее собой насадок к выхлопному патрубку газотурбинного двигателя двухмоторной силовой установки вертолета, выполненный в виде трубчатого элемента (представляющий собой выходное сопло), примыкающего к выходу выхлопного патрубка, причем плоскость выходного среза насадка наклонена относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей, проходящих через продольную ось вертолета, так, что проекция нормали к плоскости плоскость выходного среза на горизонтальную плоскость составляет угол 25-30° с продольной осью вертолета, а проекция указанной нормали на вертикальную составляет угол 3-5° с продольной осью вертолета, при этом площадь выходного среза составляет 70-75% площади его входного среза (Патент РФ №2230005, B64D 33/04, опубл. 2004 г.).

Благодаря указанной геометрии его срез на выходе повернут назад-вниз и имеет меньшую площадь. Направление хода струи выхлопных газов в канале полученного профиля и скорость истечения выхлопных газов из насадка выхлопного патрубка обеспечивают существенное снижение заброса выхлопных газов в воздухозаборные устройства.

Изменение площади и геометрии выходного сечения насадка позволило уменьшить до 60% неравномерность скорости выхлопной струи практически без увеличения ее максимального значения.

При работе газотурбинных двигателей интенсивность и величина заброса выхлопных газов в воздухозаборные устройства на режимах взлета, висения и на крейсерской скорости уменьшилось в сравнении с устройством-прототипом. Минимальный заброс выхлопных газов позволил улучшить на 5-10% характеристики силовой установки на режиме висения. Кроме этого влияние направления и скорости ветра сведено к нулю.

Известная из вышеуказанного патента геометрия насадка позволяет за счет расположения выходного среза насадка сформировать канал специального профиля, обеспечивающий изменение направления струи в канале и направления истечения газовой струи, что приводит к уменьшению заброса истекающих из выхлопного патрубка газовых струй в воздухозаборные устройства двигателей, а, следовательно, это позволяет улучшить характеристики силовой установки на режиме висения и на крейсерской скорости.

Согласно третьему варианту предлагаемого технического решения известное выходное устройство группы двигателей авиационной силовой установки, содержащее выходные патрубки каждого из двигателей и выходные сопла, устройство дополнительно снабжено шумоглушителем, общим для группы двигателей и распределительным патрубком, примыкающим к выходным патрубкам каждого из двигателей, выполненным с монолитным корпусом в виде единой детали для всех двигателей в группе, жестко связанным с шумоглушителем, и поворотными заслонками, установленными в распределительном патрубке и связанными с механизмом управления их перемещением, причем корпус распределительного патрубка выполнен с входной частью, имеющей входные ответвления, примыкающие к выходным патрубкам каждого из двигателей в группе и сообщенные с ними, и выходной частью, имеющей по два сообщенных между собой выходных ответвления на каждый двигатель в группе, одно из которых снабжено выходным соплом, а другое ответвление для каждого двигателя в группе, сообщено с общим для всех двигателей в группе выходным патрубком, соосно примыкающим к впускному патрубку шумоглушителя, и поворотные заслонки установлены с возможностью попеременного перекрытия для всех двигателей в группе выходных ответвлений распределительного патрубка, снабженных выходными соплами или перекрытия выходных ответвлений распределительного патрубка, сообщенных с впускным патрубком шумоглушителя.

Механизм управления перемещением поворотных заслонок выполнен рычажным с гидравлическим или электрическим приводом.

Согласно четвертому варианту предлагаемого технического решения известное выходное устройство группы двигателей авиационной силовой установки, содержащее выходные патрубки каждого из двигателей и выходные сопла, примыкающие к выходным патрубкам каждого из двигателей, дополнительно снабжено общим для группы двигателей шумоглушителем, автономной гондолой для размещения шумоглушителя, механически связанной с корпусом, по меньшей мере, одного двигателя, и распределительным патрубком с монолитным корпусом в виде единой детали для всех двигателей в группе, жестко связанным с шумоглушителем, и снабжено механизмом управления перемещением шумоглушителя, причем корпус распределительного патрубка выполнен с входной частью, примыкающей к выходным соплам каждого из двигателей в группе и сообщенные с ними, и выходной частью, размещенной соосно впускному патрубку шумоглушителя, сообщенной с ним, а шумоглушитель вместе с распределительным патрубком выполнен с возможностью перемещения из положения примыкания входной части распределительного патрубка к выходным соплам каждого из двигателей в группе на режиме взлета и посадки в положение установки его в гондолу на крейсерском режиме, а привод механизма управления механически связан с механизмом для перемещения шумоглушителя.

Привод механизма перемещения шумоглушителя может быть выполнен рычажным с гидравлическим или электрическим.

В результате проведенного поиска по патентной и научно-технической литературе не выявлено известности предлагаемой совокупности существенных признаков.

Сущность предлагаемых технических решений поясняется графически.

На фиг. 1 схематично показано предлагаемое выходное устройство авиационного, например реактивного двигателя, выполненное согласно первому варианту исполнения на режиме шумоглушения (положение «А»).

На фиг. 2 схематично показано предлагаемое выходное устройство авиационного, например реактивного двигателя, выполненное согласно первому варианту исполнения на крейсерском режиме (положение «В»).

На фиг. 3 схематично показано предлагаемое выходное устройство авиационного, например реактивного двигателя, выполненное согласно второму варианту исполнения на режиме шумоглушения.

На фиг. 4 схематично показано предлагаемое выходное устройство группы двигателей авиационной силовой установки, выполненное согласно третьему варианту исполнения на режиме шумоглушения (положение «С»).

На фиг. 5 схематично показано предлагаемое выходное устройство группы двигателей авиационной силовой установки, выполненное согласно третьему варианту исполнения на крейсерском режиме (положение «D»).

На фиг. 6 схематично показано предлагаемое выходное устройство группы двигателей авиационной силовой установки, выполненное согласно четвертому варианту исполнения на режиме шумоглушения.

Представленное на фиг. 1-2 выходное устройство авиационного двигателя, выполненное согласно первому варианту исполнения на режиме шумоглушения и на крейсерском режиме, соответственно, содержит выходной патрубок 1, основное выходное сопло 2 двигателя, по меньшей мере, одну поворотную заслонку 3, привод механизма управления (не показан), и шумоглушитель 4.

Устройство дополнительно снабжено дополнительным выходным соплом 5 и распределительным патрубком 6, соосно соединенным с выходным патрубком 1 двигателя и разделенным в зоне установки поворотной заслонки 3 на два сообщенных между собой со стороны выходного патрубка ответвления 7, 8, каждое из которых снабжено выходным соплом, одно основным, в виде основного выходного сопла 2 двигателя, а другое дополнительным 5, причем шумоглушитель 4 размещен в одном из ответвлений 7 перед дополнительным выходным соплом 5, привод механизма управления (не показан) связан с заслонкой 3, а поворотная заслонка 3 установлена с возможностью поочередного перекрытия каждого из ответвлений 7, 8. Механизм управления поворотной заслонкой 3 выполнен рычажным и его привод (не показан) может быть выполнен гидравлическим или электрическим.

Выходное устройство авиационного двигателя согласно первому варианту исполнения работает следующим образом.

Посредством перекрытия ответвления 8 поворотной заслонкой 3 (положение «А») на режимах взлета, набора высоты и посадки самолета выхлопная струя двигателя поступает во входную часть распределительного патрубка 6, проходит через ответвление 7 и размещенный в этом ответвлении шумоглушитель 4 и уже с уменьшенным уровнем шума выходит через дополнительное выходное сопло 5 шумоглушителя 4.

На режиме крейсерского полета вне зоны ограничения внешнего шума самолета посредством перекрытия ответвления 7 поворотной заслонкой 3 (положение «В») выхлопная струя двигателя поступает во входную часть распределительного патрубка 6, далее проходит через ответвление 8, его основное выходное сопло 2 и через него, минуя глушитель 4, выходит без потерь энергии выхлопной струи двигателя в глушителе 4.

Представленное на фиг. 3 выходное устройство авиационного двигателя, выполненное согласно второму варианту исполнения предлагаемого технического решения на режиме шумоглушения, содержит выходной патрубок 1 двигателя, примыкающее к выходному патрубку 1 и связанное с ним основное выходное сопло 2 двигателя, шумоглушитель 4, снабженный дополнительным выходным соплом 9 и впускным патрубком 10, и привод механизма управления (не показан), связанный с механизмом 11 для перемещения шумоглушителя.

Устройство также снабжено автономной гондолой (не показана) для установки шумоглушителя 4, механически связанной с корпусом (не показан) двигателя, а шумоглушитель 4 выполнен с возможностью перемещения из положения примыкания впускного патрубка 10 шумоглушителя 4 к основному выходному соплу 2 на режиме взлета и посадки в положение установки в его автономную гондолу (не показана) на крейсерском режиме.

Привод механизма управления (не показан) механически связан с механизмом 11 для перемещения шумоглушителя 4. Механизм 11 перемещения шумоглушителя 4 в автономную гондолу (не показана) может быть выполнен рычажным с гидравлическим или электрическим приводом (не показан).

Выходное устройство авиационного двигателя согласно второму варианту исполнения предлагаемого технического решения работает следующим образом.

На режимах взлета, набора высоты и посадки самолета механизм 11 перемещения шумоглушителя 4, снабженный электро- или гидравлическим приводом, фиксирует шумоглушитель 4 в положении примыкания впускного патрубка 10 шумоглушителя 4 к выходному соплу 2 двигателя, причем впускной патрубок 10 шумоглушителя 4 и выходное сопло 2 двигателя располагают соосно между собой и с примыканием. Выхлопная струя двигателя поступает во впускной патрубок 10 шумоглушителя 4, в шумоглушитель 4 и уже с уменьшенным уровнем шума выходит через дополнительное выходное сопло 9 шумоглушителя 4.

При переходе на режим крейсерского полета вне зоны ограничения внешнего шума самолета механизм 11 перемещения шумоглушителя 4, снабженный электро- или гидравлическим приводом (не показан), фиксирует глушитель 4 в положении, отсоединенном от основных выходных сопел 2, с размещением его автономной гондоле (не показана). Выхлопная струя двигателя проходит через основное выходное сопло 2 и через него, минуя глушитель 4, выходит без потерь энергии выхлопной струи двигателя в глушителе 4.

Предлагаемое выходное устройство группы авиационных двигателей, например, двухмоторной силовой установки, выполненное согласно третьему варианту исполнения представленное на фиг. 4, 5 на режиме шумоглушения и на крейсерском режиме, соответственно, содержит выходные патрубки 1 каждого из двигателей и выходные сопла 2 каждого из двигателей, шумоглушитель 12, общий для группы двигателей и распределительный патрубок 13, примыкающий к выходным патрубкам 1 каждого из двигателей, распределительный патрубок 13 выполнен с монолитным корпусом в виде единой детали для всех двигателей в группе, жестко связан с шумоглушителем 12, и поворотными заслонками 14, установленными в распределительном патрубке 13 и связанными с механизмом управления (не показан) их перемещением. Корпус распределительного патрубка 13 выполнен с входной частью, имеющей входные ответвления 15, примыкающие к выходным патрубкам 1 каждого из двигателей в группе и сообщенные с ними, и выходной частью, имеющей по два сообщенных между собой выходных ответвления 16, 17 на каждый двигатель в группе, одно из которых 17 снабжено выходным соплом 2, а другое ответвление 16 для каждого двигателя в группе, сообщено с общим для всех двигателей в группе впускным патрубком 18 шумоглушителя 12. Каждая поворотная заслонка 14 закреплена напротив выходного патрубка 1 каждого из двигателей, соответственно, между ответвлениями 16 и 17 распределительного патрубка 13, соответственно, с возможностью попеременного перекрытия обоих ответвлений 17 для обеспечения свободного сообщения выходной части распределительного патрубка 13 только с впускным патрубком 18 шумоглушителя 12 в положении «С» на режиме шумоглушения или с возможностью перекрытия обеими поворотными заслонками 14 обоих ответвлений 16 выходной части распределительного патрубка 13 для обеспечения свободного сообщения только с ответвлениями 17, каждое из которых снабжено выходным соплом 2, в положении «D» на крейсерском режиме.

Работа предлагаемого выходного устройства группы авиационных двигателей, например, двухмоторной силовой установки осуществляется следующим образом. Посредством перекрытия ответвлений 17 обеими поворотными заслонками 14 (положение «С») на режимах взлета, набора высоты и посадки самолета выхлопная струя двигателя поступает во входную часть распределительного патрубка 13, проходит через ответвления 16 выходного патрубка 13, примыкающие к впускному патрубку 18 шумоглушителя 12, проходит через шумоглушитель 12 и уже с уменьшенным уровнем шума выходит через выходное соплом 7 шумоглушителя 12.

На режиме крейсерского полета вне зоны ограничения внешнего шума самолета посредством перекрытия ответвлений 16 распределительного патрубка 13 обеими поворотными заслонками 14 (положение «Д») выхлопная струя двигателя поступает во входную часть 15 распределительного патрубка 13, далее через ответвления 17 проходит через выходные сопла 2, минуя глушитель 12, без потерь энергии выхлопной струи двигателя в глушителе 12.

Предлагаемое выходное устройство группы авиационных двигателей, например, двухмоторной силовой установки, выполненное согласно четвертому варианту исполнения на режиме шумоглушения, представленное на фиг. 6 содержит выходные патрубки 1 каждого из двигателей и выходные сопла 2, примыкающие к выходным патрубкам 1 каждого из двигателей. Устройство дополнительно снабжено общим для группы двигателей шумоглушителем 12, автономной гондолой (не показана) для размещения шумоглушителя 12, механически связанной с корпусом (не показан), по меньшей мере, одного двигателя, и распределительным патрубком 13 с монолитным корпусом в виде единой детали для всех двигателей в группе, жестко связанным с шумоглушителем 12. Снабжено механизмом управления перемещением шумоглушителя (не показан), причем корпус распределительного патрубка 13 выполнен с входной частью 15, примыкающей к выходным соплам 2 каждого из двигателей в группе и сообщенной с ними, и выходной частью 16, размещенной соосно впускному патрубку 18 шумоглушителя 12, сообщенной с ним. Шумоглушитель 12 вместе с распределительным патрубком 13 выполнен с возможностью перемещения из положения примыкания входной части 15 распределительного патрубка 13 к выходным соплам 2 каждого из двигателей в группе на режиме взлета и посадки в положение установки его в гондолу (не показана) на крейсерском режиме, а привод механизма управления (не показан) механически связан с механизмом для перемещения 11 шумоглушителя 12.

Механизм 11 для перемещения шумоглушителя 4, может быть выполнен рычажным с гидравлическим или электрическим приводом.

Работа предлагаемого выходного устройства группы авиационных двигателей, например двухмоторной силовой установки, осуществляется следующим образом.

На режимах взлета, набора высоты и посадки самолета механизм управления механически связанный с механизмом 11 для перемещения шумоглушителя 12, снабженный электро- или гидравлическим приводом, фиксирует шумоглушитель 12 жестко связанный с распределительным патрубком 13 в положении примыкания входной части распределительного патрубка 13 к выходным соплам 2 каждого из двигателей в группе. При этом уровень шума выходной струи двигателей, пройдя через глушитель 12, существенно снижается. При переходе на режим крейсерского полета вне зоны ограничения внешнего шума самолета механизм 11 для перемещения шумоглушителя 12, снабженный электро- или гидравлическим приводом, фиксирует глушитель 12, жестко связанный с распределительным патрубком 13, в положении, отсоединенном от выходных сопел 2 двигателей, с размещением в гондоле.

На режиме взлета и набора высоты тяга двигателя обеспечивается с учетом потерь давления в глушителе 12. Однако на крейсерском режиме полета самолета отсутствие глушителя 12 перед выходными соплами 2 двигателя обеспечивает отсутствие потерь энергии выхлопной струи двигателя в глушителе 12, что в свою очередь способствует снижению расхода топлива на крейсерском режиме полета самолета, который является самым продолжительным режимом в полете.

Применение предложенного технического решения в вариантах позволит существенно поднять эффективность шумоглушения при взлете и посадке, снизить потери давления выходной струи и, как следствие, расход топлива на крейсерском режиме работы.

2. Выходное устройство авиационного двигателя по п. 1, отличающееся тем, что привод механизма управления поворотной заслонкой выполнен гидравлическим.

3. Выходное устройство авиационного двигателя по п. 1, отличающееся тем, что привод механизма управления поворотной заслонкой выполнен электрическим.

4. Выходное устройство авиационного двигателя, содержащее выходной патрубок, примыкающее к нему основное выходное сопло двигателя, шумоглушитель и привод механизма управления, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено автономной гондолой для установки шумоглушителя, механически связанной с корпусом двигателя, механизмом для перемещения шумоглушителя, и дополнительным выходным соплом в виде сопла шумоглушителя, причем впускной патрубок шумоглушителя размещен соосно с герметичным примыканием к основному выходному соплу двигателя, и шумоглушитель выполнен с возможностью перемещения из положения примыкания впускного патрубка шумоглушителя к основному выходному соплу двигателя на режиме взлета и посадки в положение установки в его автономную гондолу на крейсерском режиме, а привод механизма управления механически связан с механизмом для перемещения шумоглушителя.

5. Выходное устройство по п. 4, отличающееся тем, что механизм для перемещения шумоглушителя выполнен рычажным с гидравлическим приводом.

6. Выходное устройство по п. 4, отличающееся тем, что механизм для перемещения шумоглушителя выполнен рычажным с электрическим приводом.

7. Выходное устройство группы авиационных двигателей силовой установки, содержащее выходные патрубки каждого из двигателей и выходные сопла каждого из двигателей, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено шумоглушителем, общим для группы двигателей и распределительным патрубком, примыкающим к выходным патрубкам каждого из двигателей, выполненным с монолитным корпусом в виде единой детали для всех двигателей в группе, жестко связанным с шумоглушителем, и поворотными заслонками, установленными в распределительном патрубке и связанными с механизмом управления их перемещением, причем корпус распределительного патрубка выполнен с входной частью, имеющей входные ответвления, примыкающие к выходным патрубкам каждого из двигателей в группе и сообщенные с ними, и выходной частью, имеющей по два сообщенных между собой выходных ответвления на каждый двигатель в группе, одно из которых снабжено выходным соплом, а другое ответвление для каждого двигателя в группе сообщено с общим для всех двигателей в группе выходным патрубком, соосно примыкающим к впускному патрубку шумоглушителя, и поворотные заслонки установлены с возможностью попеременного перекрытия для всех двигателей в группе выходных ответвлений распределительного патрубка, снабженных выходными соплами или перекрытия выходных ответвлений распределительного патрубка, сообщенных с впускным патрубком шумоглушителя.

8. Выходное устройство группы авиационных двигателей по п. 7, отличающееся тем, что механизм управления перемещением поворотных заслонок выполнен рычажным с гидравлическим приводом.

9. Выходное устройство группы авиационных двигателей по п. 7, отличающееся тем, что механизм управления перемещением поворотных заслонок выполнен рычажным с электрическим приводом.

10. Выходное устройство группы авиационных двигателей силовой установки, содержащее выходные патрубки каждого из двигателей и выходные сопла, примыкающие к выходным патрубкам каждого из двигателей, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено общим для группы двигателей шумоглушителем, автономной гондолой для размещения шумоглушителя, механически связанной с корпусом, по меньшей мере, одного двигателя, и распределительным патрубком с монолитным корпусом в виде единой детали для всех двигателей в группе, жестко связанным с шумоглушителем, и снабжено механизмом управления перемещением шумоглушителя, причем корпус распределительного патрубка выполнен с входной частью, примыкающей к выходным соплам каждого из двигателей в группе и сообщенной с ними, и выходной частью, размещенной соосно впускному патрубку шумоглушителя, сообщенной с ним, а шумоглушитель вместе с распределительным патрубком выполнен с возможностью перемещения из положения примыкания входной части распределительного патрубка к выходным соплам каждого из двигателей в группе на режиме взлета и посадки в положение установки его в гондолу на крейсерском режиме.

11. Выходное устройство группы двигателей газотурбинной силовой установки по п. 10, отличающееся тем, что механизм управления перемещением шумоглушителя выполнен рычажным с гидравлическим приводом.

12. Выходное устройство группы двигателей газотурбинной силовой установки по п. 10, отличающееся тем, что механизм управления перемещением шумоглушителя выполнен рычажным с электрическим приводом.

Источник