Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F01P3/22 

(Л

Фиг.1

6, 7 через обратные клапаны 22 аод- : Л10чены к циркуляционным насосам А, $. Напорные клапаны 14, 13 подсоеди- jieHH к блоку 13 управления 5 содержа- 1цему две трехзвенные кулачковые пары t кулачками 23, толкатели с роликами Й4, воздействующими на пружины 25 и кинематически связанными с органом управления насосом и звеном с демпфе- :ром высокочастотных колебаний органа 18 управления. Охлаждающую жидкость подают в рубашки охлаждения цилиндров и их головок периодически с регулируемым давлением. Клапаны 22 и 14,

15, находясь в ерабочем - закрытом положении, с двух сторон запирают полости обеих рубашек 2, 3 и делают невозможной циркуляцию охлаждающей жидкости в их контурах. Охлаждающую жидкость испаряют на стенках рубашек, подают в пароотделитель в парожидко- стной фазе, отделяют паровую фазу, охлаждают жидкую фазу, перегревают пар теплом отработавших газов и используют энергию для подачи охлаждающей жидкости в рубашки цилиндров и их головок и для охлаждения жидкой фазы, 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение позволяет повысить надежность и экономичность двигателя. Двигатель имеет двухсектиюнный паро- отделитель, перегреватель, паровую турбину, вентилятор, насосы подпитки, регулируюгцие Hanopitbie клапаны, и блок управления. Охладители выполнены в виде конденсаторов 9, 10. Каждая секция пароотделителя подключена к одному из циркуляционных контуров. Турбина кинематически связана с вентилятором, циркуляционными насосами и насосами 11, 12 подпитки. Последние установлены в каждом контуре, связаны с выходами конденсаторов и подключены к секциям 6, 7 пароотделитез1я. Секции

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестро- ению, в частности к системам охлаждения двигателей.

Цель изобретения - повьш1ение надежности и экономичности.

На фиг.1 изображена схема двигате- /1Я с системой охлаждения; на фиг. 2 - закон регулирования движения в рубашках.

Двиг атель 1 внутреннего сгорания снабжен циркуляционными контурами охлаждения рубашек 2 и 3 цилиндров и их головок. Контуры включают циркуляционные насосы 4 и 5, подключенные к входам рубашек охлаждения, секции 6 и 7 пяроотделителя, установленные на выходе из рубашек 2. и 3, пароперегреватель 8, охладители 9 и 10, выпол- ненные в виде конденсаторов, насосы 11 и 12 подпитки, блок 13 управления напорные клапаны 14 и 15, паровую турбину 16 для привода от нее вентилятора 17, насосов 11 и 12 подпитки и циркуляционных насосов 4 и 5, топ- ливньй насос высокого давления с органом 18 управления и магистраль 19 выпуска отработавших газов. Напорные клапаны 14 и 15 установлены в трубо- проводах 20 и 21 на выходе из рубашек 2 и 3 охлаждения, связывающих рубашки охлаждения с секциями 6 и 7 пароотде- лителя, которые подключены к пароперегревателю 8, связанному с магистралью 19 выпуска отработавших газов.

Пароперегреватель 8 подключен к паровой турбине f, Насосы 11 и 12 подпитки связаны с выходами конденсаторов 9 и 10 и подключены к секциям 6 и 7 пароотделителя, которые через обратные клапаны 22 подключены к циркуляционным насосам 4 и 5. Напорные клапаны 14 .и 15 подсоединены к блоку 13 управления, содержащему две трехзвенные кулачковые лары с кулачками 23, толкатели с роликами 24, воздействующими на пружины 25 и кинематически связанными с органом управления топливным насосом и звеном с демпфером высокочастотных колебаний органа 18 управления.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

После запуска двигателя и его по- становки ручкой управления двигателем на режим прогрева пружины 25 напорных клапанов 14 и 15 кулачковыми органами блока 13 управления зажимаются до уровней, обеспечивающих открытие клапанов при высоких значениях давлений в полостях рубашек 2 и 3. В этот период обратные клапаны 22 под действием столба жидкости, имеющейся в секциях 6 и 7 пароотде- лителя, находятся в открытом - рабочем положении, напорные клапаны 14 и 15 - в закрытом - нерабочем положении. По мере прогрева двигателя 1 в рубашках 2 и 3 образуется пароводяная смесь, давление и температура охлаждаюп1;ей жидкости в рубашках растет в результате чего в некоторый момент времени закрываются и обратные клапаны 22. Обратные 22 и напорные 14 и 1 клапаны, находясь в нерабочем - закрытом положении, с двух сторон запирают полости обеих рубашек и делают HeBi2.-JMomHoft циркуляцио охлаждающей жидкости в контурах рубашек 2 и 3 и работу паровой турбины 16, насосов и вентилятора 17, Этим обеспечивается быстрый разогрев двигателя до необходимых значений температур. При достижении давления в рубашке 2 ци- линдров значения Р (ц) (фиг.2) открывается напорный клапан 15, а при достижении давления в рубашке 3 .головок значения Р (г) открывается напорный клапан 14. С открытием клапа- на 15, а затем клапана 14 пароводяна смесь начинает поступать в секции 6 и 7 пароотделителя при равных значениях температур и давлений. Выделившийся пар направляется в пароперегре ватель 8, где изобарно получив от выпускных газов двигателя 1 тепло и повысив температуру, пар поступает в паровую турбину 16, где кинетическая энергия пара преобразуется в ме- ханическую работу, затрачиваемую на привод вентилятора 17, подпиточник 11 и 12 и циркуляционных 4 и° 5 насосов. После турбины 16 пар поступает в конденсаторы 9 и 10, Сконцентрированный пар в виде охлаждающей жидкости подается подпиточными насосами 11 и 12 в секции 6 и 7 пароотделител

С увеличением нагрузки двигателя 1, сопровождающейся движением органа 1B управления топливным насосом в сторону увеличения цикловой подачи топлива, температура стенок камеры сг орания и пароотделителя стремится возрасти, Одновременно с зтим органами управ- ления блока 13 пружины 25 обоих напорных клапанов 14 и 15 отжаты в сторону создания меньшего давления под клапанами Количество пара, образуемо г о в рубашках двигателя, его подогрев в пароотделителе увеличивается, обеспечивая возрастание частоты вращения ротора турбины 16, ас этим и увеличение расхода воздуха, поступающего на охлаждение конденсаторов 9 и 10. Через некоторое время работы двигателя обеспечивается устойчивый режртм кипения охлаждающей жидкости в каждой рубашке 2 и 3. Под

Q 5 20 25 jO ,

Q д

35

5

держ;п1ием ра:)личн,1х янпченрл температуры кипения охлаждающей Аидкгч тп в рубаи-ках 2 т- 3 цилиндров и их I-OUOBOK автоматически обеспечивается неизменность температурного состояния двигателя .

С уменьшением нагрузки двигателя, сопровождаемой дв1г :ением органа 18 управления топливным насосом в сторону уменьи;ения цикловой подачи, функциональные процессы протекают в обратных направлеьпшх. Температура стенок уменьшается, пружины 25 обоих напорных клапанов 14 и 15 прижимаются , обеспечивая создание больших давлений под клапанами. Количество образуемого в рубашках пара, подогрев его в секциях 6 и 7 пароотделителя уменьшается, частота вращения ротора турбины 16 падает, обеспечивая уменьшение расхода воздуха через конденсаторы и уменьше} ие теплоотвода в них. Через некоторое время возникает новое состояние динамического терм1тческого равновесия с - сохранением температуры стенок на неизменном уровне.

Формула изобретения

513903

охлаждения рубашек цилиндров и их головок, каждый из которых снабжен Циркуляционным насосом и охладителем, И магистраль выпуска отработавших газов, отличающий с я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, двигатель снабжен |двухсекционным пароотделителем, перегревателем, паровой турбиной, вентилятором, насосами подпитки, регулирующими напорными клапанами и блоком управления, охладители выполнены в виде конденсаторов, причем каждая секция пароотделителя подключена к одному из циркуляционных контуров, турбина кинематически связана

10

15

ГоАоНш (4 Аиндри

0

5

7 6

г jieHTHjTHTopoM, циркуляционными насосами и насосами подпитки, которые установлены в каждом контуре и подключены своими входами к конденсаторам, а выходами - к секциям пароотделителя, а напорные клапаны выполнены с разными характеристиками пружин, установлены на выходе из рубашек охлаждения и связаны с блоком управления, последний выполнен с двумя кулачковыми парами, а его связь с органом управления топливным насосом выполнена в виде ролика, толкателя и кулачка с профилем, обеспечивающим перемещение толкателя по закону экспоненциальной функции.