Силовая установка транспортного средства Советский патент 1988 года по МПК F03G3/08 F02N15/00 

новки путем размещения агрегатов на инерционном двигателе и эффективности путем повышения механического КПД и улучшения газообмена в цилиндрах ДВС. Инерционный двигатель выполнен в виде маховика (М) 1, установленного на вертикальном валу 9, связанном через подшипники 23 с неподвижной платформой 24. Установка снабжена системой торможения вала М 1, который включен в виде промежуточного звена в связь ДВС с трансмиссией. Цилиндры двигателя объединены в два блока 3 и 4, каждый из которых выполнен со своим коленчатым валом 7 и 8. Блоки 3 и 4, топливный и масляный насосы установлены на верхнем торце М 1 и размешены на нем симметрично и равномерно по периферии. Кинематическая связь 17 топливного насоса с задатчиком 18 режима работы выполнена в виде полой тяги 25, размеш,енной в центральном отверстии 26 вала 9 М 1 с возможностью осевого перемешения. Соединение топливного насоса с топливным баком 15 выполнено через тягу 25. Трубопроводы 12

подвода масла и топливные трубопроводы выполнены по дугам концентрических окружностей с центром на оси М 1. Стенки блоков цилиндров м.б. установлены на торце М 1 под острым углом к оси М 1. Воздухозаборник 19 системы впуска м.б. выполнен в виде цилиндрического фильтра с центральным отверстием и воздухозаборными выступающими карманами 38 и установлен со- осно с валом 9. Выпускной коллектор 22 размещен в центральном отверстии цилиндрического фильтра. В результате такого выполнения улучшается газообмен в цилиндрах, снижаются насосные потери и повышается эффективность силовой установки. Использование кинетической энергии вращающихся масс М 1, блоков 3 и 4, топливного и масляного насосов позволяет двигаться транспортному средству в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов при работе блоков 3 и 4 и двигателя на одном наиболее оптимальном режиме работы. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение м.б. использовано в силовых установках транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и инерционными двигателями. Цель изобретения - повышение компактности уста21 ги J / )///// - j J20 12 (Л оо со со 4 СО со 11 фи.г.1 5 28

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, и может быть использовано в силовых установках транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания и с инерционными двигателями.

Целью изобретения является повышение компактности путем размешения агрегатов на инерционном двигателе и эффективности путем повышения механического КПД и улучшения газообмена в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 1 схематически изображена силовая установка, поперечный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - системы впуска и выпуска, поперечный разрез; на фиг. 4 - блоки цилиндров двигателя внутреннего сгорания, поперечный разрез.

Силовая установка содержит инерционный двигатель в виде маховика 1 и связанный с ним и с валом 2 трансмиссии двигатель внутреннего сгорания, преимущественно дизель, снабженный двумя блоками 3 и 4 цилиндров с перемещающимися в каждом из них по меньшей мере одним поршнем 5 или 6 с коленчатыми валами 7 и 8, системой смазки, системой топливоподачи, системой впуска воздуха в цилиндры, системой выпуска газов и системой торможения вала 9 маховика 1.

Масляный насос 10 системы смазки выполнен с приводным валом 11 и сообщен 5 через трубопроводы 12 подвода масла с блоками 3 и 4 цилиндров. Топливный насос 13 системы топливоподачи выполнен с приводным валом 14, подсоединен к топливному баку 15 и через топливные труQ бопроводы 16 - к блокам 3 и 4 цилиндров. а через кинематическую связь 17 подключен к задатчику 18 режима работы. Воздухозаборник 19 системы впуска подсоединен к впускным патрубкам 20 блоков 3 и 4 цилиндров. Выходной патрубок 21 системы

5 выпуска газов сообщен с атмосферой, а выпускной коллектор 22 - с блоками 3 и 4 цилиндров. Маховик 1 установлен на вертикальном валу 9, связанном через подшипники 23 с неподвижной платформой 24,

Q и включен в виде промежуточного звена в связь двигателя внутреннего сгорания с трансмиссией и выполнен с кинематической связью вала 9 маховика 1 с коленчатыми валами 7 и 8 и с приводными валами 11 и 14 с валом 2 трансмиссии.

5 Блоки 3 и 4 цилиндров, топливный 13 и масляный 10 насосы установлены на верхнем торце маховика 1 и размещены на нем симметрично и равномерно по периферии.

Кинематическая связь 17 топливного насоса 13 с задатчиком 18 режима работы выполнена в виде полой тяги 25, размещенной в центральном отверстии 26 вала 9 маховика с возможностью осевого перемещения. Подсоединение топливного насоса 13 с топливным баком 15 выполнено через полую тягу 25, а трубопроводы 12 подвода масла и топливные трубопроводы 16 выполнены по дугам концентрических окружностей с центром на оси маховика 1.

Система торможения вала 9 маховика 1 выполнена в виде закрепленного в нижней части вала 9 тормозного диска 27, к которому примыкают тормознь1е колодки 28, связанные с органом 29 управления их примыканием к тормозному диску 27. Кинематическая связь вала 9 маховика 1 с валами 7 и 8 отбора мощности, приводными валами 11 и 14 и валом 2 трансмиссии выполнена в виде щестерен 30-33. Первая шестерня 30 закреплена на вертикальном валу 9 вблизи верхнего торца маховика 1 и связана с шестернями 32 и 33, установленными на коленчатых валах 7 и 8 и приводных валах 11 и 14. Другая шестерня 31 закреплена на нижнем торце маховика 1 и связана с валом 2 трансмиссии.

Установка блоков 3 и 4 цилиндров на торце маховика 1 выполнена наклонной под острым углом 34 к оси маховика 1, а плоскость 35 огневого днища поршней 5 и 6 расположена перпендикулярно к оси маховика I или под острым углом 34 к оси блоков 3 и 4 цилиндров.

Воздухозаборник 19 системы впуска выполнен в виде цилиндрического фильтра 36 с центральным отверстием 37 и с воздухо- заборными выступающими карманами 38 и установлен соосно валу 9 маховика 1. Выходной патрубок 21 системы выпуска газов выполнен с вентилятором отсоса выхлопных газов, а выпускной коллектор 22 размещен в центральном отверстии 37 цилиндрического фильтра 36.

Вентилятор отсоса выхлопных газов выполнен в виде установленного в неподвижном кожухе 39 цилиндрического полого ротора 40 со щелевидными отверстиями 41 в его стенке, установленного с возможностью вращения в связанном с неподвижной платформой 24 кожухе 39, на внутренней поверхности которого выполнены винтовые выступы 42, образующие зазор 43 с цилиндрическим ротором 40 и выполненные с возможностью направления потока газов в сторону центрального отверстия на верхнем торце кожуха 39.

Стартер 44 для запуска установки подсоединен к шестерне 31 кинематической связи вала 9 маховика 1. Коробка 45 пере5

мены передач трансмиссии подсоединена через сцепление 46 к валу 2 трансмиссии. Установка работает следующим образом.

5 Перед запуском при помощи органа 29 управления системы торможения раздвигаются колодки 28 от тормозного диска 27, растормаживается вал 9 маховика 1, а также заполняется топливом из бака 15

0 внутренняя полость центрального отверстия 26 вала 9, и с помощью задатчика 18 режима работы воздействуют на регулятор топливного насоса 13 и устанавливают его в режим «Холостой ход. Вал 2 трансмиссии с помощью сцепления 46 отключается от коробки 45 перемены передач.

Для запуска силовой установки включают установленный на неподвижной платформе 24 стартер 44, который через шестерню 31 раскручивает маховик 1 до необ0 ходимой частоты вращения. Затем отключают стартер 44 и с помощью органа 29 прижимают колодки 28 к диску 27 и останавливают вал 9 вместе с шестерней 30. Маховик 1 вместе с установленными на нем

5 блоками 3 и 4 цилиндров, топливным 13 и масляным 10 насосами продолжает вращаться и с помощью неподвижной шестерни 30 раскручивает валы 7, 8, 11 и 14. При этом воздушный фильтр 36 воздухозаборника 19, вращаясь вместе с маховиком 1, своими

0 воздухозаборными карманами 38 начинает захватывать воздух и подавать его под давлением в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, а топливный насос 13 начинает подавать топливо через трубопроводы 16 в цилиндры, и двигатель запуска5 ется. В это время масляный насос 10 через трубопроводы 12 подводит масло в систему смазки блоков 3 и 4 цилиндров. Вентилятор отсоса выхлопных газов выходного патрубка 21 начинает отсасывать из цилинд0 ров в атмосферу выхлопные газы за счет того, что в зазорах 43 между щелевидными отверстиями 41 в стенке вращающегося полого ротора 40 и винтовыми выступами 42 неподвижного кожуха 39 образуется разрежение, способствующее отводу газов

5 из выпускного коллектора 22 (размещенного в центральном отверстии 37 и подсоединенного к блокам 3 и 4 цилиндров) и направления их в сторону центрального отверстия на верхнем торце кожуха 39.

Q Это способствует улучшению газообмена в цилиндрах, снижению насосных потерь и повышению эффективности силовой установки.

После запуска двигателя внутреннего сгорания валы 7 и 8 блоков 3 и 4 цилинд5 ров отталкиваются от неподвижной шестерни 30 с помощью шестерен 32 и 33 и таким образом раскручивают маховик 1. Передача крутящего момента от маховика 1

для движения транспортного средства осуществляется через шестерню 31, вал 2 и коробку 45 перемены передач трансмиссии при включении сцепления 46. Изменение частоты вращения маховика 1 во время движения транспортного средства происходит за счет перемещения задатчика 18 режима работы, который через полую тягу 25 кинематической связи 17 воздействует на топливный насос 13. Использование кинетической энергии вращающихся масс маховика 1, блоков 3 и 4 цилиндров, топливного 13 и масляного 10 насосов позволяет двигаться транспортному средству в щироком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов при работе блоков 3 и 4 двигателя на одном наиболее оптимальном режиме работы.

Для остановки двигателя внутреннего сгорания и всей силовой установки достаточно выключить сцепление и отжать тормозные колодки 28 от диска 27. При этом вал 9 вместе с шестерней 30 начинает вращаться с частотой, равной частоте вращения маховика 1, и валы 7, 8, 11 и 14 останавливаются, прекращая подачу масла и топлива, и блоки 3 и 4 цилиндров двигателя прекращают работу. Дальнейшее вращение маховика 1 и вала 9 происходит по инерции, что можно использовать для повторного запуска двигателя внутреннего сгорания при кратковременных остановках транспортного средства.

При движении транспортного средства на спусках можно при остановленном двигателе внутреннего сгорания, не выключая сцепления 46, использовать кинетическую энергию транспортного средства и дополнительно раскручивать маховик 1, увеличивая его энергию, которая может быть затем использована для преодоления препятствия.

Таким образом, силовая установка позволяет обеспечить повышение эффективности и экономии топлива при высокой компактности.

Формула изобретения

5

5

матическую связь подключен к задатчику режима работы, системой впуска воздуха в цилиндры, воздухозаборник которой подсоединен к впускным патрубкам блока цилиндров, и системой выпуска газов, выходной патрубок которой сообщен с атмосферой, а выпускной коллектор - с блоком цилиндров, причем маховик установлен на вертикальном валу, связанном через подшипники с неподвижной платформой, отличающаяся тем, что, с целью повыщения компактности, установка снабжена системой торможения вала маховика, маховик включен в виде промежуточного звена в связь двигателя внутреннего сгорания с трансмиссией, цилиндры двигателя объединены в два блока, каждый из которых выполнен со своим коленчатым валом, блоки цилиндров, топливный и масляный насосы установлены на верхнем торце маховика и размещены Q на нем симметрично и равномерно по периферии, кинематическая связь топливного насоса с задатчиком режима работы выполнена в виде полой тяги, вал маховика выполнен с центральным отверстием, полая тяга размещена в центральном отверстии вала маховика с возможностью осевого перемещения, соединение топливного насоса с топливным баком выполнено через полую тягу, а трубопроводы подвода масла и топливные трубопроводы выполнены по д,угам концентрических окружностей с центром на оси маховика.

0 острым углом к оси маховика.

5

0

вика, а выпускной коллектор размещен в центральном отверстии цилиндрического фильтра.

А-А

16

ЗЙ

20

22

22

12

стенке, причем кожух связан с неподвижной платформой, ротор установлен в кожухе с возможностью вращения и связан с маховиком, а на внутренней поверхности кожу- ха выполнены винтовые выступы, образующие зазор с цилиндрическим ротором и направленные к центру верхнего торца кожу- ха.

/4

16

ЧЬ

22

12

г 2

Выхлоп

35

ЪИ

1

3

Фиг.1