Судовая силовая установка Советский патент 1988 года по МПК F02D23/00 F02B37/04 

СО

05 О5

Изобретение относится к машиною- строению, а именно к двигателестрое- кию, и может быть использовано в судовых силовых установках с двигателя ми внутреннего сгорания и с приводными агрегатами наддува.

Целью изобретения является повышение эффективности силовой установки путем согласования частот враще- ния валов турбины и компрессора с ре жимами работы двигателя.

На чертеже приведена схема силово установки

Установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, газовую турби- ну 2, компрессор 3 наддува, утилизационный теплообменник 4, механизм 5 изменения угла открытия выпускных клапанов 6 и генератор 7 электричес- кой энергии.

Двигатель 1 внутреннего сгорания снабжен по меньшей мере одним цилиндром 8 с выпускным клапаном 6, задат- чиком режима работы (не показан), коленчатым валом 9, датчиком 10 частоты его вращения, органами 11 впуска и выпускными патрубками 12,

Клапаны 6 вьшолнены с приводом от задатчика 5 3 угла открытия и закры- тия (распределительного вала). Газовая турбина 2 сообщена с выпускными патрубками 12 и на ее выхлопе установлен утилизационный теплообменник 4, Генератор 7 подсоединен к за-- лу турбины 2 через привод 14 и через электрическую цепь 15 подключен к потребителю 16 энергии и к вспомогательным дизель°-генераторам 17, Компрессор 3 наддува сообщен с органа- ми 11 впуска и подсоединен через привод 18 к электродвиг ателю 19,

Приводы 14 и 18 генератора 7 и компрессора 3 выполнены с переменным передаточным отношением, причем при- вод 14 генератора и механизм 5 изменения угла открытия клапанов 6 через обратную связь 20 соединены с потребителем 16 энергии.

Привод 14 между турбиной и генера тором 7 выполнен в виде шестерен и регулируемой передачи.

Силовая установка работает следующим образом.

Компрессор 3 наддува приводится во вращение электродвигателем 19 и подает сжатый воздух через органы 11 впуска в цилиндры 8 двигателя для осуществления рабочего цикла и передачи крутящего момента через коленча- тый вал 9 на потребитель нагрузки (например, винт). Выпускные газы из цилиндров 8 через выпускные патрубки 12 поступают в газовую турбину 2, которая через привод 14 с переменным передаточным отношением вращает генератор 7 электрической энергии. Затем выпускные .газы поступают в утилизационный теплообменник 4, который передает тепловую энергию на судовые потребители тепла. Электрическая цепь 15 связывает потребителей 16 энергии с генератором 7 и вспомогательными дизель-генераторами 17.

Регулирование параметров вырабаты ваемого генератором. 7 тока осуществляется по сигналам, подаваемым по обратной связи 20, с помощью передачи с переменным передаточным отношением, а мощности газовой турбины 2 - связью с системой газообмена путем регулирования угла открытия выпускных клапанов 6 с помощью механизма 5 изменения угла открытия клапанов. Это позволяет изменять энергию отработавших газов, поступающих в турбину 2, Регулирование степени сжатия воздуха в компрессоре 3 наддува и угла открытия клапанов 6 осуществляется по сигналам, поступающим от задатчика режима работы (или датчика 10 частоты вращения вала 9), I

Таким образом, обеспечивается сотгласование частот вращения валов тур- бины 2 и компрессора 3, а также энергия газов в выпускном патрубке 12 с режимами работы двигателя и потреблением электрической энергии.

Формула изобретения

Судовая силовая установка, содержащая двигатель внутреннего -сгорания, снабженный по меньшей мере одним цилиндром с .выпускным клапаном, газовую турбину, сообщенную с выпускным патрубком каждого цилиндра, утилизационный теплообменник, установленньш на выхлопе из турбины, генератор электрической энергии, подсоединенный через привод к валу турбины и через электрическую цепь - к потребителю энергии, и компрессор наддува с приводом от электродвигателя, о т л и - чающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, установка снабжена механизмом изменения- угла

314097664

открытия выпускных клапанов каждогопривод генератора и механизм измена- цилиндра, привод компрессора и при-ния угла открытия выпускных клапанов вод генератора выполнены с перемен-через обратную связь соединены с по- ным передаточным отношением, причемтребителем энергии генератора.

Изобретение м.б. использовано в установках с двигателями внутреннего сгорания и с приводными агрегатами наддува. Цель изобретения повышение эффективности установки. Установка снабжена механизмом изменения угла открытия выпускных клапанов 6 каждого цилиндра 8 двигателя. Приводы компрессора и генератора выполнены с переменным передаточным отношением. Привод 14 генератора и механизм 5 изменения угла открытия выпускных клапанов 6 цилиндров 8 через обратную связь 20 соединены с потребителем 16 энергии генератора. Регулирование параметров вьфабатываемого генератором 7 тока осуществляется по сигналам, подаваемым по обратной связи 20, с помощью передачи с переменным отношением, а мощности газовой турбины - связью с системой газообмена путем регулирования угла открытия клапанов 6 с помощью механизма 5. Регулирование степени сжатия воздуха в компрессоре 3 наддува и угла открытия клапанов 6 осуществляется по сигналам, поступающим от задатчика режима работы. Такая установка позволяет согласовать частоты вращения валов турбины и компрессора с режимами работы двигателя. 1 ил.