Силовая установка Советский патент 1991 года по МПК F02G5/04 

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно двигателестроению, и может быть использовано в силовых установках с двигателем внутреннего сгорания и устройством для использования отходящего тепла последнего,

Цель изобретения - повышение эффективных показателей установки путем аккумулирования энергии отработавших газов и использования аккумулированной энергии для кратковременного увеличения мощности и для запуска двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 1 приведена схема силовой установки; на фиг. 2 - многоступенчатая активная паровая турбина с планетарным редуктором; на фиг. 3 - устройство рубашки охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель 1 внутреннего сгорания выполнен с рубашкой 2 охлаждения. Насос 3 высокого давления установлен в питательном трубопроводе пароперегревателя 4, который расположен в магистрали выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Аккумулятор 5 пара, управляемый клапан 6 и редукционный клапан 7 установлены последовательно в паропроводе между пароперегревателем 4 и утилизационным паровым двигателем, выполненным в виде многоступенчатой активной паровой турбины 8. Аккумулятор 5 пара выполнен в виде сосуда Дьюара. Выхлопной патрубок турбины 8 подключен через расширитель 9 к конденсатору 10, а последний связан с емкостью 11 для рабочей жидкости. Циркуляционный насос 12 предназначен для подачи жидкости из этой емкости в рубяшку 2

О

VJ ю

СО

охлаждения, выполненную в виде винтовых канавок 1.3, охватывающих цилиндровую втулку 14. Турбина 8 установлена на подшипнике 15 и связана с двигателем внутреннего сгорания через планетарный редуктор, снабженный водилом 16 и сателлитами 17 и через обгонную муфту 18, выполняющую роль разъединительной муфты, связывающей турбину с валом 19 двигателя внутреннего сгорания. Водило 16 редуктора установлено на валу 19 двигателя при помощи подшипников 20 и может проворачиваться относительно вала. Управляемый клапан 6 выполнен в виде обратного клапана, у которого порог срабатывания выполнен управляемым от педали акселератора.

Установка работает следующим образом.

При запуске двигателя 1 внутреннего сгорания циркуляционный насос 12 подает рабочую жидкость из емкости 11 в рубашку 2 охлаждения. Проходя по винтовым канавкам жидкость нагревается и частично испаряется.

Нагретая парожидкостная смесь поступает в насос 3 высокого давления, который нагнетает ее в пароперегреватель 4, расположенный в магистрали выпуска отработавших газов. Перегретый пар поступает в аккумулятор 5, выполненный в виде сосуда Дьюара, что позволяет пару продолжительное время сохранять высокие параметры. При повышении давления пара в аккумуляторе 5 до значения выше максимального, управляемый клапан 6 выпускает избыточный пар через редукционный клапан 7, на активную турбину 8, в которой энергия пара преобразуется в механическую работу и через планетарный редуктор и обгонную муфту 18 суммируется с помощью двигателя внутреннего сгорания. Отработавший пар поступает в расширитель 9, где частично охлаждается и конденсируется, а окончательная конденсация пара происходит в конденсаторе 10. Сконденсированная жидкость поступает в емкость 11. В случаях, когда требуется резко увеличить мощность установки (разгон автомобиля при обгоне, преодоление подъемов), за предельным нажатием педали акселератора происходит принудительное открывание обратного клапана управляемого клапана 6, пар из аккумулятора 5 поступает в редукционный клапан 7, который обеспечивает подачу пара на турбину с оптимальным для нее давлением. Накопленная в аккумуляторе 5 энергия пара преобразуется в турбине 8 в механическую работу и мощность турбины суммируется с мощностью ДВС, в результате чего общая мощность силовой установки возрастает. Мощность от вала 19 двигателя не передается на планетарный редуктор, . т.к. обгонная муфта передает крутящий момент только в одном направлении. Аккумулятор 5 пара способен продолжительное время сохранять высокие параметры парп, что позволяет производить запуск двигателя путем запредельного нажатия педали акселератора.

Таким образом, аккумулирование пара и описанные средства использования этого пара позволяют обеспечить запуск двигателя внутреннего сгорания и кратковременное увеличение мощности установки.

Формула изобретения Силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания и утилизационный паровой двигатель, разъединительную муфту, связывающую их между собой, пароперегреватель, расположенный в магистрали выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания и связанный при помощи питательного трубопровода с его

рубашкой, а при помощи паропровода - с паровым двигателем, трубопровод выпуска отработавшего пара из последнего в конденсатор и емкость с рабочей жидкостью, и циркуляционный насос для подачи рабочей

жидкости в рубашку охлаждения, причем двигатель внутреннего сгорания снабжен педалью акселератора, отличающая- с я тем, что, с целью улучшения эффективных показателей путем аккумулирования

энергии отработавших газов и использования аккумулированной энергии для кратковременного увеличения мощности и для запуска двигателя внутреннего сгорания, установка дополнительно снабжена аккумулятором пара, управляемым и редукционным клапанами и насосом высокого давления, аккумулятор пара, управляемый и редукционный клапаны последовательно установлены в паропроводе между пароперегревателем и паровым двигателем, насос высокого давления установлен в питательном трубопроводе пароперегревателя, управляемый клапан связан с педалью акселератора, а управляемая муфта выполнена в виде обгонной муфты,

/Г педали акселератора

Изобретение позволяет улучшить эффективные показатели силовой установки путем аккумулирования энергии отработавших газов и использования аккумулированной энергии для кратковременного увеличения мощности и для запуска двигателя внутреннего сгорания, циркуляционный насос 12 подает рабочую жидкость из емкости 11 в рубашку 2 охлаждения двигателя 1 внутреннего сгорания. Нагретая в винтовых каналах рубашки парожидкостная смесь нагнетается насосом 3 высокого давления в пароперегреватель 4, расположенный в магистрали выпуска отработавших газов двигателя 1. Перегретый пар поступает в аккумулятор 5 пара, а из него через управляемый клапан 6 и редукционный клапан 7 в паровую турбину 8, которая связана с двигателем 1 через планетарный редуктор и обгонную муфту. Клапан 6 можно открывать при запуске и в случае необходимости увеличения мощности и энергии пара из аккумулятора преобразуется в механическую работу турбины 8, мощность которой передается на вал двигателя 1. 1 с.п. ф-лы, 3 ил.

V / / / /

20 1916 20 15

Я

Т

м

Фиг.1 .

Выход

Фиг.З