Силовая установка локомотива Советский патент 1991 года по МПК B60K13/00 

71

2 1

я ю п

Изобретение огносится к машиностроению, а именно к устройствам для регулиро- иания наддува силовых установок с двигателями внутреннего сгорания, эксплуатируемых на транспортных средствах, пре- имущественно на тепловозах.

Известна система регулирования разгона турбонагнетателя двигателя внутреннего Йгоранмя, содержащая двигатель внутреннего сгорания с турбонагнетателем, комп- рессор тормозной системы, подключенный К впускной системе двигателя через зозду- хонапорную магистрачь, и орган управления подачи сжатого воздуха,

Недостатком системы являются энерго- Затраты, обусловленные выработкой дополнительной массы сжатого воздуха для годами на крыльчатку турбонагнетателя.

Известна турбинная усовершенствованная система загрузки для двигателя Внутреннего сгорания, содержащая двигатель внутреннего сгорания, соединенный выхлопным и всасывающим трубопроводами о турбокомпрессором, воздушный комп рессор, приводимый в движение двигателем и соединенный питательными трубопроводами с высасывающим трубопроводом турбокомпрессора и тормозной системой.

Недостатком системы являются энерго- Затраты, обусловленные необходимостью йыоаботки дополнительной массы сжатого Йоздуха для подачи во всасывающий трубопровод турбокомпрессора.

Известна силовая установка транс- портного средства, содержащая дизель, соединенный выпускным и впускным воздухопроводами с двумя турбокомпоессо- рами, компрессор тормозной системы, don водимый в движение двигателем внут- Зеннего сгорания и через устройство осушки связанный воздухонапорной маги- Сграл; ю сжатого воздуха с питательной магистралью.

Цель изобретения - улучшение экологи- ческих показателей.

Указанная цель достигается тем, что силовая установка транспортного средства, (Содержащая двигатель внутреннего сгорания, соединенный выпускным и впускным воздухопроводами г двумя турбокомпрессорами, компрессор тормозной системы, приводимый в движение двигателем внутреннего сгорания и связанный воздухона- торной магистралью через устройство асушки сжатого воздуха с питательной магистралью, снабжены пылеотделителем, хо- подмльником с регулятором температуры и органом управления подачи сжатого возду- ка, последовательно соединенных между

.,обой трубопроводом, прч этоад один конец тр бЪпрс ч .дз связан с впускным воздухопроводом двигателя внутреннего сгорания, г дру| конец ;в ;чи, уг тройством осушки геэдуха.

На чертеже представлена принципиальная схема предложенной силовой уста- ноеки транспортного средства.

Схема состою т из двигателя 1 внутреннего сгорания с воздушным ресивером 2, соединенного выпускным 3 и впускным 4 воздухопроводами с двумя турбокомпрес- --paivn 5, компрессора тормозной системы Р, Г сизодимого в движение двигателем 1 внутреннего сгорания и связанного возду- снапорнои магистралью 7 чепез устройство 8 осушки сжатого воздуха с питательной магистралью 9 пллеотделителя 10, холо- длпьчика 1 i с рыулятором 12 температуры и Оч, О управления подачей сжатого , последовательно соединенных между со 5ой rpvSonooBOflOM 14. при этом острой 4 8 огушки сжатого воздуха пред- г с вл/ г дв адсорбера 15 и 16, сое- л iH-H.Hbi: -ie v обой клапанами 17-20 и о,коанньк sc духонзпорной магистралью t лчпакзг/, 1 и Э 2, a L трубопроводом 14 клзпрна ли С и 24.

Силсэлч устанэвк& транспоо ногосред- спа оаСг (Сет „ледующим образом

При раооте двиг«згеля внутреннего сго- 1 ю выпускнср у воздухопроводу 3 г. спускные газы поступают к турбокомпрес- сопам LJ, ги„ле чет выбрасывайся в атмосферу В туэЬокомлоессоре на одном налу смонтированы турбинное и насосное колеса Энергия рзсшмоения выпускных газов, реализуемая турбинным колесом, превра- и ается в механическую энергию вращения центробежного насосного колеса компрес- -ора, которое сжимает атмосферный воз- лух. пссгупающий от воздушных д.льтров.

KON преч гор тормозной систе ы 6, при- вп lyiiMDV в ,,ви ление распоедепительным редуктором от ДВС 1. нагиегзетсжатый аоз- ду по воздухопроводу 7 в устройство 8 осушки и далее в питательную магистраль 9. В устройстве 8 осушки сжатого воздуха адсорбер 15 работает, например, в режиме осуыки, и адссрбео 16 -- в режиме регенера- чии Тогда сжатый влажный воздух из воз- духопрлвода 7 через открытый клапан 21 (клапан 22 закрыт) поступает в адсорбер 15, где осушается, и через клапан 19 поступает в питательную магистраль 9. Часть осушенного сжатого воздуха из адсорбера 15 после иа-рева в подогревателе (не указано) через клапан 13 {клапан 17 закрыт) поступает в гдсорбер 16. Проходя через адсорбер 16, по/1спо ь:й( сухой сжатый возду разогревает. находящийся в нем адсорбент и через открытый клапан 24 (клапан 23 закрыт) направляется в трубопровод 14. Вместе с воздухом из адсорбера 16 удаляется влага, накопившаяся в адсорбенте. Насыщенный влагой сжатый воздух по трубопроводу 14 поступает в пылеотделитель 10, где очищается от продуктов истираний адсорбента, и далее в холодильник 11 для охлаждения до температуры, значение которой задается регулятором 12 температуры. Очищенный от продуктов истирания адсорбента охлаженный и насыщенный, влагой процесса регенерации сжатый воздух по трубопровоу 14 через орган 13 управления подачи сжатого воздуха поступает во впускной возухопровод 4, где смешивается с атмосферным воздухом, поступающим после сжатия из турбокомпрессора 5, и далее по воздушным ресиверам 2 в цилиндры Д8С 1.

Адсорберы 15 и 16 в устройстве осушки сжатого воздуха работают в цикличном режиме и переключаются, например, через 4 ч. Тогда адсорбер 15 переводится в режим осушки, а адсорбер 16 - в режим регенерации, для этого клапаны 20, 22, 17 и 23 открываются, а клапаны 21, 19, 18 и 24 закрываются. В процессе эксплуатации иловой установки транспортного средства потрубопроводу 14 через орган управления подачи сжатого воздуха подается до- полнитепьный наддувочный воздух. При этом давление поступающего из устройства 8 осушки сжатого воздуха превышает давление атмосферного воздуха, подаваемого урбокомпрессорами 5 после соответствующего ступенчатого сжатия на величину, обеспечивающую эффективное смешивание во впускном воздухопроводе 4,

Постоянное использование охлажденного очищенного от продуктов истирания адсорбента и увлажненного влагой десорбции воздуха при подаче в цилиндры ДВС не олько повышает эффективность рабочего процесса, но и способствует снижению токсичности отработанных газов. В настоящее время установлены жесткие нормы по токсичности отработанных газов, поэтому использование в качестве дополнительного наддувочного воздуха, насыщенного влагой процесса регенерации, является актуальным, а осуществление данного процессе на предлагаемом устройстве является одним з решений по улучшениюэкологических показателей ДВС. Известно, что турбокомпрессор работает с максимальным значением КПД на расчетном режиме, кото- рый у большинства двигателей является реимом номинальной мощности.

Дополнительный наддувочный воздух, поступающий из устройства осушки сжатого воздуха, рассматривается как элемент регулируемого наддува, т.-е. воздух, подавае- мый, минуя турбокомпрессор, в заданном объеме, определяемом органом управления подачи сжатого воздуха, практически не зависит от режимов работы дизеля.

Кроме того, использование воздуха системы осушки транспортного средства может повысить приспосабливаемость двигателя не только к изменяющемуся режиму работы, но и к изменяющимся погод- но-климатическим условиям эксплуатации,

так как колебания температуры и давление атмосферного воздуха изменяют КПД турбокомпрессора.

По сравнению с известными решениями использование в качестве дополнительного наддувочного воздуха сжатого воздуха, поступающего после процесса регенера- ции, обеспечивает повышение экономичности силовой установки транспортного средства. Это обусловлено тем, что в прототипе в процессе регенерации устройства осушки наблюдается выброс в атмосферу от 15 до 20% сжатого воздуха, на выработку которого компрессором тормозной системы отбирается мощность с двигателя внутреннего сгорания. В предлагаемом решении дачный объем сжатого воздуха используется в качестве дополнительного наддуве IHO- го, т.е. затраченная энергия на работе компрессора тормозной системы возврэщаеться двигателю внутреннего сгорания.

Формула изобретения Силовая установка локомотива, содержащая двигатель внутреннего сгорания сообщенный выпускным и впускным воздухопроводами с двумя турбокомпрессорами, компрессор тормозной системы, приводимый в движение двигателем внутреннего сгорания и сообщенный воздухонапорной магистралью через устройство осушки сжатого воздуха с питательной магистралью, отличающаяся тем, что, с целью улучшения экологических показателей двигателя путем использования в качестве дополнительного наддувочного охлажденного и насыщенного влагой сжатого воздуха системы осушки, она снабжена пылеотделителем, холодильником с регулятором температуры и органом управления

подачи сжатого воздуха, последовательно соединенными между собой трубопроводом, при этом один конец трубопровода связан с впускным воздухопроводом двигателя внутреннего сгорания, а другой конец связан с устройством осушки сжатого воздуха.

Изобретение относится к жеяезнодо- - рожному подвижному транспорту и касается тепловозов. Целью изобретения является улучшение экологических показателей двигателя путем использования в качестве дополнительного наддувочного охлажденного и насыщенного влагой сжатого воздуха системы осушки. Силовая установка локомотива состоит из двигателя 1 внутреннего сгорания с воздушным ресивером 2, соединенного выпускным 3 и впускным 4 воздухопроводами с двумя турбокомпрес- сорами 5, компрессора 6 тормозной системы, приводимого в движение двигателем 1 внутреннего сгорания и связанного возду- . хонапорной магистралью 7 через устройство 8 осушки сжатого воздуха с питательной магистралью 9, пылеотделителя 10. холодильника 11 с регулятором температуры 12 и органа управления 13 подачей сжатого воздуха, последовательно соединеных между собой трубопроводом 14, при этом уст- ройство 8 осушки сжатого воздуха представляет собой два адсорбера 15 и 16, соединенных между собой клапанами 17-20 и связанных с воздухонапорной магистралью 7 клапанами 21 и 22,а с трубопроводом 14 - клапанами 23 и 24. 1 ил. (Л С