Комбинированная силовая установка Советский патент 1992 года по МПК F02G5/04 

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть ис- пользовано в системах утилизации теплоты отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.

Известен дожигатель выхлопных газов двигателя внутреннего йгора- ния, включающий цилиндрический корпус, установленный с зазоромв кожухе, причем на входе в корпус установлена направляющая кассета, а на выходе кассеты - регенератор тепла, камера сгорания размещена между кожухом и корпусом, по периметру над направляющей кассетой установлены теплопроводные втулки спирального нагрева, причем зазор сообщен с атмосферой.

К недостатку дожигателя следует отнести недостаточное использование теплоты от сгорания компонентов отработавших газов.

Также известна комбинированная силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания и связанный с ним .через редуктор двигатель с внешним подводом теплоты, компрессор подачи свежего заряда, подключенный к впускному трубопроводу двигателя внутреннего сгорания, и регенератив- ный теплообменник, установленный в выпускной магистрали двигателя внутреннего сгорания и включенный в контур циркуляции рабочего тела двигател с внешним подводом теплоты.

Недостатки известной силовой установки заключаются в ухудшенных экономических показателях из-за механических потерь в редукторе нагнетателя,

5

0

5

0

$ 0 5

а также ограниченные возможности компонойки.

Цель изобретения - повышение эффективности показателей силовой установки.

Поставленная цель достигается тем, что в силовой установке регенеративный теплообменник выполнен трубчатым, заполнен рабочим телом (например, гелием) и подключен к двигателю с внешним подводом теплоты, связанным через редуктор с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания и испо/ть- зуемым в качестве стартера для последнего.

Часть теплоты, оставшейся после прохождения через регенеративный теплообменник, используется для нагрева воздушной камеры, из которой подогретый воздух по трубопроводам подается в смесительную камеру меэду теплопроводными втулками и спиралью.

На фиг. 1 представлена схема комбинированной силовой установки; на j фиг. 2 - узел выпускной магистрали двигателя внутреннего сгорания.

Комбинированная силовая установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания и связанный с ним через редуктор 2 двигатель 3 с внешним подводом теплоты, подключенный к выпускному трубопроводу 4 и выпускной магистрали 5 двигателя 1 внутреннего сгорания, турбокомпрессор 6 и установленные в выпускной магистрали по ходу движения отработавших газов дожигатель 7 отработавших газов, регенеративный теплообменник 8 и воз5 17530026

душную камеру 9. Дожигатель 7 выполнентрубу Т2, а это приводит к повышению

в виде кожуха 10 с размещенной в немтемпературы рабочего тела двигателя

с кольцевым зазором проточной трубой3 с внешним подводом теплоты и его

12, в которой последовательно установкеработе в качестве стартера двигателя

лены смесительная камера 13, направля-1 внутреннего сгорания ющая керамическая кассета 14 и камера

При работе двигателя 1 внутреннег сгорания отработавшие газы d высокой скоростью выходят из сопла 17 и со- 10 здают разрежение в смесительной каме ре 13, в результате чего воздух из атмосферы поступает в воздушную камеру 9, где частично подогревается теплотой отработавших газов и посту15 сгорания. Кожух 10 выполнен с торцовой стенкой 16, между которой и торцом проточной трубы 12 образован регулируемый торцовый зазор Торцовая стенка 16 выполнена резьбовой, установлена с возможностью перемещения вдоль оси кожуха 10 и снабжена вход1 внутреннего сгорания

При работе двигателя 1 внутреннего сгорания отработавшие газы d высокой скоростью выходят из сопла 17 и со- 10 здают разрежение в смесительной камере 13, в результате чего воздух из атмосферы поступает в воздушную камеру 9, где частично подогревается теплотой отработавших газов и посту

Изобретение позволяет повысить эффективные показатели силовой установки путем использования энергии отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Силовая установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания и связанный с ним через редуктор 2 двигатель Зс внешним подводом теплоты,- подключенный к выпускному трубопро- воду 4 и выпускной магистрали 5 двигателя 1, турбокомпрессор 6 и установленные в выпускной магистрали 5

ным соплом 17 с ограничительным коль- 15 пает тто съемным трубопроводам 23,

цом 18. В кольцевом зазоре 11 установлены цилиндрические теплопроводные вставки 19, в которых размещена электрическая нагревательная спираль

через кольцевой зазор 11, где дополнительно подогревается от спирали 16 нагрева, в смесительную камеру 13, В дальнейшем образовавшаяся смесь

нагрев трубок 22 регенеративного теплообменника 8, для передачи теплоты рабочему телу двигателя 3 с внешним подводом теплоты, в котором осущестотработавших газов. Воздушная каме- ра 9 выполнена в виде рубашки, охватывающей выпускную магистраль 5 между регенеративным теплообменником 8 и га-зов ой турбиной турбокомпрессора 6

и сообщенной с атмосферой и со смеси- 30 вляется дополнительное преобразова

тельной камерой 13 через съемные трубопроводы 23 и кольцевой зазор 11 Наружные поверхности дожигателя 7, регенеративного теплообменника 8 и воздушной камеры 9 снабжены теплоизолирующими покрытиями 24 о На входе в компрессор турбокомпрессора 6 установлен воздухоочиститель 25, а силовая установка снабжена системой электропитания, включаюцей аккумуляторную батарею 26, к которой подключены спираль 20 нагревания и свеча 21 зажигания, электростартер 27, катушки 28 зажигания и прерыватель-распределител 29 двигателя 1 внутреннего сгорания, а также генератор 30 электрического тока с приводом от двигателя 1 внутреннего сгорания и блок 31 автоматики связанный со спиралью 20 нагревания и свечой 21 зажигания.

Силовая установка работает следу|юшим образом.

Перед запуском двигателя внутреннего сгорания через аккумуляторную батарею на несколько минут включается спираль 16 нагрева для прогрева вставок 19, которая в течение этого времени передает теплоту регенеративному теплообменнику 8 через проточную

через кольцевой зазор 11, где дополнительно подогревается от спирали 16 нагрева, в смесительную камеру 13, В дальнейшем образовавшаяся смесь

5

0 5

ние теплоты отработавших газов в механическую энергию и передача последней через редуктор 2 на выходной вал двигателя 1 внутреннего сгорания.

Дополнительное использование теплоты отработавших газов в двигателе 3 с внешним подводом теплоты позволяет повысить эффективные показатели силовой установки, а дожпгание отработавших газов обеспечивает снижение их токсичности,

Формула изобретения

20

25

13 W

S

0

5

, 2. Установка по п. отличающаяся тем, что кожух выполнен с торцовой стенкой, между которой и торцом проточной трубы образован регулируемый торцовый зазор, причем торцовая стенка выполнена резьбовой и установлена с возможностью перемещения вдоль беи кожуха.

в смесительную камеру выполнен съемным.

Фиг1