Силовая установка Советский патент 1993 года по МПК F02B43/10 

Изобретение относится к двигателест- роению и позволяет повысить экономичность путем более полного использования энергии отработавших газов.

Цепью изобретения является повышение экономичности и эффективности силовой

установки и расширение её функциональных возможностей. /л .

На фиг. 1 представлена функциональная схема биловой .установки; на фиг, 2 регулят0р т1рбйзводительноЬти органа перекрытия. -;:.: } // . :. ; .; - :

Силовая установка содержит двигатель Т внутреннего сгорания с системой питания и термохимический реактор, выполненный в виде трёакцйрнной камере 2 с пбШогрёва- телем 3.подогреватель 3сообщен с вьтуск- ным трактом 4 двигателя 1. Водяной испаритель 5 подключён При помощи магистрали 6 k реактору, а посредством канала 7 - к водят.

, ному баку 8 К реакционной камере 2 под- йлкйейга накопительная емкость 9 для сйнтез г аэу Которая при помощи трубопровода 16 связана со смесителем системы питания. Канал 7 и трубопровод 10 снабжены органами it и 12 их перекрытия, которые

&RKft 4ett.ti - ppra y i f3pvira теле), 1, ai термохимическийреактор снабжён датчиком 14 температуры, ;.

Силовая установка снабжена также двумя теплообменниками 16 и 16, первый из которых включен в вы пускной тракт4 двигателя 1 и установлен; в кайаде 7 Между органом 1 его перекрь1тия и испарителем 5; а

. второй вклйэчен в выпускной тракт 4 двигателя, и. установлен в магистрали б 1 между испарителем 5 и реактором, 6 реакционной камере 2 установлены электронагреватель ные элементы 17 из углероДистбго тюрйсто- го материала, а в канале 7 между органом 11 его перекрытия и вйдяйым баком 8 - эЛектромагнитный клапан 18, причем электрЬмаг- нйтный клапан 18 и электронагревательные элементы 17 электрически подключены к датчику 14 Температуры. ;:; ; Термохимический реактор иожет быть выпОлкен в виде резервуара 19 с теплоизоляционным покрытием 20, внутри которого установлена € зазором 21 реакционная камера 2, причем зазор 21 сообщен с выпуск- ны трактом 4 двигателя 1, а электронагревательные элементы 17 выполнены в виде перегородок. Система Питания двигателя 1 снабжена топливным баком 22 и органом 23 регулирования подачи топливной смеси смесителя в двигатель.

В глушителе 24 выпускной тракт 4 снабжен заборникрм выхлопных газов 25, который соединен подводящим трубопроводом 26 выхлопных газов со входом насоса 27.

Выход насоса 27 соединен отводящим трубо про во дом 28 выхлопных газов со входом

третьего перекрытия 29 и со входом четвертого органа перекрытия 30, выходы которых

подключены соответственно к входу реакционной камеры 2 и к системе питания. Насос 27 кинематически связан с приводом 31, например, электродвигателем, который имеет регулятор 32, выполненный, например , в виде потенциометра, подключенный к органу управления.13 двигателе.м, причем регулятор 32 снабжен указателем 33 со шкалой производительности насоса (л/сек). Все четыре органа перекрытия 11-. 12, 29,30 также снабжены регуляторами 34, 35,36, 37 их проййв одительностиi соответственнр с указателями и шкалами, проградуироваiиными в единицах Производительности (мл/сек и л/сек) органов перекрытия. Причем первый и второй органы перек ытигя 11 и 12 снабже- ны регуляторэми 36, 37 производ тельности, выполненными, например, в виде вариаторов, которые содержат входной вал 38, кинематически свШанный с органом управления 13 двигателемi и выходной вал JJ9v кинематически связанный с задвижкой органа перекрытия 11 или 12, Между входным валом 38, и выходным валом 39 установл.ены ведущий 40 и ведбмый 41 диски с фрикцйонным зацеплением. При этом ведомый диск 41 через упорный подшипник 42 и резьбовую шпильку 43 связан с ручкой 44 регулятора, которая имеет указатель 45 со шкалой 46 производительности. Указанные детали

размещены соответствен но внутри и на корпусе 47. Третий и четвертый органы пере- . крытия 2ЁI и 30 снабжены регуляторами 34 и

35 прЬйэводйт(ельности,вьтолненными, например, в виде ручек механического привода со шкалами производительности,

кбтбрые также как ручки 44 регуляторов

.ггервргр и второго органов перекрытия 11 и

12 расположены на приборной панели

Транспортного средства.. .

Силовая установка работает следующимебразом.

На режиме запуска и Прогрева холоднр- го двигателя температура выхлопных газов, теплообменникЬв 15,16 и всего выпускного

тракта 4 низкая; получение перегретого пара в водяном испарителе 5 и теплообменнике 16 невозможно, поэтому датчик 14 Температуры запитывает электронагревательные элементы 17 и выключает электромагнитный клапан 18. Ручкой регулятора 32 иуказателем 33 по шкале производительности (л/с) водитель устанавливает оптималь- ное значение выхлопных газов с двуокисью углерода, которые подаются насосом 27 ют заборника25 к органам перекрытия 29 и 30.

Затем ручкой регулятора 34 с указателем по шкале производительности (л/с) водитель устанавливает необходимое значение : выхлопных газов с двуокисью углерода, которые подаются в реакционную камеру 2. Разогретый до 1400-1500°С углерод в реакционной камере 2 реагирует с двуокисью углерода, что в результате эндотермической реакций образует регенерационныйтаз, кр- торый состоит из окиси углерода и обладает высокой теплотворной спосрбностыр при сгрра.нйи в цилиндрах двигателя 1. Таким образом, на указанном режиме работы ДВС силовая установка позволяет значительно Экономить основное топливо при снижении конденсата жидкого Топлива в; цилиндрах, образованиянагара и поёыщён- ного износа, гчто значительно повышает эффективность использования силовой установки на тра нсп о ртн ы х с редст|зах и рас ширяет функциональные возможности ее эксплуатации в различных условиях, д именно при низких температурах работы ДВС. Силовая установка может выполнять полезную работу непосредственно после запуска, не Ъш- дая полного прогрева ДВС,

На режиме работы прогретого ДВС Срабатывает датчик 14 температуры и запйты- вает электромагнитный клапан 18, отключая электронагревательные элементы 17. Ручкой регулятора 36 по шкале производительности (мл/с) водитель устанавливает опшма льйое значение воды , поступающей в теплообменник 15 в зависимбсти от нагрузочного режима двигателя. Перегретай пар из теплообменника 1 б подается в реакционную камеру 2 и взаимодействует с разогретым выхлопными газами углероАрм. В результате эндотермической реакций образуется синтез-газ, который состоит из смеси окиси углерода и водорода и обладает (высокой теплотворной способностью при сгорании в цилиндрах ДВС. Кроме того, продолжается образование регенёрационного газа в peaj цйонной камере 2 из двуокиси углерода выхлопных газов. Таким образом на указанном режиме работы ДВС силовая установка позволяет значительно экономить основное топливо на различных нагрузочных режимах работы ДБС, что значительно повышает эффективность использования силовой установки на транспортных средствах, и расширяет функциональные возможности ее эксплуатации в различных условиях, а имен-: но на различных нагрузочных режимах,

При перегрузках в работе ДВС, что возникает в сложных дорожных условиях, водитель оперативно изменяет положение ручек регуляторов 34 и 36, уменьшая на необходимую величину количество регенерацйонного газа и синтез-газа в горючей смеси и тем самым обогащая ее основным топливом. Это позволяет быстро ликвидировать перегрузку в работе ДВС, после чего также опе- 5 ративно переводят двигатель на работу с добавками регенёрационного газа и синтез- газа, что значительно экономит основное топливо, снижает время работы ДВС с перегрузками, уменьшает износ деталей, а это 10 значительно-повышает эффективность использования, силовой установки натранспорт- ных средствах и расширяет ее функциональные возможности и использования в различных .условиях, а именно при перегрузках ДВС и 15 при его переходных режимах.

На режиме принудительного холостого хода и на режимах малых нагрузок водитель дополнительно ручкой регулятора 35 подает необходимое количество выхлопных газов 0 на рециркуляцию в систему питания и их дожигание в;цилиндрах ДВС. Это обеспечивает дополнительную экономию основного , топлива, снижает токсичность выхлопных газов за счет частичного дожигания содер- 5 жащихся s них несгоревших углеводородов ; и окиси угяерода, что повышает эффектив- ность использования силовой установки на транспортных средствах и расширяет функ- цйОНйльныевозмй ности ее исп ользованйя 0 в различных условиях, а именно при.малых Harpyekax, принудительном холостом ходу и др. режимах.

Регуляторы производительности органов перекрытия 29 и 30 выполнены в виде 5 ручек 34 и 35 механическогр привода со шкалами производительности (л/с програ- дуированными на средних оборотах работы ДВС 1 и средних оборотах работы электродвигателя 31 привода насоса 27и размещен- 0 ными на приборной Панели для оперативного управления водителем Регуляторы производительности органов перекрытия 11 и 12 вы- : полнены в виде вариаторов 36 и 37 (см.фиг. ; 2). Оперативное изменение положения руч- 5 ки 44 с указателем 45 по шкале 46 приводит к вращению резьбовой шпильки 43 и перемещению ведомсуго диска 41 по ведущему диску 40 посредетвбм упорного подшипни; ka 42. При этом изменение радиуса окруж- 0 ности нэ диске 40, по которой вращается диск 41, вызывает необходимое изменение зависимости угла поворота выходного вала 39 от угла поворота входного вала 38. Таким образом-, в известную зависимость между 5 положением органа управления 13 двигателем и производительностью органов .перекрытия 11 и 12 вносится необходимая регулировка, которая зависит от режима зкс- плуатацйи силовой установки. Ручки 44 ва- риатороа 36 и 37 также размещены на

приборной панели для оперативного управ- ленйя водителем транспортного средства.

Суммарный положительный эффект, полученный при испытаниях опытного образца устройства, достаточно высок, так как складывается не только из экономии основного топлива, но и за счет снижения износа деталей ДВС, уменьшения токсичности выхлопа, повышения готовности к работе после запуска, снижения времени работы ДВС с. перегрузками, что значительно повышает эффективность использования силовой уе- на транспортных средствах и расширяет функциональные возможности ее эксплуатации в различных климатических, дорожных и других условиях и различных нагрузочных режимах.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания с системой питания и термохимический реактор с электронагревательными элементами, сообщенный с выпускным трактом, двигателя, водяной бак, электромагнитный клапан, подключенный к датчику температуры, и канале первым

органом перекрытия, первый-теплообменник, водяной испаритель, второй теплообменник, накопительную емкость для газа, трубопровод с вторым органом перекрытия,

подключенные к органу управления двигателем и к системе питания, о т л и ч а ю щ а- я с я тем, что, с целью повышения экономичности и эффективности и расширения функциональных возможностей, она дополнительно

снабжена насосом с приводом и регулятором оборотов, подключенным к органу управления двигателем, и подводящим трубопроводом выхлопных газов, который с одной стороны соединен с заборником выхлопных

газов выпускного тракта, а с другой стороны - с входом насоса, выход которого соединен отводящим трубопроводом выхлопных газов с входами третьего и четвертого органов перекрытия, выходы которых подключены

соответственно к входу реакционной камеры термохимического реактора и к системе питания, причем все четыре органа перекрытия снабжены регуляторами их производительности и указателями производительности

каждого органа перекрытия и насоса.

Изобретение относится к двигателест- роению. Целью является повышение экономичности и эффективности и расширение функциональных возможностей. Силовая установка содержит двигатель внутреннего 2 сгорания 1 с системой питания и термохимический реактор, выполненный в виде реакционной камеры 2 с подогревателем 3, сообщенным с выпускным трактом14. Водяной испаритель 5 подключен к реактору и к водяному баку 8. К реакционной камере 2 подключена накопительная емкость 9 для синтез-газа. Силовая установка снабжена также двумя теплообменниками 15 и 16. Установка также дополнительно снабжена насосом 27 с приводом 31 и регулятором оборотов 32, подключенным к органу управления двигателем и через трубопроводы ко входу реакционной камеры 2 и к системе питания: 2 ил. # Ё 00 го СП ел ел (рие.1

47 М М 43

Yj/(//7//j7,

L

Y///$///////fS7777bb/

L

45

S7777bb/

uu