Силовая установка Советский патент 1980 года по МПК F02B37/00 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двнгателестроения, а именно к устройствам для наддува двигателя внутреннего сгорания. Известны силовые установки, содержащие двигатель внутреннего сгорания, дополнительную камеру сгора1шя, установленную в ма№стралн выпуска отработавших газов, по меньшей ме ре одну турбину, расположенную в той же магистрали и снабженную выхлопным патрубком, Н кинематически соединенный с турбиной компрессор, подключенный к ресиверу двигателя и к трубопроводу подачи воздуха в дополнительную камеру сгорания {1. Двигатель внутреннего сгорания таких установок выполняют пониженной степенью сжатия (е 11) и высоким наддувом (Р 3,5). В связи с этим перед запуском двигателя приводят во вращение турбокомпрессорную группу, и, после того, как давление, развиваемое компрессором, возрастает до величины, обеснечквающей возможность возникновения вспышек в цилиндрах двигателя, запускают даигатель. Для запуска турбокомпрессорной группы может быть использована подача сжатого воздуха в дополюггельную камеру сгорания из резервной емкости 2. Для сокращения времени запуска установки в цблом важно сократить время запуска Турбокомпрессорной группы, Поэтому применяют спе1щальные устройства для согласования количества топлива, подаваемого в дополнительную камеру сгорания с количеством топлива, подаваемого в дизель. Однако, время выхода турбокомпрессорной группы на режим работы с достатотао высоким числом оборотом сравнительно велико. Цель изобретения - повышение эффективности работы силовой установки путем сокращения времени запуска турбокомпрессорной группы. Для этого турбина выполнена многоступенчатой, преимущественно двухступенчатой, и допол1штельная камера сгорания установлена между ее ступенями. Турбина может быть выполнен; трехступенчатой с установкой дополнительной камеры егорашш между первой и второй ступенями и одна из ее ступеней выполнена ввиде силовой турбины, кинематически связанной с двигателем. В трубопроводе подачи воздуха в допрЛ1ш°тепьиую камеру сгора1шя может бытьустаноплен подогреватель, подключенный к выхлопному патрубку турбины. , На фиг. 1 прёдставлеиа принципиальная схема опйс5)Шаемой установки, на фиг. 2 вариант выполнения турбию трехступетатой с выполнением третьейее отгони в виде силовой-турбины, на фиг. 3 - вариант выполнения первой ступени в В1зде силовой ijpevnib. Двигатель внутреннего сгорания 1 снабжен выхлопной магистралью 2, в которой установлена турбина, вал которой 3 служит ее кинематической связью с компрессором. На этом валу расположены две ступени турбины 4 и 5. Компрессор также выполнен в виде двух ступеней б и 7. К валу подсоединен пусковой электромотор 8. Дополнительная камера сгора1шя 9 установлена в выхлопной магистрали меж ду ступенями турбины и подсоединена при помощи трубопровода 10 к компрессору, подклю ченному также к ресиверу II двигателя. Турби . на может быть вьшолнена трехступенчатой с подсоединением одЪой из ее ступеней к валу двигателя для выполнения фу нсции силовой турбины. Силовой турбиной может служить последняя ступень 12 трехступенчатой турбины, как показано на фиг. 2, или первая ступень 13, как показано на фиг. 3. Во всех допол1Штельная камера сгорания устанавл}геается между первой и второй ступенями. В трубопроводе 10 может быть установлен подогреватель 14 воздуха отработавшими газами, подключенный к выхлопному патрубку 15 турбины. Между, ступенями сжатия воздуха ком прессорами может быть установлен воздухоохладитель 16. Перед запуском двигателя при помощи элек ромотора 8 приводят во враще1ше вал 3. Компрессор начжтает сжимать воздух и, подает его через дополнительну1р камеру сгорания 9 в тур бину. Турбина развивает энергию и начинает вращать компрессор. Турбокомпрессорная груп па работает по циклу замкнутой газотурбинной установки. После того, как число оборотов турбокомпрессорной группы возрастает до необходимого минимума, запускают двигатель. Отработавшие газы двигателя также поступают в турбину по выхлопной магистрали 2. Перед второй ступенью турбины они смещиваются с продуктами сгорания дополнительной камеры 14 :« Установка выходит па установившийся режим работы. При работе двигателя на установившихся ежимахвоздух из компр.ессора подается в ресивер двигателя и частично в дополнительную камеру сгорашя, перед поступлегюем в которую он дополнительно подогревается отработавшими газами в подогревателе 14. Установки дополнительной камеры сгорашм между ступеш1ми турбины позволяет при запуске увелшшть мощность второй ступени, срабатыва ощей, в результате этого, повышенный температурный перепад и повысить эффективность его использова1шя. Время запуска турбокрмпрессорной группы сокращается, в результате чего повышается эффективность установки в целом... Формула изобретения 1.Силовая установка, содержащая двигатель впутрепнего сгорания, допол1штельн5ао камеру сгорашя, установленную в магистрали выпуска отработавпгах газов, по меньшей мере одну турбину, расположенную в той же магистрали и снабженную выхлотп 1м патрубком, и кинематически соединенный с турбиной компрессор, подключенный к ресиверу двигателя и к трубопроводу подачи воздуха в дополнительную камеру сгора1шя, отличающаяся тем,что, с целью повышения эффективности путем сокращения времени запуска турбокомпрессорной группы, турбина выцолнена многоступенчатой, преимуп1ественно двухступенчатой, и дополнительная камера сгорания установлена между ее ступенями. 2.Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что турбина выполнена трехступенчатой с установкой дополнительной камеры сгорания между первой и второй ст}шенями, и ота из ее ступеней вьшолнена в виде силовой турбины, кинематически связанной с двигателем. , 3.Установка по п.п. 1-2, отличающаяся тем, что в трубопроводе подачи воздуха в допол1штельную камеру сгорания установлен подогреватель, подключенный к выхлопному патрубку турбины. Источники информацго, принятые во внимание при экспертизе 1.Заявка Фраш1ии № 2283314, кл. F 02 В 37/00, опублик. 1974. 2.Патет Франции № 2219688, кл. F 02 В 37/00, опублик.-1974.

гg

D-/ff

a

Фиг. 2