Тепловоз с двигателями внутреннего сгорания и паровыми

 

№ 1668, Класс 20Ь

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ тепловоза с двигателями внутреннего сгорания и паровыми.

К патенту П. К. Христоферсена, заявленному 15 апреля

1924 г. (заяв. свид. № 78136).

О выдаче патента опубликовано ЗО сентября 1926г. Действие патента распространяется на 15 лет от 15 сентября 1924 г.

Цель настоящего изобретения заключается в создании мощного тепловоза.с применением высокоэкономичного двигателя внутреннего сгорания, как основной машины движения, и в применении частей тепловоза к использованию отработавших газов основного двигателя для приведения в действие добавочного парового двигателя.

На фиг. 1 схематически изображено взаимное расположение основных частей тепловоза в боковом виде; на фиг. 2 — 3 изображены варианты устройства для подогревания парового котла выхлопными газами.

Силовое оборудование тепловоза состоит из одного или двух основных горизонтальных двухтактных двигателей 1,1 со встречно-движущимися поршнями, приводящими во вращение расположенные по концам двигателей кривошипные валы 2. Движение от валов передается непосредственно на ведущие оси тепловоза или шатунами — треугольниками 3, расположенными по бокам тепловоза и действующими на кривошипы ведущих колес, расположенные тождественно с кривошипами валов 2, или при помощи шатунов 4, тоже действующих непосредственно на ведущие оси, или же, наконец,, шатунами при посредстве промежуточных валов (фиг. 4), сопряженных таким образом, чтобы осуществлялось действительно встречное движение поршней двигателя.

Компрессоры 5 двигателя или обоих двигателей расположены спереди над тележкою и приводятся в движение штоками, связанными с головкой шатуна переднего двигателя. Здесь же могут быть установлены насосы для топлива и для охлаждающей воды.

Цилиндры 6 воздушных насосов (фиг. 1) располагаются в передней части тепловоза; при одном двигателе они помещаются внутри, при двух двигателях два цилиндра внутри и два цилиндра снаружи, действующие от штоков цилиндров 11.

Кроме основных двигателей внутреннего сгорания, на тепловозе устанавливается еще паровой двигатель, состоящий: из парового котла, снабженного одной или несколькими фор. сунками, а также сухопарникомаккумулятором 9, соединенным с паровым пространством котла. В топку парового котла выходят выхлопные трубы 10 от двигателей внутреннего сгорания тепловоза, так что паровой котел может отапливаться или форсунками, или выхлопными газами двигателей, или же одновременно и тем, и другим способом. Цилиндры паровой машины 11 расположены, как принято в паровозах, с соответствующими приспособлениями для реверсирования и пуска тепловоза при троганьи с места. Паровая машина передает движение, как и в паровозах, на ведущие оси. Для перегрева пара может быть установлен перегреватель любой конструкции в дымовой коробке или дымогарных трубах, или же он может; быть устроен в выхлопной трубе двигателей, при чем пар может служить одновременно и для охлаждения стенок выхлопной трубы. Для питания котла может служить охлаждающая вода двигателей непосредственно, так что рубашки цилиндров служат как бы экономайзером, через который питательная вода перекачивается в котел, но в виду опасения образования накипи на стенках двигателя внутреннего сгорания, предпочитают установку отдельного подогревателя для воды, питающей котел.

В виду того, что двигатели внутреннего сгорания не удовлетворяют некоторым требованиям тепловозного двигателя, например, они не удобны для разгона и в период трогания поезда с места не могут быть значительно перегружены, реверси рован ие их сложно и особенно затруднительно ввиду необходимости одновременного развития большой скорости, а также затруднительно быстрое торможение и быстрый перевод на обратный ход, то для устранения указанных недостатков, применяется на тепловозе паровой двигатель, состоящий из котла локомобильного типа и паровой паровозной машины, с каким-нибудь из принятых приспособлений для реверсирования и пуска с развитием больших крутящих моментов и тормажения контр-паром. Поверхность нагрева па-. рового котла, в данном случае, берется значительно меньше, чем у паровоза. Отопление котла во время хода при работе двигателя внутреннего сгорания производится выхлопными газами двигателя, вводимыми по выхлопной трубе 10 в топку парового котла. Питание котла на ходу тепловоза производится так же, как указано выше, водой охлаждающей двигатели. Пар, во время хода, используется в паровой машины и дает некоторую добавочную мощность к мощности основного двигателя внутреннего сгорания.

При повышенном давлении в котле и достаточном размере сухопарников аккумуляторов 9, можно после кратковременной остановки, при трогании с места и разгоне, при благоприятных условиях, обойтись без пуска форсунок котла точно так же, как и при быстром реверсировании. При более трудных условиях разгона, в помощь могут быть пущены форсунки топки котла. Форсунка работает паром или сжатым воздухом, последнее предпочтительно для получения лучшего зажигания. С целью более совершенного управления добавочными силовыми аггрегатами, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания направляются не непосредственно в топочное пространство парового котла, а предварительно поступают по трубам 12, в головную часть парового котла (фиг. 2), где . при помощи трехходного крана 13 могут быть направлены или по трубе 14 в топочное пространство котла, откуда по прогарным трубам 15 газы уходят в обратном направлении в атмосферу, или же направляются непосредственно в атмосферу по трубе паровоза, в первом случае, выхлопные газы обогревают котел, во втором случае, котел отапливается только сжиганием топлива. Наконец, паровой котел может быть разделен на две части (фиг. 3), камерой 23, из которых передняя часть 6 всегда отапливается выхлопными газами двигателей, идущими по трубе 17, затем по трубам 18, откуда через трехходовой кран 19 направляются или в атмосферу по трубе 22, или в заднюю часть котла 6 по трубе 20 в топку и по прогарным трубам 21 до камеры 23 из которой выходят в атмосферу; задняя же часть парового котла может быть изолирована краном 19 от обогрева выхлопными газами и может отапливаться только форсунками.

ПРЕДМ ЕТ ПАТ ЕНТА.

1. Тепловоз с двигателями внутреннего сгорания и паровыми> характеризующийся совокупным применением: а) двух двутактных двигателей внутреннего сгорания 1 с встречно движущимися поршнями, работающих каждый на два параллельные вала 2, связанные кривошипами и треугольной передачей 3 или 4 непосредственно с цапфами кривошипов ведущих колес тепловоза, илй при посредстве промежуточных осей и двойной шатунной передачи, при чем передний двигатель приводит также в движение компрессоры 5; б) парового котла 8 с прогарными трубками и аккумулятором сухопарником 9, обогреваемого также выхлопными трубами 10 двигателе" 1; в) паровых цилиндров 11, поршни которых сочленены шатунами и спарниками с колесами тепловоза, и г) воздушных насосов 6, расположенных два между рамами и два снаружи на продолжении штоков поршней паровых цилиндров 11 (фиг. 1, 2).

2. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 тепловоза, отличающееся применением парового котла с прогарными трубками (фиг. 1), топочной камерой и жаровой трубой 13, по которой могут быть через посредство вентиля 12 в дымовой камере пропускаемы отводимые по трубам 11 газы, отработавшие в двигателе.

3. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 тепловоза, отличающееся применением парового котла с прогарными трубками, состоящего из двух частей (фиг. 3), задняя 6 из которых снабжена топкой и жаровой трубой 13, по которой могут быть пропускаемы через вентиль 12 газы, отработавшие в двигателе и пропущенные из трубопровода 11 по трубе

13 через переднюю часть 6 котла.