Силовая установка транспортного средства

 

Изобретение м.б. использовано в силовых установках транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и инерционными двигателями. Цель изобретения - повышение компактности уста21 ги J / )///// - j J20 12 (Л оо со со 4 СО со 11 фи.г.1 5 28

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1399499

А1 (5в 4 F 03 G 3/08, F 02 N 15/РР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4121802/25-06 (22) 23.09.86 (46) 30.05.88. Бюл. № 20 (75) В. Н. Якимов (53) 621.432.057 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1094982, кл. F 03 G 3/08, 1982. (54) СИЛОВАЯ УСТАНОВКА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение м.б. использовано в силовых установках транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и инерционными двигателями. Цель изобретения — повышение компактности уста1399499 новки путем размещения агрегатов на инерционном двигателе и эффективности путем повышения механического КПД и улучшения газообмена в цилиндрах ДВС. Инерционный двигатель выполнен в виде маховика (М) 1, установленного на вертикальном валу 9, связанном через подшипники 23 с неподвижной платформой 24. Установка снабжена системой торможения вала М 1, который включен в виде промежуточного звена в связь ДВС с трансмиссией. Цилиндры двигателя объединены в два блока 3 и 4, каждый из которых выполнен со своим коленчатым валом 7 и 8. Блоки 3 и 4, топливный и масляный насосы установлены на верхнем торце М! и размещены на нем симметрично и равномерно по периферии. Кинематическая связь 1? топливного насоса с задатчиком 18 режима работы выполнена в виде полой тяги 25, размещенной в центральном отверстии 26 вала 9 М 1 с возможностью осевого перемещения. Соединение топливного насоса с топливным баком 15 выполнено через тягу 25. Трубопроводы 12

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, и может быть использовано в силовых установках транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания и с инерционными двигателями.

Целью изобретения является повышение компактности путем размещения агрегатов на инерционном двигателе и эффективности путем повышения механического КПД и улучшения газообмена в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 1 схем атически изображена

<иловая установка, поперечный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3— системы впуска и выпуска, поперечный разрез; на фиг. 4 — блоки цилиндров двигателя внутреннего сгорания, поперечный разрез.

Силовая установка содержит инерционный двигатель в виде маховика 1 и связанный с ним и с валом 2 трансмиссии двигатель внутреннего сгорания, преимущественно дизель, снабженный двумя блоками 3 и 4 цилиндров с перемещающимися в каждом из них по меньшей мере одним поршнем 5 или 6 с коленчатыми валами 7 и 8, системой смазки, системой топливоподачи, системой впуска воздуха в цилиндры, сисподвода масла и топливные трубопроводы выполнены по дугам концентрических окружностей с центром на оси М 1. Стенки блоков цилиндров м.б. установлены на торце

М 1 под острым углом к оси М 1. Воздухозаборник 19 системы впуска м.б. выполнен в виде цилиндрического фильтра с центральным отверстием и воздухозаборными выступающими карманами 38 и установлен соосно с валом 9. Выпускной коллектор 22 размещен в центральном отверстии цилиндрического фильтра. В результате такого выполнения улучшается газообмен в цилиндрах, снижаются насосные потери и повышается эффективность силовой установки.

Использование кинетической энергии вращающихся масс М 1, блоков 3 и 4, топливного и масляного насосов позволяет двигаться транспортному средству в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов при работе блоков 3 и 4 и двигателя на одном наиболее оптимальном режиме работы. 5 з.п. ф-лы, 4 ил. темой выпуска газов и системой торможения вала 9 маховика 1.

Масляный насос 10 системы смазки выполнен с приводным валом 11 и сообщен через трубопроводы 12 подвода масла с блоками 3 и 4 цилиндров. Топливный насос 13 системы топливоподачи выполнен с приводным валом 14, подсоединен к топливному баку 15 и через топливные трубопроводы 16 — к блокам 3 и 4 цилиндров. а через кинематическую связь 17 подключен к задатчику 18 режима работы. Воздухозаборник 19 системы впуска подсоединен к впускным патрубкам 20 блоков 3 и 4 цилиндров. Выходной патрубок 21 системы выпуска газов сообщен с атмосферой, а выпускной коллектор 22 — с блоками 3 и 4 цилиндров. Маховик 1 установлен на вертикальном валу 9, связанном через подшипники 23 с неподвижной платформой 24, и включен в виде промежуточного звена в связь двигателя внутреннего сгорания с трансмиссией и выполнен с кинематической связью вала 9 маховика 1 с коленчатыми валами 7 и 8 и с приводными валами 11 и 14 с валом 2 трансмиссии.

Блоки 3 и 4 цилиндров, топливный 13 и масляный 10 насосы установлены на верхнем торце маховика 1 и размещены на нем симметрично и равномерно по периферии.

1399499

Кинематическая связь 17 топливного насоса

13 с задатчиком 18 режима работы выполнена в виде полой тяги 25, размещенной в центральном отверстии 26 вала 9 маховика с возможностью осевого перемещения.

Подсоединение топливного насоса 13 с топливным баком 15 выполнено через полую тягу 25, а трубопроводы 12 подвода масла и топливные трубопроводы 16 выполнены по дугам концентрических окружностей с центром на оси маховика 1.

Система торможения вала 9 маховика

1 выполнена в виде закрепленного в нижней части вала 9 тормозного диска 27, к которому примыкают тормозные колодки 28, связанные с органом 29 управления их примыканием к тормозному диску 27. Кинематическая связь вала 9 маховика 1 с валами 7 и 8 отбора мощности, приводными валами 11 и 14 и валом 2 трансмиссии выполнена в виде шестерен 30 — 33. Первая шестерня 30 закреплена на вертикальном валу 9 вблизи верхнего торца маховика 1 и связана с шестернями 32 и 33, установленными на коленчатых валах 7 и 8 и приводных валах 11 и 14. Другая шестерня 31 закреплена на нижнем торце маховика 1 и связана с валом 2 трансмиссии.

Установка блоков 3 и 4 цилиндров на торце маховика 1 выполнена наклонной под острым углом 34 к оси маховика 1, а плоскость 35 огневого днища поршней 5 и 6 расположена перпендикулярно к оси маховика 1 или под острым углом 34 к оси блоков 3 и 4 цилиндров.

Воздухозаборник 19 системы впуска выполнен в виде цилиндрического фильтра 36 с центральным отверстием 37 и с воздухозаборными выступающими карманами 38 и установлен соосно валу 9 маховика 1. Выходной патрубок 21 системы выпуска газов выполнен с вентилятором отсоса выхлопных газов, а выпускной коллектор 22 размещен в центральном отверстии 37 цилиндрического фильтра 36.

Вентилятор отсоса выхлопных газов выполнен в виде установленного в неподвижном кожухе 39 цилиндрического полого ротора 40 со щелевидными отверстиями 41 в его стенке, установленного с возможностью вращения в связанном с неподвижной платформой 24 кожухе 39, на внутренней поверхности которого выполнены винтовые выступы 42, образующие зазор 43 с цилиндрическим ротором 40 и выполненные с возможностью направления потока газов в сторону центрального отверстия на верхнем торце кожуха 39.

Стартер 44 для запуска установки подсоединен к шестерне 31 кинематической связи вала 9 маховика 1. Коробка 45 пере10

45 мены передач трансмиссии подсоединена через сцепление 46 к валу 2 трансмиссии.

Установка работает следующим образом.

Перед запуском при помощи органа 29 управления системы торможения раздвигаются колодки 28 от тормозного диска 27, растормаживается вал 9 маховика 1, а также заполняется топливом из бака 15 внутренняя полость центрального отверстия

26 вала 9, и с помощью задатчика 18 режим а работы воздействуют на регулятор топливного насоса 13 и устанавливают его в режим «Холостой ход». Вал 2 трансмиссии с помощью сцепления 46 отключается от коробки 45 перемены передач.

Для запуска силовой установки включают установленный на неподвижной платформе 24 стартер 44, который через шестерню 31 раскручивает маховик 1 до необходимой частоты вращения. Затем отключают стартер 44 и с помощью органа 29 прижимают колодки 28 к диску 27 и останавливают вал 9 вместе с шестерней 30. Маховик 1 вместе с установленными на нем блоками 3 и 4 цилиндров, топливным 13 и масляным 10 насосами продолжает врашаться и с помощью неподвижной шестерни 30 раскручивает валы 7, 8, 11 и 14. При этом воздушный фильтр 36 воздухозаборника 19, вращаясь вместе с маховиком 1, своими воздухозаборными карманами 38 начинает захватывать воздух и подавать его под давлением в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, а топливный насос 13 начинает подавать топливо через трубопроводы 16 в цилиндры, и двигатель запускается. В это время масляный насос 10 через трубопроводы 12 подводит масло в систему смазки блоков 3 и 4 цилиндров. Вентилятор отсоса выхлопных газов выходного патрубка 21 начинает отсасывать из цилиндров в атмосферу выхлопные газы за счет того, что в зазорах 43 между щелевидными отверстиями 41 в стенке вращающегося полого ротора 40 и винтовыми выступами

42 неподвижного кожуха 39 образуется разрежение, способствующее отводу газов из выпускного коллектора 22 (размещенного в центральном отверстии 37 и подсоединенного к блокам 3 и 4 цилиндров) и направления их в сторону центрального отверстия на верхнем торце кожуха 39.

Это способствует улучшению газообмена в цилиндрах, снижению насосных потерь и повышению эффективности силовой установки.

После запуска двигателя внутреннего сгорания валы 7 и 8 блоков 3 и 4 цилиндров отталкиваются от неподвижной шестерни 30 с помощью шестерен 32 и 33 и таким образом раскручивают маховик 1. Передача крутящего момента от маховика 1

1399499 для движения транспортного средства осуществляется через шестерню 31, вал 2 и коробку 45 перемены передач трансмиссии при включении сцепления 46. Изменение частоты вращения маховика 1 во время движения транспортного средства происходит за счет перемещения задатчика 18 режима работы, который через полую тягу

25 кинематической связи 17 воздействует на топливный насос 13. Использование кинетической энергии вращающихся масс маховика 1, блоков 3 и 4 цилиндров, топливного 13 и масляного 10 насосов позволяет двигаться транспортному средству в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов при работе блоков 3 и 4 двигателя на одном наиболее оптимальном режиме работы.

Для остановки двигателя внутреннего сгорания и всей силовой установки достаточно выключить сцепление и отжать тормозные колодки 28 от диска 27. При этом вал

9 вместе с шестерней 30 начинает вращаться с частотой, равной частоте вращения маховика 1, и валы 7, 8, 11 и 14 останавливаются, прекращая подачу масла и топлива, и блоки 3 и 4 цилиндров двигателя прекращают работу. Дальнейшее вращение маховика 1 и вала 9 происходит по инерции, что можно использовать для повторного запуска двигателя внутреннего сгорания при кратковременных остановках транспортного средства.

При движении транспортного средства на спусках можно при остановленном двигателе внутреннего сгорания, не выключая сцепления 46, использовать кинетическую энергию транспортного средства и дополнительно раскручивать маховик 1, увеличивая его энергию, которая может быть затем использована для преодоления препятствия, Таким образом, силовая установка позволяет обеспечить повышение эффективности и экономии топлива при высокой компактности.

Формула изобретения

1. Силовая установка транспортного средства, содержащая инерционный двигатель в виде маховика и связанный с ним и с валом трансмиссии многоцилиндровый двигатель вчутреннего сгорания, преимущественно дизель, с перемещающимся в каждом из цилиндров по меньшей мере одним поршнем, системой смазки, масляный насос которой выполнен с приводным валом и сообщен через трубопроводы подвода масла с блоком цилиндров, системой топливоподачи, топливный насос которой выполнен с приводным валом, подсоединен к топливному баку и через топливные трубопроводы — к цилиндрам, а через кинематическую связь подключен к задатчику режима работы, системой впуска воздуха в цилиндры, воздухозаборник которой подсоединен к впускным патрубкам блока ци5 линдров, и системой выпуска газов, выходной патрубок которой сообщен с атмосферой, а выпускной коллектор — с блоком цилиндров, причем маховик установлен на вертикальном валу, связанлом через под о шипники с неподвижной платформой, отличающаяся тем, что, с целью повышения компактности, установка снабжена системой торможения вала маховика, маховик включен в виде промежуточного звена в связь двигателя внутреннего сгорания с трансмис15 сией, цилиндры двигателя объединены в два блока, каждый из которых выполнен со своим коленчатым валом, блоки цилиндров, топливный и масляный насосы установлены на верхнем торце маховика и размещены на нем симметрично и равномерно по периферии, кинематическая связь топливного насоса с задатчиком режима работы выполнена в виде полой тяги, вал маховика выполнен с центральным отверстием, полая тяга размещена в центральном отверстии

25 вала маховика с возможностью осевого перемещения, соединение топливного насоса с топливным баком выполнено через полую тягу, а трубопроводы подвода масла и топливные трубопроводы выполнены по дугам концентрических окружностей с центром на оси маховика.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что система торможения вала маховика выполнена в виде закрепленного в нижней части вала маховика тормозного диска, З5 примыкающих к нему тормозных колодок и органа управления прижатием колодок к тормозному диску.

3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что маховик связан с коленчатыми валами двигателя, приводными валами насо4О сов и с валом трансмиссии через шестерни, причем одна из шестерен закреплена на вертикальном валу над верхним торцом маховика, а другая закреплена на нижнем торце маховика и связана с валом транс45 миссии

4. Установка по пп. 1 — 3, отличающаяся тем, что, с целью повышения механического КПД путем снижения нормальных нагрузок на стенки блоков цилиндров, последние установлены на торце маховика под

5О острым углом к оси маховика.

5. Установка по пп. 1 — 4, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем использования вращения для улучшения газообмена, воздухозаборник систе55

5 мы впуска выполнен в виде цилиндрического фильтра с центральным отверстием и с воздухозаборными выступающими карманами и установлен соосно с валом махо1399499

f0

Д г. 2

Ваи

22 вика, а выпускной коллектор размещен в центральном отверстии цилиндрического фильтра.

6. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что выходной патрубок системы выпуска выхлопных газов выполнен в виде кожуха и установленного в нем цилиндрического полого ротора с щелевыми отверстиями в

А-4 стенке, причем кожух связан с неподвижной платформой, ротор установлен в кожухе с возможностью вращения и связан с маховиком, а на внутренней поверхности кожуха выполнены винтовые выступы, образующие зазор с цилиндрическим ротором и направленные к центру верхнего торца кожчха.

1399499

Составитель В. Козлов

Редактор Э. Слиган Техред И. Верес Корректор О. Кравдова

Заказ 2316/36 Тираж 431 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Г1роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4