Силовая установка

 

Изобретение относится к силовым установкам с ДВС и паровыми машинами (ПМ), утилизирующими тепло отработанных газов. Целью изобретения является снижение массы и габаритов установки и повышение КПД, что обеспечивается объединением ДВС и ПМ в одном агрегате с общим коленчатым и распределительным валами, состоящем из одной или нескольких пар "цилиндр ДВС - цилиндр ПМ" и имеющем конденсатор и систему снабжения водой цилиндров ПМ. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к силовым установкам с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и паровыми машинами (ПМ), утилизирующими тепло отработанных газов двигателя.

Известна силовая установка, включающая ДВС, утилизационную ПМ, теплообменник, генератор, насос и систему термостатирования двигателя [1].

Известная силовая установка имеет следующие недостатки: недостаточно полно используется тепло выхлопных газов ДВС из-за того, что в атмосферу выбрасываются газы с еще сравнительно высокой температурой, а наличие в составе установки двух самостоятельных двигателей увеличивает массу и габариты установки.

Указанная цель достигается тем, что в известной силовой установке, включающей ДВС и ПМ, конденсатор и насос, ДВС и ПМ объединены в один агрегат с общим коленчатым и распределительными валами, состоящий из одной или нескольких пар "цилиндр ДВС и цилиндр ПМ", системы питания водой цилиндров ПМ, конденсатора. Кроме того, силовая установка включает фильтр очистки воды после конденсатора.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема силовой установки.

Устройство силовой установки рассмотрим для четырехцилиндрового варианта, в котором имеются две пары "цилиндр ДВС - цилиндр ПМ", а ДВС - бензиновый. Установка включает бензиновые цилиндры 1 и 2 и цилиндры ПМ 3 и 4, соединенные через шатуны с коленчатым валом 5. На цилиндрах имеются клапаны: а - ввод бензиновоздушной смеси; б - выход выхлопных газов ДВС; в - ввод выхлопных газов ДВС в цилиндр ПМ; г - ввод (форсунка) воды; д - выход отработанного пара.

Установка включает также систему питания ДВС 6, конденсатор 7, фильтр очистки воды 8, водяной насос 9.

Элементы установки соединены линиями: 10 - от системы питания ДВС к цилиндрам 1 и 2; 11 - от водяного насоса 9 к цилиндрам 3 и 4; 12 - от цилиндров 3 и 4 к конденсатору 7; 13 - от цилиндра 1 к цилиндру 3 и от цилиндра 2 к цилиндру 4,
14 - от конденсатора 7 к фильтру 8;
15 - от фильтра 8 к водяному насосу 9;
16 - выброс газов в атмосферу.

Установка работает по схеме, представленной в таблице.

Рассмотрим работу пары цилиндров 1 и 3. Рабочий ход в цилиндре 1 проворачивает кол. вал на один оборот. Из цилиндра 3 происходит выхлоп.

После завершения рабочего хода в цилиндре 1 на нем открывается клапан "б", а на цилиндре 3 клапан "в", выхлопные газы из цилиндра 1 передаются в цилиндр 3. Затем при открытии клапана "а" на цилиндре 1 всасывается бензиновоздушная смесь. Одновременно с этим в цилиндре 3 происходят сжатие выхлопных газов и повышение их температуры. В следующем такте в цилиндре 1 происходит сжатие бензиновоздушной смеси. В цилиндр 3 при закрытых клапанах "в" и "д" впрыскивается вода и закрывается клапан "г". Капельки воды испаряются. Образовавшийся водяной пар толкает поршень в цилиндре 3, т.е. происходит в нем рабочий ход. Работа цилиндров 2 и 4 происходит аналогично. В конденсаторе 7 отработанная парогазовая смесь охлаждается. Пары воды конденсируются и по линии 14 направляются на фильтр 8, где после очистки отправляются на водяной насос 9, питающий цилиндры 3 и 4 водой, воздух и газы из конденсатора 7 по линии 16 выбрасываются в атмосферу. Выбрасываемый воздух имеет температуру ниже 100^oС. Таким образом унос тепла с выбрасываемыми газами меньше, чем у прототипа.

В установке на каждый цилиндр ДВС приходится цилиндр паровой машины, работающей от теплоты выхлопных газов, что обеспечивает повышение КПД установки.

В установке коленчатый и распределительный валы, а также ряд вспомогательных систем - общие для ДВС и для ПМ, что позволяет заметно снизить массу и габариты установки по сравнению с прототипом.

Источники информации
1. Авт.св. СССР 1112137, МКИ F 02 J 5/00, 1984г.

Формула изобретения

1. Силовая установка, включающая двигатель внутреннего сгорания и паровую машину, конденсатор и насос, отличающаяся тем, что двигатель внутреннего сгорания и паровая машина объединены в один агрегат с общим коленчатым и распределительным валами, состоящий из одной или нескольких пар "цилиндр ДВС и цилиндр паровой машины", системы питания водой цилиндров паровой машины.

2. Силовая установка по п. 1, отличающаяся тем, что она включает фильтр очистки воды после конденсатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2