Силовая установка

 

т

- Союз Советских

Социалистических

Республик иц 71403 ll

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кл.

F 02 В 37/00 (22) Заявлено 29.03.77 (21) 2467733/25-06 с присоединением заявки М 2467774/06

2469476/06 (23) Приоритет

Ihcf43pcIHNNhllt квинтет

ССОР ко дележ кзебретеккх к ютхрнтв1 (53) УДК 621.43. .052 (088,8) Опубликовано 05,02.80. Бюллетень РЙ 5

Дата опубликовании описания 05,02,80 (72) Авторы изобретения

Г. Н. Мизернюк, А. И. Безбородов, А. В. Назаров и Г. Г. Воронов

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени

Высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана (7I) Заявитель (54) СИЛОВАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а именно к устройствам для наддува двигателя внутреннего сгорания.

Известны силовые установки, содержащие двигатель внутреннего сгорания, дополнитель ную камеру сгорания, установленную в матист-, рали выпуска отработавших газов, по меньшей мере одну турбину, расположенную в той же магистрали и снабженную выхлопным патрубком, 10 и кинематически соединенный с турбиной компрессор, подключенный к ресиверу двигателя и к трубопроводу подачи воздуха в дополнительную камеру сгорания 11).

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, обеспечивающей возможность возникновения вспышек в цилиндрах двигателя, запускают двигатель.

Для запуска турбокомпрессорной группы может быть использована подача сжатого воздуха в дополнительную камеру сгорания из резервной емкости (2).

Для сокращения времени запуска установки в целом важно сократить время запуска турбокомпрессорной группы, Поэтому применяют специальные 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 достаточно 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, н дополнительная камера сгорания установлена между ее ступенями.

Турбина может быть выполнен;; трехступенчатой с установкой дополнительной камеры cl о!

4031 4 ""-:

Установка выходит па устзновившийся режим работы.

При работе двигателя на установившихся режимахвоздух из компрессора подается в ресивер двигателя и частично в дополнительную камеру сгорания, перед поступлением в ката. рую он дополнительно подогревается отработавшими газами в подогревателе 14.

Установки дополнительной камеры сгорания между ступенями турбины позволяет при запуске увеличить мощность второй ступени, срабатывающей, в результате этого, повышенный температурный перепад и повысить зффективI ность его использования, Время запуска турбо1 компрессорной группы сокращается, в результате чего повышается эффективность установки в целом.

3 7 рзш1л между первой и второй ступенями и одна из ее ступеней выполнена в виде силовои турбины, кинематически связанной с двигателем.

В трубопроводе подачи воздуха в дополни. тельную камеру сгорания может быть устзнов. лен подогреватель, подключенный к выхлоппа. му патрубку турбины.

На фиг. 1 представлена принципщльная схема описываемой установки, на фиг. 2 — вари-! 1 ант выполнения турбины трехступенчатой с вы- полнением третьей ее ступени в виде силовой. турбиньт, на фиг. 3 — вариант выполнения первой ступени в виде силовой турбины, Двигатель внутреннего сгорания 1 снабжен выхлопной магистралью 2, в которой установлена турбина, вал которой 3 служит ее кипематической связью с. компрессором. На этом ва. лу расположены две ступени турбины 4 и 5.

Компрессор также выполнен в виде двух ступеней 6 и 7. К валу подсоединен пусковой электромотор 8. Дополнительная камера сгорания 9 установлена в выхлопной магистрали между ступенями турбины и падсоединена при помощи трубопровода 10 к компрессору, подключенному также к ресиверу 11 двигателя. ТурбиHR может быть выполнена трехступенчатой с подсоединением одной из ее ступеней к валу двигателя для выполнения функции силовой турбины, Силовой турбиной может служить последняя ступень 12 трехступенчатой турбины, как показана на фиг. 2, илй первая ступень 13, как показано на фпг. 3. Во всех случаях дополнительная камера сгорания устанавливается 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 компрессорами может быть установлен воздухоохлздитель 16.

Перед запуском двигателя при помощи элект ромотора 8 приводят во вращение вал 3. Компрессор начинает сжимать воздух и подает его через дополнительную камеру сгорания 9 в турбину. Турбина развивает энергию и начинает вращать компрессор, Турбокомпрессорная группа работает по циклу замкнутой газотурбинпай установки. После того, как число оборотов турбокампрессорной группы возрастает до необходимого минимума, запускают двигатель.

Отработавшие газы двигателя также поступают в турбину по выхлопной магистрали 2. Перед второй ступенью турбины QHH смешиваются с продуктами сгорания дополнительной камеры.

20 Формула изобретения

1. Силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания, дополнительную камеру сгорания, установленную в магистрали выпус25 ка отработавших газов, по меньшей мере одну турбину, расположенную в той же магистрали и снзбженную выхлопным патрубком, и кииематически соединенный с турбиной компрессор, подключенный к ресиверу двигателя и к тру30 бопроводу подачи воздуха в дополнительную камеру сгорания, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем сокращения времени запуска турбокомпрессорной группы, турбина выполнена многоступенчатой, преимущественно 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, чта турбина выполнена трехступен40 чатой с установкой дополнительной камеры сгорания между первой и второй ступенями, и арра из ее ступеней выполнена в виде силовой турбины, кинематически связанной с двигателем.

45 3. Установка по п.п, 1 — 2, о т л и ч аю щ а я с я тем, что в трубопроводе подачи воздуха в дополнительную камеру сгорания установлен подогреватель, подключенный к выхлопному патрубку турбины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Франции Х 2283314, кл. F 02 В 37/00, опублик. 1974.

55 .

2. Патент Франции У 2?19688, кл. Г 02 В 37/00, опублик. !974.

714031

Корректор М. Пожо

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель М. Файн

Редактор О. Волков Техред О.Анрейко

Заказ 9244/27 Тираж 608 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам иэобретений и откритий

113035, Москва, Ж35, Рау3нская иаб., д. 4/5