Силовая установка

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЦЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) ИЙ ПИСАН РЕТЕН ЬСТВУ.Г,Хохлов,онимский, К.А.Албови Московском авим. И.А.Лихачевательский конструкский институтйновых двигателей88.8)царии в 611979,публик. 1979,як Р 606558 лик, 197 УРе А, сого сго ддува уста- устаотрабо сора,УСТАНОВ внутренн ссором н турбинну р которо выпуска бокомпре ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ АВТОРСКОМУ СВИ(21 ) 3579507/25 (22)28.01.83 (46) 15.12.84, Бюл (72) А.АЛейпак, Н В.П.Балдин, А.А,Сл ринскийи Й.С,Стол (71) Завод-ВТУЗ пр томобильном заводе и Научно-исследова торско-технологиче тракторных и комба (53) 621,43-052 (О (56) 1.Натент Швей кл. Р 02 0 3/02, о 2. Патент СССкл, Р 02 0 5/02, о(54)(57) 1. СИЛОВА держашая двигатель рания-с турбокомпр утилизационную пар новку", парогенерат новлен в магистрал тавших газов иэ ту 31511 Г 02 а 5/02; Р 02 В 37/ паровая турбина связана своим валом с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания через гидравлическую передачу, о т л и ч а ю щ а я - с я тем, что, с целью повышения экономичности путем улучшения динамических характеристик на переходных режимах, установка снабжена си" лозой газовой турбиной, причем гидравлическая передача выполнена в виде динамического насоса, расположенного на валу паровой турбины, и объемного гидравлического двигателя, кинематически соединенного с"коленчатым валом, а силовая газовая тур-, бина расположена на валу паровой т бины и включена в магистраль выпус ка отработавших газов между турбокомпрессором и парогенератором,2, Установка по п. 1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что динамический насос гидравлическо 1 передачи выполнен центробежным, а объемный гидравлический двигатель - роторно- поршневым.Изобретение относится к машиностроению", а именно к области создания двигателей внутреннего сгоранияс наддувом и утилизацией тепла отработавших газов,Известна силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгоранияс турбокомпрессором наддува и утилизационную паротурбинную установку,парогенератор которой установлен вмагистрали выпуска отработавших газов из турбокомпрессора 11 .В этой установке паровая турбинасвязана своим валом с валом турбокомпрессора и ее мощность используется для привода компрессора наддува.Известна также силовая установка,содержащая двигатель внутреннегосгорания с турбокомпрессором и ути=лизационную паротурбинную установку, 2 Опарогенератор которой установлен вмагистрали выпуска отработавших газов из турбокомпрессора, а пароваятурбина связана с коленчатым валомдвигателя внутреннего сгорания через гидравлическую передачу. В этой2установке мощность утилизационнойустановки суммируется с мощностьюдвигателя и такая установка экономичнее .21,Однако из-за разности частот вращения валов и различного закона изменения частот нагрузки силовой установки ее динамические характеристики на переходных режимах не позволяют обеспечить высокую экономичность двигателя.Частота вращения коленчатого вала современного двигателя внутреннего сгорания лежит в пределах 20004000 об/мин, частота вращения вала 40паровой утилизационной турбины - впределах 40000-80000 об/мин,Такие значения параметров приводят к тому, что зубчатая передачамежду валом турбины и коленчатым валом становится громоздкой, недостаточно надежной и долговечной.При этом большой момент инерциисущественно ухудшает динамические:характеристики двигателя, осббенноважные при работе тракторов,Гидравлические объемные передачиобладают малой металлоемкостью, высокой надежностью и хорошими характеристиками по быстродействию, од-нако частоты вращения 40000"80000 об/мин являются для них недосягаемыми из-за кавитационных разрушений. Гидродинамические передачиразделенного типа будут для указанного диапазона параметров неконструктивны из-за больших размеров гидротурбины. Разделенная гидродинамическая передача в известной установке 2 выполнена с переменным отношением, регулируемым по импульсу 65 датчика частоты вращения коленчатого вала, т;е. отмеченные выше обстоятельства не позволяют выполнитьгидротрансформатср с хорошими весовыми и динамическими показателямина переходных режимах,Цель изобретения - повышение экономичности установки путем улучшениядинамических характеристик на переходных режимах.Цель достигается тем, что силоваяустановка, содержащая двигатель внутреннего сгорания с турбокомпрессором наддува и утилизационную паротурбинную установку, парогенератор которой установлен в магистрали выпускаотработавших газов из турбокомпрессора, а паровая турбина соединенасвоим валом с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания черезгидравлическую передачу, снабженасиловой газовой турбиной, причемгидравлическая передача выполнена ввиде динамического насоса, расположенного на валу паровой турбины, иобъемного гидравлического двигателя, кинематически соединенного с коленчатым валом, а силовая газоваятурбина расположена на валу паровойтурбины и включена в магистраль выпуска отработавших газов между турбокомпрессором и парогенератором.Динамический насос гидравлической передачи может быть выполненцентробежным, а объемный гидравлический двигатель - роторно-поршевым.На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемой установкиДвигатель 1 внутреннего сгоранияснабжен турбокомпрессором наддува,состоящим из турбины 2 и компрессора 3, Силовая газовая турбина 4 расположена на валу паровой турбины 5и на том же валу расположен динамический насос б гидравлической передачи, Насос выполнен центробежным.Объемный роторно-поршневой гидравлический двигатель 7 кинематическисоединен с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания посредствоммуфты 8. К трубопроводу 9, связывающему между собой элементы гидравлической передачи, подключен гидроаккумулятор 10. Утилизационная паротурбинная установка включает в себя паровую турбину 5, которая соединена с парогенератором 11, а конденсатный насос 12 установки подключенсвоим выходом к парогенератору 11,а входом - к баку 13, Между баком ипаровой турбиной размещен конденсатор 14, Парогенератор установлен вмагистрали 15 выпуска отработавшихгазов турбокомпрессора, а силоваягазовая турбина 4 включена в ту жемагистраль между турбокомпрессороми парогенератором,1129399 В процессе работы силовой установки отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания поступают в турбину 2 турбокомпрессора и приводимый ею компрессор 3 нагнетает воздух на наддув двигателя внутреннего сгорания. Отработавшие в турбине 2 турбокомпрессора газы по магистрали 15 поступают в силовую газовую турбину 4, где производят работу, а затем поступают в парогенератор 11.Конденсатный насос 11 всасывает конденсат из бака 13 и подает его в парогенератор. Перегретый пар из парогенератора поступает в паровую турбину 5, где производит работу, а за тем в конденсатор 14, конденсат стекает в бак 13, Силовая газовая турбина 4 и паровая турбина 5 приводят краж 523 Подлисно ПИ Заказ 942 ект ул. ал ППП "Патентф, г.уж во вращение динамический насос б,который по трубопроводам 9 подаетрабочую жидкость в объемный гидрав":лический двигатель 7, мощность которого передается на.коленчатый валдвигателя внутреннего сгорания. Гидроаккумулятор 10 обеспечивает бескавитационную работу гидравлическойпередачиСочетание динамического насоса с объемным гидравлическим двигателем в гидравлической передаче и наличие силовой газовой турбины улучшают динамические характеристики установки на переходных режимах при изменении режима работы двигателя внутреннего сгорания, что повышает экономичность установки.