Способ работы силовой установки

244 04 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП"ИЙ И 9) (1 (51)4 Г 02 ЙО-С 1 РР 14 13,",Я,И 01 йЯ(71) Харьковский ордена Летехнический институт им. В(54)(57) СПОСОБ РАБОТЫ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ путем производства энергии вдвигателе внутреннего сгорания, подачи его отработавших газов в турбину,использования ее мощности для сжатиянаддувочного воздуха двигателя, выработки холода в холодильном агрегате при помощи сжатия хладагента споследующим его сжатием, охлаждениеми расширением, использования полученного холода для охлаждения наддувочного воздуха, сжатия промежуточного теплоносителя, нагрева его тепломвыхлопных газов турбины и расширениядля получения дополнительной энергии,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности установки, перед охлаждением наддувочноговоздуха обдувают этим воздухом двигатель, в качестве промежуточного теплоносителя используют атмосферныйвоздух, расширение последнего послесжатия и нагрева производят в качестве добавки к подаваемым в нее отработавшим газам двигателя, а полученную в ней дополнительную энергиюиспользуют для охлаждения хладагента,причем перед сжатием атмосферноговоздуха охлаждают этим воздухом сжатый хладагент и подогревают воздухвыхлопными газами турбины, нагревшими сжатый атмосферный воздух.Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а конкретно к способам использования тепла отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, 5Целью изобретения является повышение надежности силовой установки с использованием тепла отработавших газов двигателя для получения холода и использования этого холода для 1 О глубокого охлаждения наддувочного воздуха. Надежность достигается путем снижения температуры отработавших газов перед турбокомпрессором наддува при подмешивании к ним отра- И ботавшего воздуха, используемого в качестве хладагента в холодильной установке.На чертеже представлена схема силовой установки, при помощи которой 26 реализуют предлагаемый способ работы.Двигатель внутреннего сгорания силовой установки включает составной поршень 1, цилиндр 2, выпускной коллектор 3, теплообменник 4 выхлопных 25 газов турбины турбокомпрессора 5, холодильный агрегат б, дополнительный теплообменник 7Цилиндр 2 состоит из подпоршневой полости 8 и надпоршневой полос ти 9, в которую входят впускные ивыпускные каналы 10, а также Форсунка (не показана) подачи топлива,Двигатель содержит также дополнительную гильзу 11, подсоединенную снизу к цилиндру 2, в которой уста новлен ползун 12, являющийся частью составного поршня 1. К подпоршневой полости 8 подсоединен выпускной патрубок 13 с клапаном 14 и впускной 4 О .патрубок 15 с клапаном 161Турбокомпрессор 5 содержит комп-рессор 17, трубопровод 18 подачисжатого наддувочного воздуха в двигатель, турбину 19, а также привод 4ной элемент 20 объемного нагнетателя хладагента холодильного агрегатаб, который включает также трубопроводы 2 1, дроссельный вентиль 22,охладитель 23, конденсатор 24.Теплообменник 4 содержит канал 25подвода выхлопных газов от турбины19, канал 26 отвода газов из теплообменника 4 и трубопровод 27 отводасжатого и нагретого атмосферного 55воздуха,Дополнительный теплообменник 7предусмотрен для подогрева атмосферного воздуха перед сжатием и включает, кроме отверстия, подсоединенного к каналу 26, по которому поступают газы от теплообменника 4, канал 28 отвода газов из дополнительного теплообменника 7, а также впускной патрубок 29 подачи атмосферного воздуха.Из дополнительного теплообменника 7 через впускной патрубок 15 воздух подают в подпоршневую полость 8.Силовая установка работает следующим образом.1Наддувочный воздух после сжатия в компрессоре 17 подают по трубопроводу 18 для обдува двигателя и отвода тепла от некоторых его деталей (Форсунка, клапан, поверхность головки цилиндров), При этом наддувочный воздух нагревается и затем поступает в охладитель 23 холодильного агрегата 6, Приводной элемент 20 объемного нагнетателя холодильного агрегата подает хладагент по трубопроводу 21 в конденсатор 24, а затем на вентиль 22, где происходит дросселирование потока хладагента и снижение его температуры, В охладителе 23 происходит отбор тепла от наддувочного воздуха испаряющимся хлад- агентом, при этом температуру наддувочного воздуха можно понизить доО20 С и ниже. Испаряющийся хладагент направляют в конденсатор 24, а охлажденный наддувочный воздух поступает после охладителя 23 через впускной клапан 10 в надпоршневую полость 9, Затем в цилиндре 2 происходит сжатие поступившего воздуха, впрыск топлива Форсункой, сгорание рабочей смеси и совершение остальных циклов работы, Отработавшие газы из цилиндра 2 через выпускной клапан 10 поступают в выпускной коллектор 3, смешиваются со сжатым воздухом, поступающим в качестве добавки из подпоршневой полости 8, и поступают в турбйну 19 для совместного расширения. В компрессоре 5 происходит сжатие наддувочного воздуха, поступающего из атмосферы.Выхлопные газы из турбины 19 по трубопроводу 25 поступают в теплообменник 4, где отдают тепло сжатому воздуху, а после теплообменника 4 поступают по трубопроводу 27 в до1224428 оставитель М.Файнехред Г.Гербер Корректор В.Синицка едактор М.Келемеш Тираж 523НИИПИ Государственногпо делам изобретений5, Москва, Ж, Рауш 1901 29 Подписное ко,.итета СССР открытий кая наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, УжгорПроектн полнительный теплообменник 7, где подогревают атмосферный воздух перед сжатием в подпоршневой полости.Атмосферный воздух, подаваемый в подпоршневую полость 8 через патрубок 15 и клапан 10, подогревают, кроме того, в конденсаторе 24 теплом испаряющегося хладагента. В подпоршневой полости 8 подогретый воздух вначале расширяется, перемещая сос тавной поршень 1 вверх на тактах сжатия и выпуска, а перед подачей в турбину сжимается при движении поршня 1 вниз (рабочий ход и впуск) до давления, превышающего давление на ,выпуске из цилиндра на 0,2-0,3 кгс/см. В теплообменнике 4 воздух нагревают теплом выхлопных газов турбины и направляют по трубопроводу 26 на вход колеса турбины 19 в качестве добавки к поступающим в нее отработавшим газам. При этом сжатый воздух смешивается с отработавшими газами из цилиндра 2, имеющими более вы сокую температуру. Такое смешивание газов перед турбиной снижает температуру перед ту; биной и увеличивает количество рабочего тела, поступающе" го в турбину. Мощность турбины используется на сжатие наддувочного воздуха двигателя, вырабатываемая в турбине дополнительная энергия исполь. зуется для сжатия хладагента в привод чом элементе холодильного агрегата,