Силовая установка

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 28.03.75 (21) 2118016/с присоединением эаявкиосудврственнын номнтеСоввтв Мнннстров СССРоо делам нзобретеннйн открытнй(45) Дата опубликования БюллЕтЕнь 2описания 09.11.77(54) СИЛОВАЯ УСТАНО асти машиностроеия,а именно к устро ок, состоящих из порсгорания и соединен еских и газовь гзеи т рбины и компрессора надд стна силовая установка, со ощности и двигатель внутр иному коллектору котор привода компрессора на ржащая лотре.него сгорания,Изве бнтель мк выхлотурбинаколлект подключена ува, а межд камера сгора О ом и турбинои размещен В известной установке благодаря наличи меры сгорани еред турбинои можноить независимуюурбины до оборотов в период скруткуобеспе. ературывливаюска осущест компрессора от вающих повышение давления и те ддувочного воздщих воспламенени ха, до величин, обустоплива в цилиндреокой степени сжатия пгателято даст 2 сравнительно невьвозможность сущдува и литровуюшения освоенных ственно повысить степень надмощность двигателя без превызначений максимального дав. лення в цилиндре здвигателе. ет снижения степени сжатия в 1Изобретение относится к об ния,в ьзстности двигателестрое ству комбинированных установ шневого двигателя внутреннего ных с ним при помощи кинемат Вместе с тем снижение степени сжатия вызывает умепьшение экономичности самого двигателя, а поскольку он соединен с валом потребителя мощности, то и всей установки в целом, что является недостатком известной установки. Вследствие наличия жесткой кинематической связи между валом потребителя мощности и двигателем известная силовая установка обладает низким коэффициентом приспособляемости и неблагоприятными тяговыми и пусковымй свойствами.Наиболее близкой по техническому решению является силовая установка, содержащая потребитель мощности и двигатель вну греннего сгорания, выхлопной коллектор которого подключен к турбине, соединенной при помощи муфты сцен. ления с компрессором, кинемагически связанным с коленчатым валом и сообщенным с приемным патрубком ресивера21В этой установке турбина, обладающая высо. ким коэффициентом приспособляемости, через вал компрессора и кинематически;няэанный с пим коленчатый вал двигателя передает часть своей мощности валу отбора мощности.Жесткая кинематическая связь между валами установки не позволяет использовать в полной мереблагоприятные тяговые свойства турбины для улуч.щения тяговых характеристик установки в целом.Кроме того, в этой установке отсутствует камерасгорания, что не позволяет повысить мощностьтурбины, используемую для привода потребителямощности,Целью изобретения является улучшение пуско.вых и тяговых характеристик силовой установки.Это достигается тем, что между потребителеммощности и турбиной установлена разъединитель.ная муфта, а выхлопной коллектор подключен ктурбине через камеру сгорания, сообщенную сприемным патрубком ресивера при помощи обводной трубы и органа поочередного перекрытия еесечения и сечения патрубка. Коллектор может бытьснабжен заслонкой отключения его от турбины иподключения к атмостфере,Иа фиг, дана принципиальная схема силовойустановки; на фиг. 2 показана заслонка, вариантразмещения ее в коллекторе,Установка содержит двигатель 1 внутреннегосгорания с приемным патрубком 2 впускного ресивера и выхлопным коллектором 3, наддувочныйкомпрессор 4, газовую турбину 5 камеру сгора.ния 6, установленную между выхпог)ным коллектором и турбиной. Установка подсоединена к валупотребителя мощности 7. Турбина 5 соединена скол.ггресссром 4 при помощи управляемой муфтысцепления 8, а с валом отбора мощности к лотре.,бителю . при помощи разъединительной муфты 9 иредуктора 10. Компрессор 4 кинематическн связанс валом двигателя 1 через редуктор 11. В выхлоп.ном коллекторе между турбиной 5 и двигателем 1установлена заслонка2, позволяющая отключатьколлектор от турбины и подключать его к атмосфере. Заслонка 12 может устанавливаться передн)(0)и)л н к;)л)еЯ со)чЯ 6(сл(. (1 г. 2) пи передвхол )Урбиу (см. фпг. 1).1;ел(арубок 2 реснвера сообщен свы)(опь)л 1 к(ншекгором 3 при помощи обводнойтрубы 3 и органа 14 поочередного перекрытия еесечения и сечения патрубка. Для запуска установкипредусмотрен стартер 15,. соединенный с валомдвигагеля 1 при помощи, например, муфты сцепления 16.Устггповка работает следуюпгим образом:еред запуском при неработающих агрегатахустановки включается муфта сцепления 8, соединяяв единую систему компрессор 4 и турбину 5, а разъединительная муфта 9 выключается, разобщая валтурбины 5 и вал потребителя мощности 7, Заслонка 12 и орган 14 устанавливаются в положения, показанные сплошными линиями на фиг, 1, что обеспе.чивает беспрепятственный проход сжатого воздухаот компрессора 4 через обводную трубу 13 и камеруб в турбину 5.Запуск осуществляется стартером 15, которыйраскручивает систему "двигатель 1 - компрессор 4Ф 1- турбина 5 только до тех пор, пока не начнетсяустойчивое горение топлива в камере сгорания 6. 1 осле отключения стартера 5 муфтой 6 система продолжает раскручиваться турбиной 5 за счет увеличения подачи топлива в камеру 6, вследствие чего давление и температура нагнетаемого компрессором 4 воздуха возрастают.В момент достижения температуры, достаточной для самовоспламенения топлива после сжатия в двигателе 1, орган 14 перекрывает сечение об водной трубы 13, открьвая доступ воздуха из компрессора 4 в двигатель 1 через приемный натру бок 2 (см. фиг. 1, пунктир). Одновременно в двигатель 1 подается пусковая порция топлива, происходит его воспламенение и двигатель начинает рабо тать самостоятельно.15 После запуска двигателя муфта 8 отключается, ра.зобщая валы компрессора 4 и турбины 5, а заслонка 12 отсоединяет коллектор от турбины и сообщает его с атмосферой (см, фиг. 1 и 2, пуктир), в результате чего турбина 5 начнет замедляться. После остановки турбины включается муфта 9, соединяя турбину 5 и вал потребителя мощности 7 в единую систему, которая начнет вращаться после перемегцения заслонки 12 в первоначальное положение (см.фиг,и 2 сплошные линии) и направления потока газа из двигателя в турбину. Установка начинает работать после этого в генераторном режиме, при котором вся полезная мощность снимается с вала свободной турбины, а могцность, развиваемая дви.гателем, полностью затрачивается на сжатие воздуха 80 в компрессоре.Такой реыгм работы установки позволяетвключать обемуфгы 8 и 9 в моменты,ко)да соединяемые или валы агрегатов находятся в покое. Это практически полностью усграняет износ )абочих элементов муфт, однако увеличивает период времени между л)(2 л)еп)ал .)апуска днг(гагеля и приема наузки. Дя е(2 к);(еия у)а.)аиОГ )ериО)ьэ времени можно сразу пса)е запуска двнгагеня одоврел(е)п)о огключи гь муф(у 8 и включить 40 муфту 9, не перепуская гаэ иэ двигателя в атмосферу через заклонку 2 (т.е. оставив ее в положении, показанной на фиг, 1 ц 2 сплошными линиями).Передача всей мощности установки потребителю мощпости через вал турбины п(2)воляесущественно улучшить ее тяговые характериски, а также сохранить высокую зкономичность и хорошие свойства при ее работе с высоким давлением наддува и низкой степенью сжатия.50формула изобретения55 1. Силовая установка, содержащая потребительмощности и двигатель внутреннего сгорания,выхлопной коллектор которого подключен ктурбине, соединенной при помощи муфты сцен.пения с компрессором, кинематически связанным сколенчатым валом и сообщенным с приемным,566007 72 Составитель М, Файн Техред 3 Фанта дактор Н. Данилович Корректор Е. Пап и аказ 2355/20 Тираж 690 ИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и 113035, Москва, Ж.35, Раушссноеов ССГ Говета Министр ткрытий кая наб., д. 4/5 иал ПГЗП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4 патрубком ресивера, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения пусковых и тяговых харак. теристик, между потребителем и турбиной уста. новлена разъединительная муфта, а выхлопной коллектор подключен к турбине через камеру сгорания, сообщенную с приемным патрубком ресивера при помощи обводной трубы и органа поочередного перекрытия ее сечения и сечения па трубка. 2. Установкапо и. 1,о тли ча ющ а я с я тем,что коллектор снабжен заслонкой отключения егоот турбины и подключения к атмосфере.Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе:1. Патент США Х 3570240, кл. 60.13, онубл.1971.2. Патент Германии У 498908, кл. 46 а, 52,опубл. 1924,