Двигатель внутреннего сгорания

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИ ЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М, Кл.з Г 02 В 37/00 Р 01 Р 9/00 Гееударстееииый комитет по делан изебретеиий и открытий(72) Авторы изооретен ия С, А. Синатов и В. К, Аверьянов(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с наддувом и с системами испарительного охлаждения.Известны двигатели, содержащие испаритель, установленный в выхлопном тракте, и паровую турбину. В испаритель подается вода из постороннего источника и потери тепла в систему охлаждения не утилизируются 11. Известны также двигатели внутреннего сгорания, содержащие систему жидкостного испарительного охлаждения, снабженную подогревателем, установленным в выхлопном тракте двигателя, и испарителем, водяная полость которого подключена к рубашке охлаждения двигателя через насос. а паровая - к расширительной турбине, вал которой соединен с валом компрессора 2,Известные двигатели внутреннего сгорания неудовлетворительно работают в режимах пуска и останова двигателя, когда температура воды в системе охлаждения недостаточно высока для генерации пара в па роотделителе. Цель изобретения - улучшение запускаи охлаждения двигателя в режимах пуска и останова.Для достижения поставленной цели соединение вала турбины с валом компрессора 5выполнено через управляемую фрикционную муфту, вал компрессора дополнительно соединен с валом двигателя через обгонную муфту, а вал насоса кинематически связан с валом компрессора.На чертеже представлена принципиаль О ная схема предлагаемого устройства.Двигатель 1 внутреннего сгорания содержит корпус с последовательно соединенными полостями охлаждения (рубашка охлаждения) . Теплообменник 2 (подогреватель) установлен в выхлопном тракте 3 двигателя.1 Пароотделитель 4 с устройством для егоподпитки, струйный насос 5 и циркуляционный насос 6, снабженный байпасным трубопроводом 7, который подключен к соплу струйного насоса 5, образуют систему подачи жидкости в двигатель. Кроме того, в байпасном трубопроводе 7 размещен регулирующий клапан 8. Вал 9 циркуляционного насоса 6 связан с вспомогательным5 1 О 15 го Формула изобретения 25 зо 35 40 45 валом 10, приводимым от двигателя 1, через обгонную муфту 11, а с валом 12 наддувочного компрессора3 посредством зубчатой передачи 14, Вал 12 компрессора 13 соединен с валом 15 утилизационной паровой турбины 16 через управляемую фрикционную муфту 17, Турбина 16 подключена к пароотделителю 3 трубопроводом 18.В режиме пуска и прогрева двигателя обгонная муфта 11 включена, а управляемая фрикционная муфта 17 отключена. Привод циркуляционного насоса 6, работающего на относительно холодной воде, и наддувоч ного компрессора 13, осуществляется от коленчатого вала двигателя 1 через вал 10, муфту 11, вал 9, зубчатую передачу 14 и вал 12. Регулирующий клапан 8 на байпасном трубопроводе 7 закрыт.При выходе двигателя на нагрузочный режим температура воды в системе охлаждения достигает значения, при котором начинается генерация лара в пароотделителе 3, поступление его по трубопроводу 18 в утилизационную паровую турбину 16 и разгон последней. После достижения валом 15 определенной скорости вращения производится выключение муфты 17, При этом муфта 11 автоматически разъединяет валы 9 и 10 в тот момент, когда скорость вращения вала 9 превысит скорость вращения вала 10. Таким образом, в нагрузочном режиме привод циркуляционного насоса 6 и компрессора 13 осуществляется от вала 15 утилизационной паровой турбины 16 через муфту 17, вал 12, зубчатую передачу 14 и вал 9.Характерной особенностью работы утилизационной паровой турбины 16 является увеличение ее мощности и скорости вращения вала 15 при возрастании нагрузки на двигатель, Это приводит к соответствующему повышению давления наддува и увеличению подачи циркуляционного насоса 6, что позволяет обеспечить устойчивую бескавитационную работу циркуляционного насоса на горячей воде с температурой выше 100 С при малой высоте расположения пароотделителя. При этом подача насоса при работе двигателя в нагрузочном режиме тем больше превышает необходимую для нормального охлаждения двигателя, чем выше нагрузка на двигатель. Это дает возможность направлять избыток воды с нагнетания на всасывание насоса по байпасному трубопроводу 7 через частично открытый регулирующий клапан 8, используя энергию перепускаемого потока для создания необходимого подпора на всасывании циркуляционного насоса.В режиме остановки и расхолаживания двигателя привод валов компрессора и йасоса вновь осуществляется от коленчатого вала ДВС, что обеспечивается отключением муфты 17 и включением муфты 11. Таким образом, улучшается запуск и охлаждение двигателя в режимах пуска и останова за счет увеличения расхода воздуха и более полного сгорания топлива в цилиндрах, а также повышается экономичность за счет использования для привода циркуляционного насоса и наддувочного компрессора утилизационной паровой турбины. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий систему жидкостного испарительного охлаждения, снабженную подогревателем, установленным в выхлопном тракте двигателя, и испарителем, водяная полость которого подключена к рубашке охлаждения двигателя через насос, а паровая - к расширительной турбине, вал которой соединен с валом компрессора, отличающийся тем, что, с целью улучшения запуска и охлаждения двигателя в режимах пуска и останова, соединение вала турбины с валом компрессора выполнено через управляемую фрикционную муфту, вал компрессора дополнительно соединен с валом двигателя через обгонную муфту, а вал насоса кинематически связан с валом компрессора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США3979913, кл. 60-618, опублик. 1976.2. Авторское свидетельство СССР119039, кл, Г 01 Р 9/00, 1933.злоеКорректор ВПодписноеета СССРкрытийнаб., д, 4/5л. Проектная, 4 Редактор А. ШандорЗаказ 7188/56 Составитель В. Ко Техред А. Бойкас Тираж 581 ВНИИПИ 1 осударственного комит по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж - 35, Раушская филиал ППП Патентэ, г. Ужгород, у