Силовая установка

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, и может быть использовано в силовыхустановках с дизельными двигателямивнутреннего сгорания и с турбонаддувом.Целью изобретения является повышение эффективности установки путемулучшения качества переходных процессов,На фиг. 1 представлена схема силовой установки; на фиг. 2 - зависимость электрической мощности Р генератора от частоты его вращения и.Силовая установка содержит дизель1, подсоединенный к его валу электрический генератор 2, измеритель 3 мощности, турбокомпрессор 4, дополнительную газовую турбину 5, дополнительный генератор 6, реостат 7 с исполнительным механизмом 8 и регулировочный вентиль 9 с обратным клапаном 10,Измеритель 3 мощности подключен 25к выходному контакту 11 генератора 2.Турбокомпрессор 4 подсоединен черезвоздухонапорный патрубок 12 к впускному ресиверу (не показан) дизеляи через газоприемное отьерстие 13к выпускному коллектору (не показан).Дополнительная газовая турбина 5 сообщается с газовыхлопным отверстием14 турбокомпрессора 4, Дополнительный генератор 6 подключен к газовойтурбине 5, снабжен электрическимиконтактами 15 и 16 статора и ротора(не показан) и выполнен в виде обратимой асинхронной электрической машины с самовозбуждением, Реостат 7 подсоединен к контакту 16 ротора дополнительного генератора 6, контакт 15статора этого генератора 6 связан свыходным контактом 11 электрическогогенератора 2. Измеритель 3 мощностиподсоединен к регулируемому вентилю9 и к исполнительному механизму 8реостата 7, а обратный клапан 10 вентиля 9 сообщен с атмосферой.Характеристика генератора (кривая 17 на фиг. 2) соответствуетработе установки без нагрузки, а кривая 18 (на фиг, 2) - работе установки с нагрузкой в установившемся режиме.Установка работает следующим образом. Отработавшие газы из дизеля 1 поступают в газоприемное отверстие 13 турбокомпрессора 4, а затем через газовыхлопное отверстие 14 - в дополнительную газовую турбину 5. Последняя вращает дополнительный генератор 6, который вырабатывает электрический ток. Сжатый в турбокомпрессоре 4 воздух подается через воздухонапорный патрубок 12 во впускной ресивер дизеля 1.При запуске дизеля 1 измеритель 3 мощности не вырабатывает управляющие сигналы. В этом случае воздух в дизель поступает через открытый обратный клапан 10 регулировочного вентиля 9, минуя турбокомпрессор 4. При этом регулировочный реостат 7 имеетсопротивление, соответствующее режиму холостого хода дизеля 1,По мере возрастания частоты вращения ротора генератора 2 на его выходном контакте 11 появляется напряжение, которое подается на контакт15 статора дополнительного генератора 6 (обратимой асинхронной машины ),который начинает приводить во вращение дополнительную турбину 5, соз,цавая разрежение в газовыхлопном отверстии 14 и сокращая тем самым времяраскрутки турбокомпрессора 4, Засчет повышения температуры и давления газов увеличивается мощность турбокомпрессора 4 и турбины 5. Увели- .чение мощности турбокомпрессора 4приводит к росту давления воздухав воздухонапорном патрубке 12, а возрастание мощности турбины 5 - к увеличению частоты вращения дополнительного генератора 6.При достижении частоты вращенияобратимой электрической машины, превышающей синхронные, она переходит врежим генератора электрической энергии, потребляя от основного генератора 2 реактивную мощность для возбуждения и отдавая в цепь статора генератора 2 активную мощность, котораярасхоцуется на создание дополнительного крутящего момента, приложенногок ротору основного генератора 2 инаправленного согласно с моментом,создаваемым дизелем 1. Момент сопротивления ротора генератора 2 обусловленной электрической реакций ротораи трением в подшипниках в режиме холостого хода установки остается постоянным, что позволяет, уменьшая по 392248дачу топлива в дизель 1, добиться баланса моментов, приложенных к ротору генератора 2.Таким образом, переход обратимой электрической машины в режим генератора и подача электрической энергии в цепь статора основного генератора 2 позволяют увеличить мощность и экономичность установки. При этом харак теристика электрической машины (генератора 6) соответствует кривой 17. Частота вращения и соответствует установившемуся режиму работы уста,новки на холостом ходу, 15При мгновенном увеличении нагрузки на дизеле 1 измеритель 3 мощности вырабатывает два управляющих сигнала. Один из них поступает на электрическую часть привода регулировочного 20 вентиля 9, вызывая перемещение золотника вентиля 9, который сообщает воздухонапорный патрубок 12 турбокомпрессора 4 с впускным ресивером дизеля 1, увеличивая тем самым подачу 25 воздуха на сгорание топлива. Закон регулирования положения золотника вентиля 9 от величины нагрузки дизеля 1 задается исходя из необходимости получения оптимального значения коэф фициента избытка воздуха, обеспечивающего полное сгорание топлива в цилиндрах дизеля 1.Второй управляющий сигнал от измерителя 3 мощности с выдержкой по времени поступает также на исполнительный механизм 8, который, воздействуя на реостат 7, через контакт 18 изменяет наклон характеристики обратимой электрической машины таким образом, чтобы при увеличении частоты ее вращения в цепь статора основного генератора 2 передавалась электрическая мощность, вырабатываемая в режиме холостого хода установки. Выдержка 45 оп времени включения исполнительного механизма 8 реостата 7 позволяет при резком набросе нагрузки передавать в цепь статора основного генератора 2 большую мощность за счет сохранениянеизменного наклона характеристикиобратимой электрической машины и одновременного увеличения частоты ее вращения, обусловленного возрастанием температуры газов перед дополнительной турбиной 5. Дополнительная мощность обратимой электрической машины, передаваемая на статор генератора 2, позволяет уменьшить момент сопротивления его ротора, преодолеваемый дизелем 1 при резком увеличении нагрузки, что приводит к улучшению приемистости дизеля 1 и качества переходных процессов.Характеристика обратимой машины при работе установки с нагрузкой в установившемся режиме способствует кривой 18 на фиг. 2. Частота вращения и соответствует установившейся частоте вращения обратимой электрической машины,Формула изобретенияСиловая установка, содержащая дизель, подсоединенный к его валу электрический генератор, измеритель мощности, подключенный к выходному контакту генератора, турбокомпрессор, подсоединенный через воэдухонапорный патрубок к впускному ресиверу дизеля и через газоприемное отверстие к выпускному коллектору, дополнительную газовую турбину, сообщенную с газовыхлопным отверстием турбокомпрессора, и дополнительный генератор, подключенный к газовой турбине и снабженный электрическими контактами статора и ротора, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности, она дополнитель- . но снабжена реостатом с исполнительным механизмом и регулировочным вентилем с обратным клапаном, дополнительный генератор выполнен в виде обратимой асинхронной электрической машины с самовоэбуждением, причем реостат подсоединен к контакту ротора дополнительного генератора, контакт статора этого генератора связан с выходным контактом электрического генератора, измеритель мощности подсоединен к регулируемому вентилю и к исполнительному механизму реостата, а обратный клапан вентиля сообщен с атмосферой.