Двигатель внутреннего сгорания
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1719694
Авторы: Грушевский, Луценко
Текст
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИНЕСКИХГЕСПУБЛИК 1719694 ТЕН ОПИСА ИЕ ИЗОБ ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ СВИ р 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР 21) 4792635/06(72) М.Г.Грушевский и В.И.Луценко53) 62 1.43.052088,8)56) Костин А,КЛарионов В,В., МихайловЛ.И. Теплонапряженность двигателей внутреннего сгорания, Л,: Машиностроение,1985.Патент СССР М 1382408,кл. Р 02 В 37/12, 1985.Авторское свидетельство СССРМ 1180543, кл, Р 02 В 37/12, 1984,Авторское свидетельство СССРМ 1184960, кл. Р 01.й 1/08, 1984.Заявка Японии М 63-85124кл, Р 01 Р 3/22, опублик, 1988,(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРА(57) Изобретение позволяет повысить эффективность двигателя внутреннего сгораний. Двигатель внутреннего сгорания содержит собственно двигатель, состоящий из силового агрегата 1, выхлопного коллектора 2, коленчатого вала 3 и прочих известных элементов (системы подачи топлива, смазки, вентиляции и т,п,), а также замкнутый утилизационный контур, заправленный рабочим телом - сжиженным газом, например углекислотой, одновременно являющимся охладителем (вместо обычного охладителя типа "Тосол"), состоящий из поИзобретение относится к машиностроею, а именно к устройствам, преобразуюм тепловую энергию сгорания топлива в)5 Е 02.6 5/04, Р 01 Р 3/ следовательно соединенных магистралями турбины 4, ротор которой через редуктор 5 кинематически связан с коленчатым валом 3, емкости сбора газожидкостной фазы рабочего тела 6, компрессора 7 с электромотором 8, обратного клапана 9, емкоститеплообменника 10, размещенного на выхлопном коллекторе 2, трактов охлаждения блока и головки цилиндров 11, теплообменных трактов картера 12, электромагнитных клапанов 13 и 17. При этом ротор турбины 4 кинематически соединен с валом компрессора 7 через редуктор 14, вал компрессора соединен с валами электромотора 8 и редуктооа 14 экранированными электромагнитными муфтами 15 и 3 16 соответственно, Электроклапаны 13,17 и электромотор 8 электрически запитаны от У аккумуляторной батареи. Магистраль 18 со- ( единяет компрессор 7 с емкостью-теплообменником 10, магистраль 19 теплообменные магистрали картера 12 с турбиной 4.через электроклапан 13, В предеюаюй ложенной конструкции сжиженный газ, работая по замкнутому газодинамическому циклу с фазовыми превращениями, жид- ф кость - пар - жидкость, является одновре- О менно охладителем двигателя, Рабочим: О телом турбины является жидкостная фаза Щ охладителя, Положительный эффект пред- ф ложенного двигателя состоит в повышении экономичности за счет утилизации тепловых потерь. 1 ил,ВвюВ механическую, и может быть использованона транспортных средствах с карбюратоными двигателями или дизелями) и на раличных силовых установках (компрессорах, охладителя типа "Тосол"), состоящий из по-генераторах электрического тока и т,п,). следовательно соединенных магистралямиИзвестен комбинированный ДВС, ко.- турбины 4,.ротор которой через редуктор 5торый содержит турбокомпрессор надду- кинематически связан с коленчатым валомва, вход турбины которого подключен к 5 3, емкости б сбора газожидкостной фазывыхлопному коллектору, а выход- к выход- рабочего тела, компрессора 7 с электромоной магистрали и контур высокотемпера- тором 8, обратного клапана 9, емкости-тептурного охлаждения с паросепаратором, лообменника 10, размещенного наснабженным пароотводящей магист- выхлопном коллекторе 2, трактов 12 картерал ью, подключенной к входу турбины тур ра, электромагнитных клапанов 13 и 14. Прибоком йрессо ра. этом ротор турбины 4 кинематически.соедиАнализ теплового баланса известных нан с валом компрессора 7 через редуктортипов двигателей, свидетельствует о том, 15, вал компрессора соединен с валами .,что например, для карбюраторных двигате- электромотора 8 и редуктора 15 экраниролей полезная доля тепловой энергии сгора ванными электромагнитными муфтами 1 б иемого топлива составляет 23-32 ,. 17 соответственно,теплоотвод в систему охлаждения и смазки Злектроклапаны 13 и 14 и электромодвигателя 20 - 35 о , потери тепла с выхлоп- тор 8 электрически запитаны от аккумуляными газами 30-55%, Как следует из приве- торной батареи. Магистраль 18 соединяетденных величин, основная доля тепловой 20 компрессор 7 с емкостью-теплообменниэнергии передается в систему охлаждения ком 10, маги траль 19 - теплообменныеи смазки и в выхлопные газы, т,е. полезно магистрали 12 картера с турбиной 4 черезне используется. электроклапан 13,Цель изобретения - повышение зконо 25 Двигатель работает следующим обраУкаэанная цель достигается тем, что зом,двигатель внутреннего сгорания снаб- Перед началом работы замкнутый конкен компрессором подачи теплоносите- тур от обратного клапана 9 до отсечноголя допол н ител ьн ым редуктором, злектроклапана 13(т е. без турбины 4, емкоэлектромотором, двумя экранированными ЗО сти б и компрессора 7) заправлен сжиженэлектромагнитными муфтами, двумя отсеч- ным газом, например углекислотой, сными электромагнитными клапанами и об определенным коэффициентом ааполне. (ратным клапаном, .причем компрессор ния. Давление в заправленной части конту-,установлен в замкнутом контуре циркуля- ра определяется только температуройции теплоносителя между емкостью сбора 35 рабочеготела(для углекислоты давлениена: теплоносителя и обратным клапаном, вал сыщенных паров составляет 40 кгс/см прикомпрессора кинематически связан через 5 Си 73 кгс/см при 30 С). ЭлектроклапаныО 2 одополнительный редуктор и первую элект и 17 закрыты, вал компрессора разьедиромагнитнуюмуфтус роторомутилизацион- нен с валами электромотора 8 и редуктораной турбины и подключен через вторую 40 15.электромагнитную муфту к электромотору, Запуск двигателя производят подачейемкость сбора теплоносителя снабжена от- электрического напрякения на электроклаводным патрубком с установленным в нем пан 13 и электромагнитную муфту 17 В репервымотсечнымэлектромагнитнымклапа- зультате открытия электроклапана. 13 наном, второй отсечной электромагнитный 45 лопатках турбины появляется перепад давклапан размещен на входе в утилизацион- лений(давление передтурбиной соответстную турбину, а электромагнитные клапаны вует давлению насыщенных паров, наи электромотор подключены к аккумулятор-, выходе турбины равно атмосферному), раной батарее. бочее тело на выходе из лопаток турбиныНа чертеке представлена схема устрой при внезапном расширении газифицируется и истекает в емкость 6; Ротор турбиныДвигатель внутреннего сгорания содер- передает крутящий момент коленчатому важитсобственнодвигатель,состоящийизси- лу 3 через редуктор 5 При срабатыванииловогоагрегата 1, выхлопного коллектора 2, электромагнитной муфты 16 крутящий мо-.коленчатого вала 3 и других элементов (сис мент от ротора турбины передается такжетемы подачи топлива, смазки, вентиляции и валу компрессора 7 через редуктор 15. Нат,п.), а также замкнутый контур, заправлен- выходе из турбины в емкости 6 происходитный рабочим телом - сжиженным газом, на- сбор газожидкостной фазы рабочего тела,пример углекислотой, одновременно которую компрессор 7 сжимает и подает вявляющимся охладителем (вместо обычного емкость-теплообменник 10, Ори сжатии рабочего тела на выходе.из компрессора происходит его конденсация, что существенно уменьшает потребляемую мощность на валу компрессора по сравнению с мощностью турбины 4, (в замкнутом контуре расход и давление рабочего тела для турбины и компрессора одинаковы)При включении зажигания (для карбюраторных двигателей) одновременно запускается и силовой агрегат двигателядля 10 дизеля одновременность запуска. силового агрегата обеспечивается автоматически при сжатии воздушно-топливной смеси в цилиндрах,В результате расширения.и сжижения рабочего тела на выходе из турбины существенно снижается его температура (на экспериментальной турбине при испытаниях на углекислоте температура на выходе из 15 станавливается после сжатия на выходе иэ компрессора и дальнейшего нагрева в емкости-теплообменнике 10, в трактах охлаждения блока цилиндров 11 и теплообменных трактах 12 картера.Количество и расход охладителя - сжиженного газа рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить надежное охлаждение двигателя и работу турбины на жидкостной 25 30 фазе рабочего тела, которая поступает на лопатки турбины, добавляя энергию коленчатому валу 3 через редуктор 5, Замкнутый утилизационный контур работает непрерывно, Оптимальный тепловой режим рабо 35 ты двигателя возможно установить регулированием расхода рабочего тела на турбину.При работе утилизационного контура реализуется один из вариантов цикла Ре 40 нкина с полной конденсацией рабочего тела.В качестве резервного варианта можно осуществить турбинный запуск включением электроклапанов 13 и 14, при этом незначительная часть рабочего тела выбрасывается в окружающую среду. Этот вариант требует дозаправки системы через довольно значительное количество включений,Выключение карбюраторных двигате 50 лей производят выключением зажигания, а дизелей - одним из известных способов (включением декомпрессии, прекращением подачи топлива и т.п.). Одновременно подают команду на снятие электрического напряжения с электроклапана 13, в результате его ротор турбины 4 через некоторое время останавливается, снимают электрическое напряжение с электромагнитной муфты 17, что приводит к разъединению валов компрессора 7. и редуктора 15. При этом одновретурбины понижалась до -78 С), которая вос менно соединяют валы компрессора 7 и электромотора 8 включением электромагнитной муфты 16, В течение некоторого времени приводимый электромотором 8 компрессор 7 продолжает нагнетать рабочее тело в емкость 10, одновременно отсасывая его из емкости 6 и турбины 4 до качественного их опорожнения, после чего подают команду на выключение электромотора 8 с одновременным рассоединением валов компрессора 7 и электромотора 8.Таким образом. рабочее тело снова возвращается в часть замкнутого контура, в которую было первоначально заправлено, Двигатель готов к повторной. работе с организацией турбинного запуска по описанной выше схеме,Проведенные расчеты для охлаждения углекислоты показывают, что добавочную мощность получают за счет использования тепловых потерь, последняя составляет существенную величину, в результате чего может быть уменьшен расход топлива при обеспечении заданной мощности).Таким образом, применение предложенного двигателя внутреннего сгорания обеспечивает повышение экономичности за счет утилизации тепловых потерь и уменьшение вредного экологического воздействия за счет уменьшения количества выхлопных газов без изменения мощности двигателя,При этом исключается перегрев двигателя, образование накипи или окисление в трактах охлаждениядвигателя при использовании, например, инертной углекислоты, уменьшается потребная мощность аккуму-. ляторной батареи, появляетСя возможность использования охладителя в качестве рабочего тела пожаротушения (при использовании углекислоты), используется турбинный запуск без потерь рабочего тела. Формула изобретения Двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок цилиндров с картером, имеющим рубашку охлаждения, головку цилиндров с полостью охлаждения, магистраль выпуска отработанных газов, установленный в ней теплообменник, утилизационную турбину, ротор которой через редуктор кинематически связан с коленчатым валом двигателя, емкость сбора теплоносителя и по меньшей мере один обратный клапан, установленный на входе в теплообменник, причем рубашка охлаждения блока цилиндров, полость охлаждения головки цилиндров. теплообменник, утилизационная турбина, емкос.гь сбора теплоносителя и обратный клапан соединены1719694 Составитель Н,Лапушкинедактор Л,Веселовская Техред М.Моргентал Коррек авцов Заказ 754 ВНИИПИ Госуд Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 последовательно с образованием замкнутого контура циркуляции теплоносителя, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности; он снабжен компрессором подачи теплоносителя, дополнительным редуктором, электромотором, аккумуляторной батареей, двумя экранированными электромагнитными муфтами и двумя отсечными электромагнитными клапанами; причем компрессор установлен в замкнутом контуре циркуляции теплоносителя между емкостью сбора теплоносителя и обратным клапаном, вал компрессора кинематически связан через дополнительный редуктор и первую электромагнитную муфту с ротором утилизационной турбины и подключен через вторую электро магнитную муфту к электромотору,.емкостьсбора теплоносителя снабжена отводным патрубком с установленным в нем первым отсечным клапаном, второй отсечной электромагнитный клапан размещен на входе в 10 утилизационную турбину, обратный клапанвыполнен электромагнитным и электромагнитные клапаны и электромотор подключены к аккумуляторной батарее.
СмотретьЗаявка
4792635, 19.02.1990
КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО "ЮЖНОЕ"
ГРУШЕВСКИЙ МАРК ГРИГОРЬЕВИЧ, ЛУЦЕНКО ВИТАЛИЙ ИВАНОВИЧ
МПК / Метки
Метки: внутреннего, двигатель, сгорания
Опубликовано: 15.03.1992
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-1719694-dvigatel-vnutrennego-sgoraniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Двигатель внутреннего сгорания</a>
Предыдущий патент: Силовая установка
Следующий патент: Воздушно-реактивный роторный двигатель
Случайный патент: Загрузочно-ориентирующее устройство