Силовая установка

(51)5 Р 02 В 43/10 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ тельными элементами, связанныи с трактом двигателя, водяной бак с датчиком уровня воды, электромагнитный клапан, связанный с датчиком температуры, вспомогательный датчик температуры, водяной испаритель, теплообменник, накопительную емкость для синтез-газа, трубопровод с органом перекрытия, вспомогательный электронагревательный элемент, пороговый элемент, преобразователь колебаний и электромагнитный тормоз-замедлитель, Кроме этого, имеется аккумулятор, нагревательный элемент которого подкг ючен через блок управления к электрическому вентилю и вентилю электромагнитного тормоза-замедлителя. 1 ил,ностроев двигаотающих вах. Изоения эфежн ости. ель с ох- нагревавещества 9, например, угольная или коксовая крошка, Внутри реакционной камеры 6 установлен термоэлемент 10, например термопара, а внутри теплообменника 11 выпускного тракта установлены вспомогательный датчик 12 температуры пара и вспомогательный электронагревательный элемент 13,Теплообменник 11 паропроводом 14 подключен к водяному испарителю 15, установленному в системе 2 охлаждения двигателя 1, и паропроводом 16 к тепловому аккумулятору 17 с паровым клапаном 18 и нагревательным элементом 19, Вход водяного испарителя 15 подключен водопроводом 20 через электромагнитный клапан 21 к водяному баку 22 с датчиком 23 уровня воды,Дь ф,) СОвеют Выход т подключен к 24 для синтез бопровод 25 ключенным ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1659248, кл, Е 02 В 43/10, 1989.(57) Изобретение относится к машинию, оно может быть использованотелях внутреннего сгорания, рабна газообразном и жидком топлибретением решается задача повышфективности, долговечности и надСиловая установка содержитдвигатлаждением и питанием, реактор с Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к силовым установкам с двигателями внутреннего сгорания, работающими на газообразном и жидком топливе.Цель изобретения - повышение эффективности путем обеспечения долговечности и надежности, и более полной утилизации теплоты.На чертеже приведена функциональная схема силовой установки.Силовая установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания с герметичной и замкнутой системой 2 жидкостного охлаждения и с системой питания, выпускной тракт 3 которого снабжен теплоизоляцией и сообщается с термохимическим реактором 4, который имеет загрузочный люк с крышкой 5 и реакционную камеоу 6 с крышкой 7. В камере 6 установлены электронагревательные элементы 8, между которыми расположена расходуемая масса активного рмохимического .реактора 4 входу накопительной емкости газа, аыход которой через трус органом 26 перекрытия, подк органу 27 управления55 двигателя, сообщен с системой питания, В системе 2 охлаждения установлен датчик 28 температуры, подключенный через измерительный канал блока 29 управления к электромагнитному клапану 21,Измерительный канал блока 29 управления состоит из Операционного усилителя 30 с входными делиелями напряжения на резисторах 31 и 32, цепью отрицательной обратной связи на резисторе 33 и цепью положительной обратной связи на резисторе 34. Выход операционного усилителя 30 подключен к управляющему электроду тиристора 35, анод которого подключен к источнику тока + 12 В, а катод - к обмотке элктромагнитного клапана 21 и к индикатору 36, Индикатор 37 подключен к датчику 23 УРОВНЯ ВОДЫ,Выход термоэпем 8 нта 10 подключен к входу основного канала блока 29 управления, который состоит из операционного усилителя 38 с делителем напряжения на резисторе 39, цепью отрицательной обратной связи на резисторе 40 и цепью положительной обратной связи на резисторе 41,Выход операционного усилителя 38 подключен к управляющему электроду тиристора 42, анод которого подключен к контактам 43 ксммутатора 44 цепи питания, а катод - к электронагревательным элементам 8 термсхимического реактора 4 и к первому входу лог ического элемента ИЛИ 45, выход которого подключен к коммутатору 44 через усилитель 46.Вспомогательный датчик 12 температуры пара подключен к Входу всгомогательного канала блока 29 управления, который состоит из операционного усилителя 47 с делителем напряжения на резисторе 48, цепью отрицательной обратной связи на резисторе 49 и цепью положительной обратной связи на резисторе 50, Выход операционного усилителя 47 подключен к управляющему электроду тиристора 51. анод которого подключен к контактам 43 коммутатора 44, а катод - к вспомогательному электронагревательному элементу 13.Преобразователь 52 колебаний транспортного средства в электрический ток и электромагный тормоз-замедлитель 53 подключены соответственно через электрический вентиль 54 и через упраляемый электрический вениль 55 к пороговому элементу 56 и к контактам 43 коммутатора 44,Пороговый элемент 56 состоит, например. из накопительного конденсатора 57 и оеле 58, контакты 59 которого коммутируют +12 В к цепи питания усилителя 46. Управляющий электрод вентиля 55 подключен к источнику тока через регулируемый делитель 5 10 15 20 л/ 10 35 40 напряжения, состоящий из резистора 60 ипотенциометра 61, который кинематическисвязан с педалью 62 тормоза транспортногосредства. Запас жидкого топлива находитсяв баке 63,Устройство работает следующим образом,При движении транспортного средствапо ровной дороге, по меое прогрева до рабочей температуры 100 - 110 С двигателя 1,датчик 28 температуры жидкости в системе2 охлаждения уменьшает свое сопротивление, что приводит к уменьшению напряжения на инвертирующем входеоперационного усилителя 30, Поэтому с неинвертирующего входа положительное напряжение Выдается па выход усилителя 30 иоткрывает тиристор 35 пропорциональноувеличению температуры жидкости, Злеткромагнитный клапан 21 открывается токомтиристора 35 и подает холодную воду избака 22 в водяной испаритель 15, что стабилизирует оптимальнуо температуру двигателя в рабочлх пределах 100 - 110 С иобеспечивает образование водяного пара виспарителе 15,Водяной пар по трубопроводу 14 поступа 8 т В т 8 плооом 8 нник 11, ГД 8 наГреВаетсядо 250 - 300 ОС выхлопными газами и поступает в термохимический реактор 4, Реакционная камера б подвергается внешнемунагреву выхлопными газами и Внутреннемунагреву электронагревательными элементами 8 до рабочей температуры 1400 -1500 С. Угольная или коксоьая крошка, находящаяся между элементами 8, окисляетсяс Обоазованием синтез-Газа, который Отводится в накопительную емког ь 24, а затемпоступает в двигатель 1 через орган 26 перекрытия,По мере увеличения температуры в реакционной камере б до Оптимальной валичлны 1400 -1500 С термоэлемент 10 выдаена инвертирующий Вход операционногоусилителя 38 пропорционагьно возрастающее напряжение, которое закрывает тиристор 42, что ведет к устранению токаГ 1 одогрева элементов 8 и стабилизации рабочей температуры в реакционной камере б,При этом на первый вход логического элемента ИЛИ 45 поступает уровень "0",По мере увеличения темперагуры парав теплообменнике 11 до оптимальной величин ы 250 - 300 С, всп Омогатег ьн ый датчик12 температуры уменьшает сопротивление,что ведет к уменьшению напояжения на неинвертирующем входе усилитег:л 47, Тиристор 51 закрывается и отключает токподог,ева всгомога тельного электронагреВате ного элемента 13. стабилизируя рабоме к тиристорам 42 и 51, а вентиль 54 и управляемый вентиль 55 преобразователя 52 колебаний транспортного средства в электрический ток и электромагнитный тормоз-замедлитель 53 соответственно к нагревательному элементу 19 тепловогоаккумулятора 17, При движении транспортного средствапо неровной дороге или торможениях с преобразователя 52 или с электромагнитного тормоза-замедлителя 53 на пороговый элемент 56 поступает напряжение, пропорциональное неровностям дороги и интенсивности торможения, Когда напороговом элементе 56 напряжение меньше 12 В, то реле 58 не срабатывает и не подключает контактами 59 источник тока +12 В к цепи питания усилителя 46. Поэтомукоммутатор 44 остается в выключенном положении и через его контакты 43 ток с источников 52 и 53 поступает на нагревательный элемент 19 и преобразуется в тепловую энергию пара. Когда на пороговом элементе 56 напряжение больше 12 В, то реле 58 срабатывает и подключает контактами 59 источник тока+ 12 В к цепи питания усилителя 46.Однако на режиме сохранения оптимальных температур в термохимическом реакторе 4 и в теплообменнике 11 на двух входах элемента ИЛИ 45 присутствуютуровни "0", что приводит к подаче на неинвертирующий вход усилителя 46 уровня "0" и сохранению коммутатора 44 в исходном положении,Таким образом, поступления тока на элементы 8 и 13 не происходит, что сохраняет их от перегрева и перегорания, а это повышает эффективность и надежность работы силовой установки. На данном режиме энергия с источников 52 и 53 поступает втепловой аккумулятор 17 и преобразуется всинтез-газ.При понижении температуры в термохимическом реакторе 4 или в теплообменнике 11 ниже оптимальной величины, на первый или второй вход элемента ИЛИ 45поступает уровень "1", что ведет к подаче на вход усилителя 46 напряжения, Тогда, припоступлении с источников 52 и 53 тока на 15202530 35 4045 50 чую температуру в теплообменнике 11. Приэтом на второй вход элемента ИЛИ 45 поступает также уровень "О", На выходе ИЛИ 45 формируется уровень "0", который поступает на вход усилителя 46 и закрывает егонезависимо от того, поступает или нет на него питание+12 В от порогового элемента56. Тогда коммутатор 44 выключен и его контакты 43 в исходном положении подключают источник тока+12 В в дежурном режи пряжения ниже 12 В реле 58 не срабатывает и через контакты 59 на усилитель 46 питания +.12 В не поступает, коммутатор 44 остается в исходном положении, Через контакты 43 подогрев элементов 8 и 13 выполняется от источника тока + 12 В, что обеспечивает стабильность работы силовой установки. Низкий уровень энергии источников 52 и 53 на данном режиме запасается в тепловом аккумуляторе 17, преобразуясь в синтезгаз.При понижении температуры в термохимическом реакторе 4 или в теплообменнике 11 в отдельности или одновременно ниже оптимальной величины, на первом или втором входе элемента ИЛИ 45 в отдельности или одновременно присутствует уровень "1", что ведет к подаче на вход усилителя 46 напряжения. Если в указанный период времени с источников 53 и 52 поступает напряжение выше 12 В, то реле 58 срабатывает и контактами 59 подключает питание+2 В на усилитель 46, который включает коммутатор 44. Контакты 43 отключают тепловой аккумулятор 17, источник 52 и 53 тока - к тиристорам 42 и 51, которые через указанные каналы блока 29 управления автоматически устанавливают оптимальный ток элементов 8 и 13 и стабилизируют рабочую температуру в термохимическом реакторе 4 и в теплообменнике 11 на оптимальной величине. На данном режиме работы силовая установка использует тепловую энергию выхлопных газов, тепловую энергию системы охлаждения, энергию колебаний транспортного средства и энергию торможения, что обеспечивает высокую эффективность и надежность силовой установкиНа всех режимах работы силовой установки индикаторы 36 и 37 блока 29 управления выполняют индикацию работы электромагнитного клапана 21 и уровня воды в баке 22. Индикатор 36 включается при перегреве двигателя, а индикатор 37 включается при снижении уровня воды в баке 22 ниже допустимого, что дополнительно повышает надежность и эффективность силовой установки,Формула изобретения 1. Силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания с системой охлаждения и с системой питания, термохимический реактор с. электронагревательными элементами, сообщенный с выпускным трактом двигателя, источник тока, водяной бак с датчиком уровня воды, электромагнитный клапан, подключенный к датчику температуры, размещенному в системе охлаждения, вспомогательный датчик температуры, водяной испаритель, теплооб1744286 40 50 менник, установленный в выпускном тракте, накопительную емкость для синтез-газа, трубопровод с органом перекрытия, подключенным к органу управления двигателя и к системе питания, вспомогательный алек тронагревательный элемент, преобразователь колебаний транспортного средства в электрический ток с электрическим вентилем и электромагнитный тормоз-замедли- тель с управляемым электрическим 10 вентилем, управляющий электрод которого подключен к регулируемому делителю напряжения, кинематически связанному с педалью тормоза транспортного средства, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повыше ния эффективности путем обеспечения долговечности и надежности и более полной утилизации теплоты, она дополнительно содержит тепловой аккумулятор, снабженный электронагревателем и паровым клапаном, 20 расходуемое активное вещество, например угольную или коксовую крошку, термоэлемент и блок управления, снабженный основным и вспомогательным каналами, каждый из которых выполнен с входом и выходом, 25 измерительным каналом, и индикатор, причем электронагреватель подключен через блок управления к электрическому вентилю преобразователя колебаний транспортного средства в электрический ток и к управ ляемому электрическому вентилю электромагнитного тормоза-замедлителя, вспомогател ьн ый электронагревательный элемент и датчик температуры пара размещены в теплообменнике и подключены 35 соответственно к выходу и входу вспомогательного канала блока управления, расходуемое активное вещество размещено между электронагревательными элементами термохимического реактора, в последнем установлен термоэлемент и это вещество и термоэлемент подключены соответственно к выходу и входу основного канала блока управления, а электромагнитный клапан подключен к датчику температуры через измерительный канал блока управления.2, Установка поп.1, отл ича ющаяс я тем, что она дополнительно содержит логический элемент ИЛИ, коммутатор и усилитель, причем система охлаждения выполнена герметичной и подключена к водяному испарителю, последний связан через электромагнитный клапан с водяным баком, датчик уровня воды которого подключен к индикатору блока управления, выходы основного и вспомогательного каналов блока управления связаны с входами логического элемен-а ИЛИ, его выход через усилитель подключен к коммутатору, включенномув цепь питания нагревательных элементов, а цепь питания усилителя подключена к источнику тока через пороговый элемент. 3, Установка по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что каждый из каналов блока управления выполнен в виде операционного усилителя с входным делителем напряжения и цепями положительной и отрицательной связей и тиристора, причем входы усилителей являются входами указанных каналов, а выходы - выходами тиристоров,10 1744286 ставитель Н.Егин ред М.Моргентал Редактор И.Касарда Тех Корректор М.Максимиш Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 2178 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5