Способ работы силовой установки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 (51)4 F 02 С 5/04

Ф:ЕС . Я -1P1 A

13,", БИБЛИО 1 ВКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП"ИЙ (21) 3752244/25-06 (22) 08.06.84 (46) 15.04 .86. Бюл. Ф 14

:(71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина (72) А.Б.Ибрагимов и Ф.М.Рогов (53) 621.43.068.9(088.8) (56) Патент Франции Р 2300216, кл. Р 02 С 5/04, опублик. 1976, (54) (57) СПОСОБ РАБОТЫ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ путем производства энергии в двигателе внутреннего сгорания, подачи его отработавших газов в турбину, использования ее мощности для сжатия наддувочного воздуха двигателя, выработки холода в холодильном агрегате при помощи сжатия хладагента с последующим его сжатием, охлаждением и расширением, использования полученного холода для охлаждения наддувочного воздуха, сжатия промежуточного теплоносителя, нагрева его теплом выхлопных газов турбины и расширения для получения дополнительной энергии, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности установки, перед охлаждением наддувочного воздуха обдувают этим воздухом двигатель, в качестве промежуточного теплоносителя используют атмосферный воздух, расширение последнего после сжатия и нагрева производят в качестве добавки к подаваемым в нее отработавшим газам двигателя, а получен ную в ней дополнительную энергию используют для охлаждения хладагента, причем перед сжатием атмосферного воздуха охлаждают этим воздухом сжатый хладагент и подогревают воздух выхлопными газами турбины, нагревшими сжатый атмосферный воздух.

1224428

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а конкретно к способам использования тепла отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, S

Целью изобретения является повышение надежности силовой установки с использованием тепла отработавших газов двигателя для получения холода и использования этого холода для 1О глубокого охлаждения наддувочного воздуха. Надежность достигается путем снижения температуры отработавших газов перед турбокомпрессором наддува при подмешивании к ним отра- И ботавшего воздуха, используемого в качестве хладагента в холодильной установке. !

На чертеже представлена схема силовой установки, при помощи которой 26 реализуют предлагаемый способ работы.

Двигатель внутреннего сгорания силовой установки включает составной поршень 1, цилиндр 2, выпускной коллектор 3, теплообменник 4 выхлопных газов турбины турбокомпрессора 5, холодильный агрегат 6, дополнительный теплообменник 7 °

Цилиндр 2 состоит из подпоршневой полости 8 и надпоршневой полос- 30 ти 9, в которую входят впускные и выпускные каналы 10, а также форсунка (не показана) подачи топлива.

Двигатель содержит также дополнительную гильзу 11, подсоединенную снизу к цилиндру 2, в которой уста новлен ползун 12, являющийся частью составного поршня 1. К подпоршневой полости 8 подсоединен выпускной патрубок 13 с клапаном 14 и впускной 4О .патрубок 15 с клапаном 16 °

Турбокомпрессор 5 содержит комп- рессор 17, трубопровод 18 подачи сжатого наддувочного воздуха в двигатель, турбину 19, а также привод4 ной элемент 20 объемного нагнетателя хладагента холодильного агрегата

6, который включает также трубопроводы 2 1, дроссельный вентиль 22, охладитель 23, конденсатор 24.

Теплообменник 4 содержит канал 25 подвода выхлопных газов от турбины

19, канал 26 отвода газов из теплообменника 4 и трубопровод 27 отвода сжатого и нагретого атмосферного 55 воздуха, Дополнительный теплообменник 7 предусмотрен для подогрева атмосферного воздуха перед сжатием и включает, кроме отверстия, подсоединенного к каналу 26, по которому поступают газы от теплообменника 4, канал

28 отвода газов из дополнительного теплообменника 7, а также впускной патрубок 29 подачи атмосферного воздуха.

Из дополнительного теплообменника

7 через впускной патрубок 15 воздух подают в подпоршневую полость 8.

Силовая установка работает следующим образом.

Наддувочный воздух после сжатия в компрессоре 17 подают по трубопроводу 18 для обдува двигателя и отвода тепла от некоторых его деталей (форсунка, клапан, поверхность го ловки цилиндров). При этом наддувочный воздух нагревается и затем поступает в охладитель 23 холодильного агрегата 6. Приводной элемент 20 объемного нагнетателя холодильного агрегата подает хладагент по трубопроводу 21 в конденсатор 24, а затем на вентиль 22, где происходит дросселирование потока хладагента и снижение его температуры. В охладителе

23 происходит отбор тепла от наддувочного воздуха испаряющимся хладагентом, при этом температуру наддувочного воздуха можно понизить до

О

20 С и ниже. Испаряющийся хладагент направляют в конденсатор 24, а охлажденный наддувочный воздух поступает после охладителя 23 через впускной клапан 10 в надпоршневую полость

9, Затем в цилиндре 2 происходит сжатие поступившего воздуха, впрыск топлива форсункой, сгорание рабочей смеси и совершение остальных циклов работы. Отработавшие газы из цилиндра 2 через выпускной клапан 10 пос.тупают в выпускной коллектор 3, смешиваются со сжатым воздухом, поступающим в качестве добавки из подпоршневой полости 8, и поступают в турбйну 19 для совместного расширения. В компрессоре 5 происходит сжатие наддувочного воздуха, поступающего из атмосферы.

Выхлопные газы из турбины 19 по трубопроводу 25 поступают в теплообменник 4, где отдают тепло сжатому воздуху, а после теплообменника 4 поступают по трубопроводу 27 в до1224428

Составитель M.Ôàéí

Техред Г.Гербер Корректор В.Синицкая

Редактор М.Келемеш

Заказ 1901/29

Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного ко. итета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 полнительный теплообменник 7, где подогревают атмосферный воздух перед сжатием в подпоршневой полости.

Атмосферный воздух, подаваемый в подпоршневую полость 8 через патру-. бок 15 и клапан 10, подогревают, кроме того, в конденсаторе 24 теплом испаряющегося хладагента. В подпоршневой полости 8 подогретый воздух вначале расширяется, перемещая сос- 10 тавной поршень 1 вверх на тактах сжатия и выпуска, а перед подачей в турбину сжимается при движении поршня 1 вниз (рабочий ход и впуск) до давления, превышающего давление на

,выпуске из цилиндра на 0,2-0,3 кгс/см .

В теплообменнике 4 воздух нагревают теплом выхлопных газов турбины и направляют по трубопроводу 26 на вход колеса турбины 19 в качестве добавки к поступающим в нее отработавшим газам. При этом сжатый воздух смешивается с отработавшими газами из цилиндра 2, имеющими более выI ñîêóþ температуру. Такое смешивание газов перед турбиной снижает температуру перед ту.. биной и увеличивает количество рабочего тела, поступающего в турбину. Мощность турбины используется на сжатие наддувочного воздуха двигателя, вырабатываемая в турбине дополнительная энергия используется для сжатия хладагента в привод чом элементе холодильного агрегата.