Силовая установка локомотива

 

Изобретение относится к жеяезнодо- - рожному подвижному транспорту и касается тепловозов. Целью изобретения является улучшение экологических показателей двигателя путем использования в качестве дополнительного наддувочного охлажденного и насыщенного влагой сжатого воздуха системы осушки. Силовая установка локомотива состоит из двигателя 1 внутреннего сгорания с воздушным ресивером 2, соединенного выпускным 3 и впускным 4 воздухопроводами с двумя турбокомпрессорами 5, компрессора 6 тормозной системы , приводимого в движение двигателем 1 внутреннего сгорания и связанного возду- . хонапорной магистралью 7 через устройство 8 осушки сжатого воздуха с питательной магистралью 9, пылеотделителя 10. холодильника 11 с регулятором температуры 12 и органа управления 13 подачей сжатого воздуха, последовательно соединеных между собой трубопроводом 14, при этом устройство 8 осушки сжатого воздуха представляет собой два адсорбера 15 и 16, соединенных между собой клапанами 17-20 и связанных с воздухонапорной магистралью 7 клапанами 21 и 22,а с трубопроводом 14 - клапанами 23 и 24. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5цs В 60 К 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

/ э Ji, gtwgggw g юЯ ", ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 4780898/11 (22) 12.01,90 (46) 30.12.91. Бюл. М 48 (71) Курский политехнический институт (72) Н.С.Кобелев, В,И,Ушаков, Т.B.ÏBHèèà, Т.С. Рождественская и А.Н. Кобелев (53) 629.113(088.8) (56) Тепловозы 2 ТЭ 10М, 3ТЭ10М. Устройство и работа. С,Г.Филатов и др. M.: Транспорт, 1986, с.288.,(54) СИЛОВАЯ УСТАНОВКА ЛОКОМОТИВА (57) Изобретение относится к железнодо. рожному подвижному транспорту и касается тепловозов. Целью изобретения является улучшение экологических показателей двигателя путем использования в качестве дополнительного наддувочного охлажденного и насыщенного влагой сжатого воздуху системы осушки. Силовая установка локомоти„„Я.) „„1701576 А1 ва состоит из двигателя 1 внутреннего сгорания с воздушным ресивером 2, соединенного выпускным 3 и впускным 4 воздухопроводами с двумя турбокомпрессорами 5, компрессора 6 тормозной системы, приводимого в движение двигателем 1 внутреннего сгорания и связанного воздухонапорной магистрал ю 7 через устройство 8 осушки сжатого воздуха с питательной магистралью 9, пылеотделителя 10, холодильника 11 с регулятором температуры !2 и органа управления 13 подачей сжатого воздуха, последовательно соединеных между собой трубопроводом 14, при зтом устройство 8 осушки сжатого воздуха представляет собой два адсорбера 15 и 16. соединенных между собой клапанами 17-20 и связанных с воздухонапорной магистралью 7 клапанами 21 и 22, а с трубопроводом 14 — клапанами 23 и 24. 1 ил.

1701576

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для регулирования наддува силовых установок с двигателями внутреннего сгорания, эксплу: атируемых на транспортных средствах, преимущественно на тепловозах.

Известна система регулирования разгона турбонагиетателя двигателя внутрен нега сгорания, содержащая двигатель виутрэииега сгорания с турбонагнетателем, камп ессор тормозной системы, подключ энный

К впускной системе двигателя через юздуХонапорную магистраль, и орган уп:,завлеиия подачи сжатого воздуха, Недостатком системы явля атся энергаэатраты, обусловленные выработкой дополнительной массы сжатого воздуха для подачи на крыльчатку турбонагнетателя.

Известна турб IHHGA усовершенствованная система загрузки для двигателя

Внутрениега сгорания, содержащая цвига1:"ель внутреннего сгорания, соединенный выхлопным и всасывающим трубопроводами ". рбакампрессаром, воздушный камп )ессар, приводимый в движение двигателем и соединенный питательными трубопроводами с. высасывающим трубопроводом турбокампрессора и тормозной си ьтемаи

Чедостатком системы являются эиергаЭатраты, обусловленные необходимостью выработки дополнительной массы сжатага воздуха для подачи во всасываюгций трубопровод турбакампрессора, Известна силовая установка транспортного средства, содержащая дизель, Соединенный вь1пускным и впускным ваз, ухаправадами с двумя турбакампаессарами, компрессор тормозной системы, поиводимый в движение двигателем внутреннего сгорания и через устройство осушки связанный ваздухонапарной магиl:òpaëL.þ сжатого воздуха с питательной магистралью.

Цель изобретения — улучшение экологических показателей.

Указанная цель достигается тем, чта силовая установка транспортного средства, содержащая двигатель внутреннего сгорачия, соединенный выпускным и впускным воздухаправодами с двумя турбокампрес:орами, компрессор тормозной системы, приводимый в движение двигателем виутаеннего сгорания и "..âÿçàííûé ваздухонапорной магистралью через устройство осушки сжатого воздуха с питательной магистралью, снабжены пылеотделителем, холодильникам с регулятором температуры и

opraиом управления подачи сжатого воздука, последовательно соединенных между

1О

1 3»

2Q

>".;

;-;абай трубопроводом, при атом один конец труб. ->про. ада связан с впускным воздухоправадам двигателя pHórpeêíего сгорания, -" другой конец связан с ус гройствам осушки с>хат". Га eсэдухai.

На черте>ке представлена принципиальь;ая схема предложенной силовой уста->ваки транспортного средства.

Схема саста: т из двигателя 1 внутреннего сгорания с воздушным ресивером 2, саедииеинага выпускным 3 и впускным 4 ваздухапровадами с двумя турбакампрес..-.:-.:рами 5, компрессора тормозной системы

6, приводимого в движение двигателем 1 внутреннего сгорания и связанного вазду<анапариай магистралью 7 чеаез устрайстНо 8 осушки с>катага воздуха с питательной магистралью 9. o:çiëeoòäeëèòeëÿ 10, халаг,ильи. ка 11 о регулятором,2 температуры и opra!lа,,»правления подачей сжатого воздуха, последовательно соединенных между -.абай грубапаавадам 14, при этом у таай--. :ва 0 а:JLLiKN сжатого воздуха пред;:тавлчет c;;6ай два адсарбера 15 и 16, сае,U. и-:>иньи.:че>х у; обай клапанами 17 — 20 и

el.iяэаииых ",. ва, .ду ханапариой магистралью клaoal.а ":.;;",.1 и 22, а с трубопроводом 14 к л а и а H a l л и . .. : и .«4 .

Силовая установка транспортнога средства расстр:ет "ледую: „ им образам.

Г1ри ра «ате двигателя внутреннего сгорания 1 по выпускному ваздухапроваду 3 выпускные газы поступают к турбакомпресс а я м .", Г а " л е ч е г 0 В ы б р я с ы В а к> 1 с я в д т м а сферу, Б турбакампае cope иа одном валу смонтированы турбинное и насосное колеса, Энергия расширения выпускных газов, реализуемая турбинным колесом, превращается в мехэиическу:а энергию вращения центробежного насосного колеса компрессора, которое сжимает атмосферный ваэду». пас;-упающий ат воздушных блльтрав, Ка:ope,::.ар термаэиай систа. ы 6, приan,1,имь:и в,.-:,аи><ение распределительным редуктором от ДБС 1. нагнетает сжатый воздух па ваздухаправаду 7 в устройство 8 осушки и далее в питательную ма "истраль 9.

Р устройстве 8 осушки сжатого воздуха адсарбер 15 работает, например, в режиме осушки, и адсарбер 16- в режиме регенерации, Тогда сжатый влажный воздух из воэдухаправада 7 через открытый клапан 21 (клапан 22 закрыт) поступает в адсарбер 15, где осушается, и через клапан 19 поступает в питательную магистраль 9. Часть осушенного сжатого воздуха из адсарбера 15 после иа.-рева в подогревателе (не указано} через клапан 13 (клапан 17 закрыт} поступает в

",дсарбер 16, Проходя через адсарбер 16, подаr:ç",e гrый сухой сжатый воздух раэагрева1701576

25

30 ао только повышает эффективность рабочего 45 процесса, но и способствует снижению токсичности отработанных газов, В настоящее время установлены жесткие нормы по токсичности отработанных газов, поэтому использование в качестве дополнительного 50 наддувочного воздуха, насыщенного влагой процесса регенерации, является актуальным, а осуществление данного процессе на предлагаемом устройстве является одним

55 ет.находящийся в нем адсорбент и через открытый клапан 24 (клапан 23 закрыт) направляется в трубопровод 14. Вместе с воздухом иэ адсорберэ 16 удаляется влага, накопившаяся в адсорбенте. Насыщенный влагой сжатый воздух по трубопроводу 14 поступает в пылеотделитель 10, где очищается от продуктов истирания адсорбента, и далее в холодильник 11 для охлаждения до температуры, значение которой задается регулятором 12 температуры, Очищенный от продуктов истирания адсорбента охлажденный и насыщенный; влагой процесса регенерации сжатый воздух по трубопроводу 14 через орган 13 управления подачи сжатого воздуха поступает во впускной воздухопровод 4, где смешивается с атмосферным воздухом, поступающим после сжатия из турбокомпрессора 5, и далее по воздушным ресиверам 2 в цилиндры ДВС 1

Адсорберы 15 и 16 в устройстве бсушки сжатого воздуха работают в цикличном режиме и переключаются, например, через 4 ч. Тогда адсорбер 15 переводится s режим осушки, а адсорбер 16 — в режим регенерации, для этого клапаны 20, 22, 17 и 23 открываются, а клапаны 21, 19, 18 и

24 закрываются. В процессе эксплуатации силовой установки транспортного средства по трубопроводу 14 через орган 13 управления подачи сжатого воздуха подается дополнительный наддувочный воздух. При этом давление поступающего из устройства

8осушки сжатого воздуха превышаетдавление атмосферного воздуха, подаваемого турбокомпрессорами 5 после соответствующего ступенчатого сжатия на величину, обеспечивающую эффективное смешивание во впускном воздухопроводе 4, Постоянное использование охлажденного очищенного от продуктов истирания адсорбентэ и увлажненного влагой десорбции воздуха при подаче в цилиндры ДВС не из решений по улучшениюэкологических показателей ДВС. Известно, что турбокомпрессор работает с максимальным значением КПД на расчетном режиме, который у большинства двигателей является режимом номинальной мощности, 5

Дополнительный наддувочный воэдух, поступающий из устройства осушки сжатого воздуха, рассматривается как элемент регулируемого наддува, т:е. воздух, подаваемый, минуя турбокомпрессор, в заданном объеме, определяемом органом управления подачи сжатого воздуха, практически не зависит от режимов работы дизеля.

Кроме того., использование воздуха системы осушки транспортного средства может повысить приспосабливаемость двигателя не только к изменяющемуся режиму работы, но и к изменяющимся погодно-климатическим условиям эксплуатации, так как колебания температуры и давление атмосферного воздуха изменяют КПД турбокомпрессорэ.

По сравнению с известными решениями использование в качестве дополнительного наддувоч ного воздуха сжатого воздуха, поступаю цего после процесса регенера.ции, обеспечивает повышение экономичности силовой установки транспортного средства, Это обусловлено тем, что в прототипе в процессе регенерации устройства осушки наблюдается выброс в атмосферу от

15 до 20% сжатого воздуха, на выработку которого компрессором тормозной системы отбирается мощность с двигателя внутренне ro с горан ия. В и редла гаемом решении данный обьем сжатого воздуха используется в качестве дополнительного наддуво:IH0 го, т.е, затраченная энергия на работе комп рессора тормозной системы возвращаеться двигателю внутреннего сгорания.

Формула изобретения

Силовая установка локомотива, содержащая двигатель внутреннего сгорания. сообщенный выпускным и впускным воздухопроводами с двумя турбокомпрессорами, компрессор тормозной системы, приводимый в движение двигателем внутреннега сгорания и сообщенный воздухонапорной магистралью через устройство осушки сжатого воздуха с питательной магистралью,отл ича юща я ся тем,что,с целью улучшения экологических показателей двигателя путем использования в качестве дополнительного наддувочного охлажденного и насыщенного влагой сжатого воздуха системы осушки, она снабжена пылеотделителем, холодильником с регулятором температуры и органом управления подачи сжатого воздуха, последовательно соединенными между собой трубопроводом, при этом один конец трубопровода связан с впускным воздухопрозодом двигателя внутреннего сгорания, а другой конец связан с устройством осушки сжатого воздуха.