Двигатель транспортного средства

 

Использование: в транспортном машиностроении и касается комбинированных двигателей транспортных средств. Сущность изобретения: двигатель транспортного средства снабжен термобатареей, которая позволяет получить дополнительную электрическую энергию из отводимой от двигателя внутреннего сгорания тепловой энергии, и через электродвигатель, подключенный к выходному валу упомянутого двигателя, осуществить движение транспортного средства с отключенным посредством электромагнитного клапана двигателем внутреннего сгорания. 1 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается комбинированных двигателей транспортных средств.

Известен двигатель транспортного средства, включающий в себя блок цилиндров с поршнем, шатуном и коленчатым валом, соединенным с ходовой частью выходным валом, магистрали подачи энергоносителя и выхлопа отработанных газов и систему охлаждения (см. Большая Советская Энциклопедия, том. 13, с. 423 - 430, издание второе прототип).

У описанного двигателя транспортного средства большие потери путем теплоотвода (до 35%), кроме того, для него характерно экологическое загрязнение атмосферы.

Задачей предложения является устранение недостатков, а именно: повышение КПД при снижении вредного воздействия на окружающую среду.

Указанный технологический результат достигается тем, что двигатель дополнительно оснащен термобатареей, электродвигателем, аккумулятором, электромагнитной муфтой и электроуправляемым клапаном, при этом термобатарея расположена своими горячими спаями преимущественно на боковой поверхности блока цилиндров, а электродвигатель соединен с термобатареей через аккумулятор и с выходным валом двигателя через механическую передачу с электромагнитной муфтой, причем аккумулятор оснащен датчиком ее допустимой зарядки и разрядки, выполненным, например, в виде показывающего прибора с установками, и блокировочного реле, соединенного с установленным на магистрали подачи энергоносителя в двигатель элекроуправляемым клапаном и электромагнитной муфтой.

На чертеже в виде блочной схемы представлено предлагаемое устройство. Оно содержит двигатель 1 с магистралями подачи энергоносителя 2 и выхода выхлопных газов 3. Горючая смесь образуется в самом двигателе 1 путем подачи воздуха и его перемешивания с энергоносителем. Внутри двигателя размещены поршень с шатуном и коленчатым валом (условно не показаны), соединенным с выходным валом 4.

Поршневая группа заключена в блок 5 цилиндров (показано условно), который имеет максимальную температуру (в зоне сгорания у двигателей внутреннего около 1000^oС), поэтому от блока цилиндров и отводится тепловая энергия принудительно (водой из радиатора или воздушным потоком от вентилятора).

К блоку 5 цилиндров примыкает своими горячими спаями термобатарея 6, которая соединена с аккумулятором 7. В линии соединения имеется датчик 8 зарядки аккумулятора и его возможной разрядки. В качестве возможного выполнения датчик 8 выполнен в виде амперметра с установками и блокировочного реле 9. Аккумулятор 6 соединен с электродвигателем 10, электромагнитной муфтой 11 и электроуправляемым клапаном 12. Электродвигатель 10 зубчатой парой соединен с выходным валом 4.

Действует двигатель транспортного средства следующим образом. Запуск двигателя 1 и его работа в рабочем режиме происходит известным способом, однако при этом происходит выработка электрической энергии термобатареей 6 за счет теплового потока через нее, обусловленного разностью температур. Происходит зарядка аккумулятора 7. По мере увеличения заряда аккумулятора 7 ток через датчик 8 будет снижаться до замыкания уставки, что приведет к включению реле 9, его контактов соответственно электродвигателя 10, электромуфты 11, электроуправляемого клапана 12. Происходит перекрытие поступления энергоносителя в двигатель 1, включение зубчатой пары 13 и осуществление вращения выходного вала 4 электродвигателем 10. В цепи электродвигателя показано регулировочное сопротивление для изменения числа оборотов электродвигателя 10 (оно может и отсутствовать). По мере расходования энергии аккумулятора 7 ток будет падать и датчик замкнет установку минимального тока (максимально допустимой разрядки). В зависимости от конструкции датчика 8 может понадобиться еще одно реле, чтобы обеспечить разрядный промежуток, но логика работы может быть обеспечена и конструкцией датчика 8, если он имеет контакт, протяженный между установками с замыканием его от верхней установки. В описанном положении элементов движение транспортного средства осуществляется от запасенной электрической энергии. Это позволяет экономить энергоноситель, т. к. его поступление перекрыто, отсутствует выброс в атмосферу отработанных газов, которые являются токсичными.

Необходимо сделать следующие замечания.

Термобатареи до 800^oС относятся к среднетемпературным, КПД таких термобатарей достигает 30% Для оценки можно принять 20% Тогда при 40% тепловых потерь повышение КПД составляет 8% а при использовании 50% поверхности тепловых блоков 4% Повышение КПД возможно при установке термобатарей и на других поверхностях с повышенной температурой при большем использовании поверхности блока цилиндров.

Наилучший вариант будет при установке термобатареи между блоком цилиндров и охлаждающей поверхностью, во внутренней полости которой циркулирует охлаждающая вода. Крепление пластины горячих и холодных спаев термобатареи может осуществляться с механической развязкой.

Допустимые перегрузки для термобатарей не менее 10 g, срок службы десятки лет, что позволяет использовать ее последовательно на нескольких автомашинах.

Система позволяет отказаться от специальной системы запуска аккумулятора и также повысить КПД за счет ликвидации отбора мощности на генератор.

Формула изобретения

Двигатель транспортного средства, преимущественно наземного, включающий блок цилиндров, поршень с шатуном и коленчатым валом, соединенным выходным валом с ходовой частью транспортного средства, магистрали подачи энергоносителя и вывода выхлопных газов и систему охлаждения, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен термобатареей, электродвигателем, аккумулятором, электромагнитной муфтой и электроуправляемым клапаном, при этом термобатарея расположена преимущественно на боковой поверхности блока цилиндров, а электродвигатель соединен с термобатареей через аккумулятор и с выходным валом двигателя механической передачей электромагнитной муфтой, причем аккумулятор снабжен датчиком его допустимого разряда и зарядки, выполненным, например, в виде показывающего прибора с уставками и блокировочного реле, соединенного с установленным на магистрали подачи энергоносителя в двигатель электроуправляемым клапаном и электромагнитной муфтой.