Предпусковая теплоэнергетическая установка


 


Владельцы патента RU 2554687:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") (RU)

Изобретение может быть использовано в предпусковых и вспомогательных теплоэнергетических установках транспортных средств для одновременного производства тепла и электроэнергии. Предпусковая теплоэнергетическая установка для транспортного средства содержит двигатель внутреннего сгорания (1), электрогенератор (2), теплообменник-утилизатор (3) теплоты отработанных газов, смесительное устройство (4) с электронагревателем, жидкостной насос (8) с электроприводом, обратный клапан (5) и гидролинии (9), (10), (11) теплоносителя. Установка дополнительно содержит масляный насос (15) с электроприводом, рекуперативный теплообменник (18) нагрева моторного масла и встроенную в масляный поддон масляную магистраль с соплами, направленными на шейки коленчатого вала и на масляный насос двигателя внутреннего сгорания, масляные гидролинии. Рекуперативный теплообменник (18) нагрева моторного масла по последовательной гидравлической схеме соединен посредством гидролиний теплоносителя со смесительным устройством (4) с электронагревателем. Масляный насос (15) с электроприводом через масляные гидролинии подает моторное масло к рекуперативному теплообменнику (18) нагрева моторного масла, после которого нагретое моторное масло поступает к встроенной в масляный поддон масляной магистрали с соплами, направленными на шейки коленчатого вала и на масляный насос двигателя внутреннего сгорания. Технический результат заключается в упрощении конструкции и уменьшении габаритов. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области теплоэнергетического машиностроения и предназначено для использования в качестве предпусковых и вспомогательных теплоэнергетических установок транспортных средств для одновременного производства тепла и электроэнергии.

Известна теплоэнергетическая установка (выбранная за прототип), содержащая двигатель внутреннего сгорания, электрогенератор, теплообменник-утилизатор теплоты отработанных газов, смесительное устройство с электронагревателем, жидкостной насос с электроприводом, обратный клапан, вентили, гидролинии [Патент РФ №2421626, МПК F02G 5/02].

К недостаткам данной теплоэнергетической установки следует отнести невозможность осуществления интенсивного нагрева моторного масла во время предпускового прогрева двигателя внутреннего сгорания транспортного средства.

Также известна система предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания [Патент РФ №2386820, МПК F01M 5/02], содержащая предпусковой подогреватель, трубопровод горячих газов от предпускового подогревателя для обогрева масляного поддона двигателя, полости с ребрами на поддоне для прохода газов подогревателя, масляный насос с автономным приводом, трубопровод забора нагретого масла из картерной полости двигателя, подключенный к всасывающей полости насоса, и расположенную вдоль блока двигателя масляную магистраль с соплами, направленными на шейки коленчатого вала, оребренную трубу подогрева, встроенную в масляный поддон.

Причиной, препятствующей достижению требуемого технического результата, является наличие в масляном поддоне оребренной трубы, через

которую прокачивается теплоноситель от предпускового нагревателя и жидкостной полости на корпусе масляного насоса с автономным приводом, а также полости на поддоне для прохода горячих газов от предпускового подогревателя. Наличие оребренной трубы, встроенной в масляный поддон, значительно снижает надежность двигателя внутреннего сгорания, так как из-за значительного вибрационного воздействия может произойти ее разрушение, что приведет к смешению моторного масла и теплоносителя предпускового подогревателя прямо в масляном поддоне. Наличие жидкостной полости на корпусе масляного насоса с автономным приводом приведет к его удорожанию вследствие усложнения конструкции. Проход разогретых газов через полость на поддоне может привести к возгоранию двигателя при наличии незначительных течей дизельного топлива и моторного масла. Кроме этого остается не разогретым масляный насос двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, который перед запуском забит холодным моторным маслом, представляющим собой сильно густую субстанцию.

Из всего вышесказанного следует, что система предпускового подогрева двигателя внутреннего сгорания имеет чрезвычайно много недостатков, что в конечном итоге снижает ее надежность и увеличивает себестоимость.

Задачей данного изобретения является создание предпусковой теплоэнергетической установки, имеющей простую конструкцию, более высокую эффективность и небольшие габариты.

Поставленная задача решается следующим образом: в предпусковой теплоэнергетической установке для транспортного средства, содержащей двигатель внутреннего сгорания, электрогенератор, теплообменник-утилизатор теплоты отработанных газов, смесительное устройство с электронагревателем, жидкостной насос с электроприводом, обратный клапан, гидролинии теплоносителя, масляный насос с электроприводом, рекуперативный теплообменник нагрева моторного масла, встроенная в масляный поддон масляная магистраль с соплами, направленными на шейки коленчатого вала и на масляный насос двигателя внутреннего сгорания, масляные гидролинии, рекуперативный теплообменник нагрева моторного масла по последовательной гидравлической схеме соединен посредством гидролиний теплоносителя со смесительным устройством с электронагревателем, масляный насос с электроприводом через масляные гидролинии подает моторное масло к рекуперативному теплообменнику нагрева моторного масла, после которого нагретое моторное масло поступает к встроенной в масляный поддон масляной магистрали с соплами, направленными на шейки коленчатого вала и на масляный насос двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 1 изображена схема предпусковой теплоэнергетической установки.

Предпусковая теплоэнергетическая установка содержит двигатель внутреннего сгорания 1, соединенный с электрогенератором 2, теплообменник-утилизатор теплоты отработанных газов 3, смесительное устройство 4, обратный клапан 5, электроуправляемые краны 6 и 7, жидкостной насос с электроприводом 8, гидролинию теплоносителя 9, подводящую теплоноситель к системе охлаждения двигателя транспортного средства, гидролинию 10, отводящую теплоноситель от системы охлаждения двигателя транспортного средства, гидролинию 11, подводящую теплоноситель к радиатору отопителя транспортного средства, гидролинию 12, отводящую теплоноситель от радиатора отопителя транспортного средства, систему подвода отработанных газов к теплообменнику-утилизатору 13, масляную гидролинию 14, отводящую моторное масло от масляного поддона (на фиг. 1, показанного пунктирными линиями), масляный насос с электроприводом 15, масляную гидролинию 16, подводящую моторное масло к встроенной в масляный поддон масляной магистрали с соплами, направленными на шейки коленчатого вала и на масляный насос двигателя внутреннего сгорания транспортного средства 17, рекуперативный теплообменник нагрева моторного масла 18.

Предпусковая теплоэнергетическая установка работает следующим образом.

При работе двигателя внутреннего сгорания 1 (фиг. 1) электрогенератор 2 вырабатывает электроэнергию, которая предназначена для потребителей бортовой электросистемы транспортного средства (в первую очередь для зарядки его аккумуляторных батарей), питания жидкостного насоса с электроприводом 8, масляного насоса с электроприводом 15 и питания электронагревателя смесительного устройства 4. Жидкостной насос 8, имеющий электропривод, подает теплоноситель к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания 1 и к жидкостному контуру теплообменника-утилизатора теплоты отработанных газов 3. После этого потоки теплоносителя, утилизировавшие теплоту системы охлаждения двигателя 1 и отработанных газов, поступают в смесительное устройство 4. В смесительном устройстве потоки теплоносителей смешиваются. Смесительное устройство снабжено электронагревателем, который предназначен для дополнительного нагрева теплоносителя. Работой данного электронагревателя управляет автоматическая система управления, которая включает его при достижений температуры окружающего воздуха -5°C. После смесительного устройства теплоноситель направляется по гидролинии 11 к радиатору-отопителю транспортного средства, а затем по гидролинии 12 отводится от него. Если температура окружающего воздуха выше -10°C, кран 6 открыт, а кран 7 закрыт (фиг. 1), таким образом не допускается поступление теплоносителя в систему охлаждения двигателя внутреннего сгорания транспортного средства по гидролинии 9. При температуре окружающего воздуха ниже -10°C, а также в случаях, когда требуется принудительный прогрев двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, автоматическая система управления открывает кран 7 (фиг. 1), обеспечивая поступление нагретого теплоносителя в гидролинию 9. Протекая по гидролинии 9, теплоноситель сперва подводится к своему контуру рекуперативного теплообменника нагрева моторного масла 18 и далее - к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, прогревая его. Масляным насосом с электроприводом 15 моторное масло по масляной гидролинии 14 поступает к масляному контуру рекуперативного теплообменника нагрева моторного масла 18, где осуществляется его нагрев от теплоносителя. После рекуперативного теплообменника нагрева моторного масла 18 нагретое моторное масло по масляной гидролинии 16 поступает к встроенной в масляный поддон масляной магистрали с соплами, направленными на шейки коленчатого вала и на масляный насос двигателя внутреннего сгорания транспортного средства 17. Орошая нагретым моторным маслом шейки коленчатого вала и масляный насос двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, осуществляется их прогрев. По гидролинии 10 осуществляется отвод теплоносителя от системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания транспортного средства к жидкостному насосу с электроприводом 8. Далее вышеуказанный цикл повторяется.

При работе теплоэнергетической установки для единственной цели - выработки электроэнергии, кран 6 перекрывается, а кран 7 (фиг.1) открывается, обеспечивая, таким образом, движение теплоносителя через систему охлаждения транспортного средства по гидролиниям 9 и 10, где производится полное рассеивание ее теплоты в окружающую среду при помощи его радиатора. В вышеуказанном режиме масляный насос с электроприводом 15 не работает, а электронагреватель смесительного устройства отключен.

Во время работы двигателя транспортного средства кран 7 открыт, а обратный клапан 5 обеспечивает прохождение теплоносителя по гидролинии 10 через теплоэнергетическую установку и далее по гидролиниям 11 и 12 через радиатор отопителя транспортного средства.

Заявленная предпусковая теплоэнергетическая установка может быть использована в качестве вспомогательной энергетической установки на большегрузном автотранспорте, сельскохозяйственных машинах, строительно-дорожных машинах, тепловозах для производства тепловой и электрической энергии. Применение ее позволит повысить эффективность системы предпускового подогрева транспортного средства путем прогрева его охлаждающей жидкости и моторного масла, обеспечить его тепловой и электрической энергией во время длительных стоянок в холодное время года, а также расширить сервисные возможности при эксплуатации в любых климатических условиях.

Предпусковая теплоэнергетическая установка для транспортного средства, содержащая двигатель внутреннего сгорания, электрогенератор, теплообменник-утилизатор теплоты отработанных газов, смесительное устройство с электронагревателем, жидкостной насос с электроприводом, обратный клапан, гидролинии теплоносителя, отличающаяся тем, что дополнительно содержит масляный насос с электроприводом, рекуперативный теплообменник нагрева моторного масла, встроенную в масляный поддон масляную магистраль с соплами, направленными на шейки коленчатого вала и на масляный насос двигателя внутреннего сгорания, масляные гидролинии, при этом рекуперативный теплообменник нагрева моторного масла по последовательной гидравлической схеме соединен посредством гидролиний теплоносителя со смесительным устройством с электронагревателем, масляный насос с электроприводом через масляные гидролинии подает моторное масло к рекуперативному теплообменнику нагрева моторного масла, после которого нагретое моторное масло поступает к встроенной в масляный поддон масляной магистрали с соплами, направленными на шейки коленчатого вала и на масляный насос двигателя внутреннего сгорания.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен электрический нагреватель дизельного топлива или моторного масла включающий: внешнюю оболочку (2), нагревательные стержни (1) и регулятор температуры (3).

Изобретение относится к устройствам для облегчения запуска автомобильных двигателей внутреннего сгорания при низких температурах воздуха в зимний период за счет предпускового разогрева охлаждающей жидкости.

Изобретение относится к устройствам для нагрева дизельного топлива в топливном баке транспортного средства. Предложено автономное устройство для нагрева дизельного топлива в топливном баке 16, содержащее теплообменник 1 и систему 2 подачи и регулирования параметров теплоносителя.

Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для улучшения пусковых качеств дизельных двигателей в условиях низких температур. Техническим результатом является сокращение времени и затрат энергии на подготовку дизельного двигателя к пуску.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Электрический подогреватель топлива, содержащий корпус, выполненный в форме болта с полостью в его стержне, входными и выходными отверстиями, турбулизатор, керамический нагревательный элемент, нихромовую спираль, последовательно соединенную с керамическим нагревательным элементом, и кожух.

Изобретение относится к области теплоэнергетического машиностроения и предназначено в качестве вспомогательных теплоэнергетических установок транспортных средств для поддержания их двигателей внутреннего сгорания в прогретом состоянии, нагрева воздуха в кабинах и снабжения бортовой сети электроэнергией.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для прогрева системы охлаждения двигателя в условиях низких температур атмосферного воздуха во время длительных остановок и стоянок.

Изобретение может быть использовано в системах для подготовки к запуску двигателей внутреннего сгорания. Система для поддержания готовности к запуску двигателя (7) внутреннего сгорания тепловоза содержит штатную систему (4) охлаждения двигателя (7) внутреннего сгорания, жидкостный подогреватель (1), подключенный к основной магистрали штатной системы (4) охлаждения, штатную топливную систему (18) двигателя внутреннего сгорания со штатным топливным баком (23) и штатным подкачивающим топливным насосом (19), дополнительный топливный бак (20), оснащенный переливным трубопроводом (21), сливным трубопроводом (22) с краном и трубопроводом, соединяющим дополнительный топливный бак (20) с жидкостным подогревателем (1).

Изобретение может быть использовано при запуске газового двигателя, использующего в качестве основного топлива природный газ. Способ заключается в подаче газа в цилиндры и форкамеры цилиндров, искровом воспламенении газа в форкамерах, поступлении продуктов горения газа из форкамер в камеры сгорания цилиндров двигателя.

Изобретение относится к устройствам предпускового подогрева силовых установок военных гусеничных машин. Устройство для автоматической подготовки силовой установки военной гусеничной машины к пуску содержит подогреватель, включающий в себя котел, выпускной коллектор, нагнетатель, электродвигатель, водяной насос, топливный насос, форсунку, топливный кран, запальную свечу и свечу подогрева.

Настоящее изобретение относится к конструкции и способу преобразования тепловой энергии в механическую энергию. Конструкция содержит линейный контур (3), средство (4) циркуляции для циркуляции хладагента в линейном контуре (3), испаритель (6), в котором хладагент предполагается испарять с помощью источника (7) тепла, турбину (9), выполненную с возможностью приведения в движение испарившимся хладагентом, конденсатор (12) и накопительный резервуар (14) для хранения хладагента, который не циркулирует в линейном контуре (3).

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Паровоздушный двигатель внутреннего сгорания содержит поршневой двигатель (1) внутреннего сгорания, барабан (2) пара высокого давления, радиатор (4), винтовой паровой двигатель (3), радиатор (4), жидкостный насос (6) высокого давления, накопительный бак (5), бак (8) подпитки и термоизоляцию корпуса двигателя (1) и барабана (2) пара высокого давления от окружающей среды.

Изобретение относится к области теплоэнергетического машиностроения и предназначено в качестве вспомогательных теплоэнергетических установок транспортных средств для поддержания их двигателей внутреннего сгорания в прогретом состоянии, нагрева воздуха в кабинах и снабжения бортовой сети электроэнергией.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Устройство (1) для выработки электрической энергии с использованием тепла отработавших газов (ОГ), образующихся при работе двигателя внутреннего сгорания, имеет генератор (3) с входным патрубком (4) для ОГ и выходным патрубком (5) для ОГ.

Изобретение относится к дизельным двигателям. Техническим результатом является повышение эффективности цикла и упрощение конструкции.

Изобретение может быть использовано в силовых установках транспортных средств, снабженных двигателями внутреннего сгорания. Силовая установка транспортного средства содержит двигатель (1) внутреннего сгорания, парогенератор (3), установленный на выпускном коллекторе (4) двигателя внутреннего сгорания, конденсатор (9), сообщенный с парогенератором, паровую турбину (6), накопитель пара (5) и обратный клапан (13), установленный перед накопителем.

Изобретение может быть использовано в силовых установках, эксплуатируемых на транспортных средствах, преимущественно на тепловозах. Силовая установка транспортного средства содержит двигатель внутреннего сгорания с турбокомпрессором, снабженным всасывающим и выхлопным патрубками и сообщенным с впускным и выпускным коллекторами двигателя.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет снизить время прогрева топлива до требуемой температуры.

Изобретение относится к военным гусеничным машинам, в частности к системам подогрева силовых установок военных гусеничных машин. Система подогрева силовой установки военной гусеничной машины содержит подогреватель, змеевики масляных баков, обогреваемые полости двигателя, обогреваемые рубашки маслозакачивающих насосов, трубопроводы.
Наверх