Двигатель внутреннего сгорания

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗЬ6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.04.78 (21) 2609189/25-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

F02 В 37/00

F0I P 9/00

Гееударстееииый комитет по делан изебретеиий и открытий

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень ¹31

Дата опубликования описания 25.08.8! (53) УДК 621.43. .052:621.43-716 (088.8) (72! Авторы изооретен ия

С. А. Синатов и В. К. Аверьянов (7l) Заявитель (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с наддувом и с системами испарительного охлаждения.

Известны двигатели, содержащие испаритель, установленный в выхлопном тракте, и паровую турбину. В испаритель подается вода из постороннего источника и потери тепла в систему охлаждения не утилизируются (11.

Известны также двигатели внутреннего сгорания, содержащие систему жидкостного испарительного охлаждения, снабженную подогревателем, установленным в выхлопном тракте двигателя, и испарителем, водяная полость которого подключена к рубашке охлаждения двигателя через насос. а паровая — к расширительной турбине, вал которой соединен с валом компрессора (2).

Известные двигатели внутреннего сгорания неудовлетворительно работают в режимах пуска и останова двигателя, когда температура воды в системе охлаждения недостаточно высока для генерации пара в па роотдел ителе.

Цель изобретения — улучшение запуска и охлаждения двигателя в режимах пуска и останова.

Для достижения поставленной цели соединение вала турбины с валом компрессора

5 выполнено через управляемую фрикционную муфту, вал компрессора дополнительно соединен с валом двигателя через обгонную муфту, а вал насоса кинематически связан с валом компрессора.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Двигатель 1 внутреннего сгорания содержит корпус с последовательно соединенными полостями охлаждения (рубашка охлаждения) . Теплообменник 2 (подогреватель) установлен в выхлопном тракте 3 двигателя.

Пароотделитель 4 с устройством для его подпитки, струйный насос 5 и циркуляционный насос 6, снабженный байпасным трубопроводом 7, который подключен к соплу струйного насоса 5, образуют систему подачи жидкости в двигатель. Кроме того, в байпасном трубопроводе 7 размещен регулирующий клапан 8. Вал 9 циркуляционного насоса 6 связан с вспомогательным

857521

5 !

15 го

Формула изобретения

25 зю

45 валом 10, приводимым от двигателя 1, через обгонную муфту 11, а с валом 12 наддувочного компрессора 3 посредством зубчатой передачи 14. Вал 12 компрессора 13 соединен с валом 15 утилизационной паровой турбины 16 через управляемую фрикционную муфту 17. Турбина 16 подключена к пароотделителю 3 трубопроводом 18.

В режиме пуска и прогрева двигателя обгонная муфта 11 включена, а управляемая фрикционная муфта 17 отключена. Привод циркуляционного насоса 6, работающего на относительно холодной воде, и наддувочного компрессора 13, осуществляется от коленчатого вала двигателя 1 через вал 10, муфту 11, вал 9, зубчатую передачу 14 и вал 12. Регулируюший клапан 8 на байпасном трубопроводе 7 закрыт.

При выходе двигателя на нагрузочный режим температура воды в системе охлаждения достигает значения, при котором начинается генерация лара в пароотделителе 3, поступление его по трубопроводу 18 в утилизационную паровую турбину 16 и разгон последней. После достижения валом 15 определенной скорости вращения производится выключение муфты 17. При этом муфта 11 автоматически разъединяет валы 9 и 10 в тот момент, когда скорость вращения вала 9 превысит скорость вращения вала 10.

Таким образом, в нагрузочном режиме привод циркуляционного насоса 6 и компрессора 13 осуществляется от вала 15 утилизационной паровой турбины 16 через муфту 17, вал 12, зубчатую передачу 14 и вал 9.

Характерной особенностью работы утилизационной паровой турбины 16 является увеличение ее мощности и скорости вращения вала 15 при возрастании нагрузки на двигатель. Это приводит к соответствующему повышению давления наддува и увеличению подачи циркуляционного насоса 6, что позволяет обеспечить устойчивую бескавитационную работу циркуляционного насоса на горячей воде с температурой выше

100 С при малой высоте расположения пароотделителя. При этом подача насоса при работе двигателя в нагрузочном режиме тем больше превышает необходимую для нормального охлаждения двигателя, чем выше нагрузка на двигатель. Это дает возможность направлять избыток воды с нагнетания на всасывание насоса по байпасному трубопроводу 7 через частично открытый регулирующий клапан 8, используя энергию перепускаемого потока для создания необходимого подпора на всасывании циркуляционного насоса.

В режиме остановки и расхолаживания двигателя привод валов компрессора и йасоса вновь осуществляется от коленчатого вала ДВС, что обеспечивается отключением муфты 17 и включением муфты 11.

Таким образом, улучшается запуск и охлаждение двигателя в режимах пуска и останова за счет увеличения расхода воздуха и более полного сгорания топлива в цилиндрах, а также повышается экономичность за счет использования для привода циркуляционного насоса и наддувочного компрессора утилизационной паровой турбины.

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий систему жидкостного испарительного охлаждения, снабженную подогревателем, установленным в выхлопном тракте двигателя, и испарителем, водяная полость которого подключена к рубашке охлаждения двигателя через насос, а паровая — к расширительной турбине, вал которой соединен с валом компрессора, отличающийся тем, что, с целью улучшения запуска и охлаждения двигателя в режимах пуска и останова, соединение вала турбины с валом компрессора выполнено через управляемую фрикционную муфту, вал компрессора дополнительно соединен с валом двигателя через обгонную муфту, а вал насоса кинематически связан с валом компрессора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3979913, кл. 60-618, опублик. 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 119039, кл. F Ol P 9/00, 1933.

857521

Составитель В. Козлов

Редактор А. Шандор Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Заказ 7188/56 Тираж 581 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4