Способ работы тепловоза

Способ работы тепловоза

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 4013

Класс 4б d, 9

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

К патенту ин-ой фирмы „Машиностроительный завод аугсбург-Нюрнберг г1кционерного Общества (Maschinenfabrik Augsburg-Nurnberg А. 6), в г. аугсбурге, Германия, заявленному б июля 1925 г. (заяв. свид. № 3555).

Действительный изобретатель ин-ец И. Гейгер (J. Geiger).

Приоритет на основании ст. 4 Советско-Германского Соглашения об охране промышленной собственности исчисляется по пунктам 1 — 3 предмета патента с 16 марта 1925 г„по пунктам 4 — 5 предмета патента с 27 апреля 1925 г.

О выдаче патента опубликовано 30 ноября 1927 г. Действие патента распространяется на 15 лет от 30 ноября 1927 г.

Тепловозы с пневматической пе- I редачей, у которых двигатель Ди- зеля приводит в действие особый компрессор, питающий цилиндры сжатым воздухом, оказываются выгодными для малой и средней мощности, но при тепловозах большой мощности такое устройство представляет тот недостаток, что вся установка получается сравнительно тяжелой и дорогой. Кроме того, такие тепловозы требуют устройства холодильных установок для охлаждающей воды дизелей и компрессора, каковые установки получаются тем более громоздкими, чем I больше мощность тепловоза, увели- чивая тем конструктивные затрудне- ния и приводя даже к тому, что при очень больших машинах тепло-, возу приходится буксировать особый холодильный вагон.

Предлагаемый способ ведения рабочего процесса в тепловозах с двигателями Дизеля имеет целью, ! сохранив преимущества пневматической передачи, устранить указанные выше недостатки тем, что доставляемый компрессором сжатый воздух, выполнив работу в цилиндрах тепловоза, подвергается в последних снова сжатию до температуры воспламенения горючего, после чего в сжатый воздух впрыскивается горючее. Вследствие этого, двигателю Дизеля приходится принимать на себя лишь небольшую часть мощности тепловоза, тогда как остальная часть покрывается тем, что цилиндры тепловоза, работавшие в первой фазе рабочего цикла, как пневматические машины, во второй фазе этого цикла действуют, как двигатели внутреннего горения. В приложении к двухтактным машинам двойного действия способ осуществляется следующим образом сжатый воздух вводится сперва в одну сторону поршня цилиндра и здесь производит работу, сопровождающуюся расширением этого воздуха. Выталкиваемый с той же стороны поршня воздух переходит через ресивер на противоположную сторону поршня цилиндра, где он нагревается сжатием до температуры воспламенения горючего и затем сжигает впрыскиваемое горючее. При этом сжатый воздух перед введением в цилиндры тепловоза подвергается подогреванию в такой степени, чтобы, после выполнения воздухом работы, сжатие его до применяемого в настоящее время в паровозных цилиндрах давления в 15 атм. оказалось достаточным для самовоспламенения горючего, при чем для нагревания сжатого воздуха выгодно применять отработавшие газы двигателя вну- треннего горения.

На чертеже фиг. 1 изображает, диаграмму предлагаемого рабочего, процесса для четырехтактной работы; фиг. 2 — примерную форму выполнения соответствующего тепло- воза в схематическом виде; фиг. 3 — диаграмму того же процесса при двухтактной работе; фиг. 4 — разрез:,, работающего по этой диаграмме двухтактного тепловозного цилиндра двойного действия.

Как показывает диаграма на фиг.1, сжатый воздух сравнительно низкого давления из компрессора b (фиг. 2) с приводом от двигателя

Дизеля а ввод ится, предварительно нагретый до соответствующей тем- пературы, в цилиндр или цилиндры тепловоза (участок 1 — 2 диаграммы).

Нагревание сжатого воздуха может,. производиться, например, отходя-, щими газами двигателя Дизеля я в обогреваемом этими газами подогревателе с. Нагревание воздуха возможно производить также, введя, в воздухопровод язык пламени., Подогретый таким образом сжатый воздух перед входом в цилиндры d тепловоза обладает, примерно, да-, влением в 8 атм. и температурой, в 350 C. От точки 2 до точки 3 I диаграммы (фиг. 1) происходит рас- ширение сжатого воздуха. На небольшом расстоянии от мертвого положения поршня, а именно у точки 3, открывается золотник е, . вследствие чего при перемене хода поршня сжатый воздух может рас- ширяться до тех пор, пока его на- пряжение не сравняется с давле-, нием окружающей атмосферы. B j точке 4 золотник е закрывается и оставшийся еще в цилиндре тепловоза воздух сжимается теперь при обратном ходе поршня приблизительно до 15 атм., при чем его температура, благодаря примененному подогреву, поднимется до такой величины, при которой впрыскиваемое горючее воспламеняется в воздухе само собою (точка 5 диаграммы). В этот высоко подогретый воздух соплом f впрыскивается горючее, которое и сгорает, на пр., при постоянном давлении (участок

5 — б диаграммы). От точки б до точки 7 диаграммы происходит затем расширение газообразных продуктов горения. Во время выполнения поршнем этого хода цилиндр тепловоза действует, как двигатель внутреннего горения. В небольшом расстоянии от конца хода, в точке 7, золотник открывается, и до точки 8 диаграммы происходит выпуск отработавших газов. Конец расширения сжатого воздуха в точке 4 диаграммы и конец выталкивания продуктов горения в точке 8 диаграммы устанавливаются общим распределительным органом, кулачным диском g, оба кулака д и g -которого получают соответствующую этой цели форму. Начиная от точки 8, происходит кратковременное сжатие оставшихся еще в цилиндре продуктов горения, а в точке 1 возобновляется впуск сжатого воздуха. После этого рабочий цикл повторяется в описанной выше последовательности.

В вышеприведенном примере предположено, что расширение сжатого воздуха и следующее за ним сгорание происходит в одних и тех же цилиндрах тепловоза. Но эти процессы могут совершаться также в отдельных цилиндрах или же на противоположных сторонах поршня в одном и том же цилиндре. Последнему случаю соответствует устройство, изображенное на фиг. 3 и 4, в котором сжатый воздух сравнительно низкого давления, примерно 8 атм., доставляемый особым компрессором с приводом от двигателя Дизеля и нагреваемый до соответствующей высокой темпе-, ратуры, вводится через штуцер а в золотниковую коробку b и посредством золотника с, устроенного, например, в виде поршневого, золотника, направляется через окно, на заднюю сторону рабочего поршня е, вследствие чего последний перемещается вправо. Напол- нение цилиндра сжатым воздухом происходит на участке 1 — 2 диаграммы. В точке 2 диаграммы ребро I распределительного золот- j ника запирает, окно d, после чего от точки 2 до 3 происходит расширение сжатого воздуха. В точке 3 диаграммы ребро 11 распределитель-, ного золотника отодвигается вправо от ребра lll впускного окна d, так, что находящийся в рабочем цилин- дре сжатый воздух до конца хода, поршня может выходить через; полость f поршневого золотника с,, канал g и трубу Ь в ресивер i I в который он выталкивается также! во время обратного хода поршня до точки 4 диаграммы. В этой точке диаграммы ребро П поршневого золотника при обратном ходе по- ) следнего снова перекрывает впуск- ное окно d, так что находящийся еще в цилиндре воздух при. даль- ; нейшем обратном движении порш-, ня сжимается. Когда ребро 1 порш- ! невого золотника переходит влево от ребра IV окна, то на этой сто-, роне поршня начинается снова наполнение цилиндра сжатым воздухом. Во время обратного движения, рабочего поршня е справа налево в точке 5 диаграммы с противо- положной стороны поршня открываются выпускные щели Й, так что на этой стороне цилиндра давление может сравняться с атмосферным.

При дальнейшем обратном движении поршня е в том же направле-! нии последний открывает впускные щели l на правой стороне поршня,, так что воздух может вытекать из., ресивера i в правую сторону цилин- дра и вытеснять из нее остатки продуктов горения. С изменением направления движения рабочего поршня продувка этой стороны цилиндра продолжается и, по закрытии выпускных щелей Й в точке 6 диаграммы, начинается сжатие находящегося в цилиндре воздуха, которое происходит до точки 7 диаграммы. При изменении направления движения поршня, через клапан пг. в сжатый до 15 атм. воздух на этой стороне цилиндра вводится горючее (участок 7 — 8 диаграммы), которое сгорает при температуре около 600 С. От точки 8 до точки 5 происходит расширение газообразных продуктов горения на этой стороне цилиндра. В этой последней точке поршень начинает снова открывать выпускные щели /г, так что с точки 5 и до точки б диаграммы происходит снова продувка и зарядка этой стороны цилиндра воздухом из ресивера i.

Для трогания с места и для преодоления под емов или на случай отказа в действии клапана т для впуска горючего, сторона цилиндра, работающая как двигатель внутреннего горения, снабжена в цилиндровой крышке двумя пусковыми клапанами, и и о, из них первый действует, как впускной, а последний— как выпускной орган. Оба клапана приводятся в действие рычагом р, вращающимся на эксцентрической опоре q и перемещаемым посредством тяги г золотника с, притом так, что в правом мертвом положении рабочего поршня впускной клапан и открывается, выпускной же клапан о закрыт, тогда как перед достижением противоположного положения поршня выпускной клапан о открывается, а впускной л. закрывается, вследствие чего при обратном ходе поршня пусковой воздух может снова выходить из цилиндра через выпускной клапан о. Эксцентрическое поддерживание клапанного рычага р позволяет, после пуска в ход машины, т.-е., при начавшемся нормальном режиме работы, произвести перестановку этого рычага таким образом, чтобы он не мог действовать на пусковые клапаны п, о и, следовательно, чтобы оба эти клапана оставались постоянно закрытыми при нормальной работе тепловоза.

Предмет патента.

1. Способ работы тепловоза с пневматической передачей от двигателя внутреннего горения, харак- . теризующийся тем, что сжатый в . компрессоре воздух расширяется в цилиндре, передающем работу на ведущие колеса, и затем частью выпускается в атмосферу, а частью подвергается сжатию, после чего в него вводится горючее, воспламеняющееся под влиянием температуры сжатия и доставляющее продукты горения, которые при следующем рабочем ходе сначала расширяются, давая работу, и затем выпускаются в атмосферу (фиг. 1 и 3).

2. Видоизменение охарактеризованного в и. 1 способа, отличающееся тем, что сжатый воздух на пути к рабочему цилиндру подвер- гается в подогревателе с (фиг. 2) I подогреванию отработавшими газами двигателя внутреннего горения или пламенем, горящим в воздухо-,, проводе.

3. Форма осуществления охарак-, теризованного в и. 1 способа рабо- ты тепловоза, отличающаяся тем, что работа сжатым воздухом и по-, следующее сжатие его, горение и расширение продуктов горения происходит на одной и той же стороне цилиндра, где распределение воздуха и продуктов горения совершается одним золотником е (фиг.2).

4. Форма осуществления охарактеризованного в и. 1 способа работы тепловоза, отличающаяся тем, что работа сжатым воздухом происходит на одной стороне цилиндра, где распределение воздуха совершается золотником с (фиг. 4), последовательное же сжатие воздухе, горение и расширение продуктов горения происходит на другой стороне цилиндра, где распределение воздуха и продуктов горения совершается поршнем е через щели l u k.

5. Приспособление для осуществления охарактеризованного в и. 4 способа, отличающееся тем, что стороны цилиндра, где работа совершается исключительно по способу внутреннего горения (фиг. 4}, снабжено, в целях пуска тепловоза в ход сжатым воздухом, впускным клапаном и и выпускным о, приводимыми в движение рычагом р, качающимся на эксцентрической опоре q и получающим свое движение от тяги r золотника с другой стороны цилиндра.