Силовая установка

Силовая установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 5зб()(}7

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (5l) М. Кл, F 02 В 37/00 (22} Заявлено 28.03.75 (21) 2118016/06 с присоединением эаявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.07.77. БюллЕтЕнь № 27 (45) Дата опубликования описания 09.11.77

Госудврстоеннь|й номнтет

CDBBTI Мнннстров СССР оо делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК

621.43.052 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е, Т. Бартош, Л. М. Майзель, Ю. К. Сосенко, Э. Н. Шенкман, К. М. Резвов и Ю. А. Александров (71) Заявитель (54) СИЛОВАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к области машиностроения, в ьзстности двигателестроени», а именно к устрой. ству комбипи1юваш ых установок, состоящих изпоршневого двигателя внутреннего сгорания и соединенных с ним при помощи кинематических и газовых связей турбины и компрессора наддува.

Известна силовая установка, содержащая потребитель мощности и двигатель внутреннего сгорания, к выхлопному коллектору которого подключена турбина привода компрессора надцува, а между 1р коллектором и турбиной размещена камера сгорания (13.

В известной установке благодаря наличию камеры сгорания перед турбиной можно в период запуска осуществить независимую раскрутку компрессора от турбины до оборотов, обеспечивающих повышение давления и температуры наддувочного воздуха, до величин, обусловливающих воспламенение топлива в цилиндре двигателя сравнительно невысокой степени сжатия. Это даст 20 возможность существенно повысить степень наддува и литровую мощность двигателя без превышения освоенных значений максимального давления в цилиндре за счет снижения степени сжатия в двигателе.

Вместе с тем снижение степени сжатия вызывает уменьшение экономичности самого двигателя, а поскольку он соединен с валом потребителя мощности, То и всей установки в целом, что является недостатком известной установки. Вследствие наличия жесткой кинематической связи между валом потребителя мощности и двигателем известная силовая установка обладает низким коэффициентом приспособляемости и неблагоприятными тяговыми и пусковымй свойствами.

Наиболее близкой по техническому решению является силовая установка, содержащая потребитель мощности и двигатель вну греннего сгорания, выхлопной коллектор которого подключен к турбине, соединенной при помощи муф i ы сцепления с компрессором, кинемагически связанным с коленчатым валом и сообщенным с приемным патрубком ресивера (2) .

В этой установке турбина, обладающая высоким коэффициентом приспособляемости, через вал компрессора и кинематически;вязанный с пим коленчатый вал двигателя пе часть своей мощности валу отбора мощности.

Жесткая кинематическая связь между валами установки не позволяет использовать в полной мере

566007 благоприятные тяговые свойства турбины для улучшения тяговых характеристик установки в целом.

Кроме того, в этой установке отсутствует камера сгорания, что не позволяет повысить мощность турбины, используемую для привода потребителя мощности.

Целью изобретения является улучшение пусковых и тяговых характеристик силовой установки.

Это достигается тем, что между потребителем мощности и турбиной установлена разъединительная муфта, а выхлопной коллектор подключен к турбине через камеру сгорания, сообщенную с приемным патрубком ресивера при помощи обводной трубы и органа поочередного перекрытия ее сечения и сечения патрубка. Коллектор может быть снабжен заслонкой отключения его от турбины и подключения к атмостфере.

Иа фиг.! дана принципиальная схема силовой установки; на фиг. 2 показана заслонка, вариант размещения ее в коллекторе, Установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания с приемным патрубком 2 впускного ресивера и выхлопным коллектором 3, наддувочный компрессор 4, газовую турбину 5 камеру сгорания 6, установленную между выхлопным коллектором и турбиной. Установка подсоединена к валу потребителя мощности 7. Турбина 5 соединена с коллресссром 4 при помощи управляемой муфты сцепления 8, а с валом отбора мощности к лотре.бителю - при помощи разъединительной муфты 9 и редуктора 10. Компрессор 4 кинематическн связан с валом двигателя 1 через редуктор !1. В выхлопном коллекторе между турбиной 5 и двигателем 1 установлена заслонка 2, позволяющая отключать коллектор от турбины и подключать его к атмосфере. Заслонка 2 может устанавливаться перед нхшгом н кали ру ги орапия 6 (слг. фш. 2) или перед вагин и и ч урГягпу ем.

11;я1елигьпг иа1рубок 2 ресивера сообщен с вых пяппил1 коплекгоролг 3 лри помощи обводной трубы !3 и органа 14 поочередного перекрытия ее сечения и сечения патрубка. Для запуска установки предусмотрен стартер 15,, соединенный с валом двигагеля 1 при помощи, например, муфты сцепления 16.

Установка работает следуюпгим образом: !!еред запуском при неработающих агрегатах установки включается муфта сцепления Х, соединяя в единую систему компрессор 4 и турбину 5, а разъединительная муфта 9 выключается, разобщая вал турбины 5 и вал потребителя мощности 7. Заслонка 12 и орган 14 устанавливаются в положения, показанные сплошными линиями на фиг. 1, что обеспечивает беспрепятственный проход сжатого воздуха от компрессора.4 через обводную трубу 13 и камеру б в турбину 5.

Запуск осуществляется стартером 15, который раскручивает систему "двигатель 1 — компрессор 4 э — турбина 5 только до тех пор, пока не начнется устойчивое горение топлива в камере сгорания6.!

1осле отключения стартера !5 муфтой !6 система продолжает раскручиваться турбиной 5 за счет увеличения подачи топлива в камеру 6, вследствие чего давление и температура нагнетаемого компрессором 4 воздуха возрастают.

В момент достижения температуры, достаточной для самовоспламенения топлива после сжатия в двигателе 1, орган 14 перекрывает сечение об. водной трубы 13, открь1вая доступ воздуха из компрессора 4 в двигатель 1 через приемный патру. бок 2 (см. фиг. 1, пунктир). Одновременно в двигатель 1 подается пусковая порция топлива, происходит его воспламенение и двигатель начинает рабо тать самостоятельно.

После за!гуска двигателя муфта 8 отключается, разобщая валы компрессора 4и турбины 5, а заслонка 12 отсоединяет коллектор от турбины и сообщает его с атмосферой (см. фиг. 1 и 2, пуктир), в результате чего. турбина 5 начнет замедляться. После остановки турбины включается муфта 9, соединяя турбину 5 и вал потребителя мощности 7 в единую систему, которая начнет вращаться после перемещения заслонки 12 в первоначальное положение (см. фиг. и 2 сплошные линии) и направления потока газа из двигателя в турбину. Установка начинает работать после этог о в генераторном режиме, при котором вся полезная мощность снимается с вала свободной турбины, а мощность, развиваемая двигателем, полностью затрачивается на сжатие воздуха в компрессоре.

Такой реыгм работы установки позволяет включать обе муфгыйи9в моменты,когда соединяемые ими валы агрегатов находятся в покое. Это практически полностью усграняет износ рабочих элементов муфт, однако увеличивает период времени между л омлиалиг запуска днигателя и приема

HII l fI) 3 ки. JlJ I ее(2к !Ип пе!!и я у к аз а и и ОГ() периода времепи можно сразу после запуска двигагеня одновременно огключи гь муфту 8 и включить

40 муфту 9, пе перепуская газ иэ двигателя в атмосферу через заклопку !2 (т.е. оставив ее в положении, показанной на фиг. 1 и 2 сплошными линиями). да га всеи мошггости ycuI osI;H пот1 ебителиг мощпости через вал турбины пгггволяет существенно улучшить ее тяговые характеристики, а также сохранить вьгсокую экономичность и хорошие свойства при ее работе с высоким давлением наддува и низкой степенью сжатия.

Формула изобретения.

SS 1. Силовая установка, содержащая потребитель мощности и двигатель внутреннего сгорания, выхлопной коллектор которого подключен к турбине, соединенной при помощи муфты сцепления с компрессором, кинематически связанным с коленчатым валом и сообщенным с приемным, 566007

Составитель М, Файн

Техред 3. Фанта

Редактор Н. Данилович

Корректор F.. Пап и

Заказ 2355/20

Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров CCCP по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПГ1П "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная. 4 патрубком ресивера, отличающаяся тем, что, с целью улучшения пусковых и тяговых характеристик, между потребителем и турбиной установлена разъединительная муфта, а выхлопной коллектор подключен к турбине через камеру сгорания, сообщенную с приемным патрубком ресивера при помощи обводной трубы и органа поочередного перекрытия ее сечения и сечения патрубка.

2. Установкапо п.1,отличающаяся тем, что коллектор снабжен заслонкой отключения его от турбины и подключения к атмосфере.

Источники информации, принятые во внимание

"ри зкспертизе:

1. Патент США Х 3570240, кл. 60-13, опубл.

1971.

2. Патент Германии Р 498908, кл. 46 а, 52, опубл. 1924.