Устройство для прогрева и запуска двигателя внутреннего сгорания

Устройство для прогрева и запуска двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и >937754 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 011 080 (21) 2981752/25-06 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 230682 Бюллетень ¹

Дата опубликования описания 230682

{51)M Кп з

102 и 17/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 621.4З6. .046-57 (088.8) Ю.К.Сосенко, Э.Н.Шенкман, С.А.Гр

П.М.Егунов, С.П.Филонов, В.С.Тит

В.К.Коваль, В.A.Ðåíoâ и С (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Трудового Крас исследовательский институт желез и Производственное объединение тепловозостроительный завод им.Ок (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПРОГРЕВА И ЗАПУСКА

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для разогрева и запуска двигателей внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, преимущественно диэельгенераторов при низких температурах атмосферного воздуха.

Известны устройства для предпуско. вого йрогрева и запуска двигателя внутрейнего сгорания (ДВС) с воэдуиным охлаждением, снабженного воэдуховпускным коллектором, содержащие пусковой газотурбинный двигатель (ГТД) с выхлопным патрубком, распределитель для поочередного сообщения патрубка с коллектором и атмосферой, и газопровод между распределителем и коллектором, подключаемый к последнему посредством заслонки для их поочередного перекрытия, В:известном устройстве в качестве пускового ГТД использован наддувочный турбокомпрессор, дополненный камерой сгорания, размещенной в тракте между компрессором и турбиной, и гидромуфтой, соединенной с валами ГТД и ДВС. При работе известного устройства в .режиме прогрева выхлопные газы из ГТД через распределитель, заслонку и впускной коллектор направляются в цилиндры ДВС и в кожух снаружи цилиндров, а запуск осуществляется путем наполнения гидромуфты маслом и посте. пенной раскрутки вала ДВС от вала

ГТД. После запуска масло иэ гидромуфты сливают, отключают подачу топлива в камеру сгорания, а распределитель н заслонку устанавливают в положения, обеспечивающие работу турбокомпрессора в режиме надцува (1).

Одним из недостатков известного устройства является низкая эффективность предпускового прогрева в случае его применения на двигателях с жидкостным охлаждением. Это связано с невозможностью прогрева всей охлаждающей двигатель жидкости ввиду отсутствия ее принудительной циркуляции и, кроме того, относительно малой поверхности теплообмена.

Другой недостаток состоит в низкой эффективности процесса запуска

ДВС, так как используемый для запуска одновальный ГТД с гидромуфтой имеет неудовлетворительную тяговую характеристику, не обеспечивающую повышения крутящего момента при трогании и разгоне двигателя.

Цель изобретения — повышение эфЗО фективности прогрева и запуска при

937754 низких температурах двигателей внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в особенности ДВС с надцувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха в специальном воздухоох-. ладителе. 5

Поставленная цель, достигается тем, что в газопроводе размещен газовый водонагреватель, снабженный электроприводным насосом и сообщенный с системой охлаждения ДВС через обратный клапан, а пусковой ГТД снабжен свободной турбиной и соединенным с ее валом вспомогательным электрогенератором, выполненным с подвижным контактом, связанным с распределителем и обеспечивающим переключение питания электропривода насоса и силового генератора, причем распределитель и заслонка соединены кинематической. связью для синхронного их перемещения. Кроме того, для ускорения прогрева путем дополнительного увеличения поверхности теплообмена в охладителе наддувочного воздуха размещены трубопроводы системы охлаждения

ДВС, а заслонка установлена перед охладителем.

На фиг.l дана схема устройства для прогрева и запуска двигателя внутреннего сгорания, на фиг.2— схема управления устройства для прогрева и запуска ДВС, Устройство содержит пусковой ГТД 1, предназначенный для прогрева и запуска ДВС 2, соединенного с силовым электрогенератором 3 и снабженного возду-35 ховпускным коллектором 4 с установленными в нем наддувочным компрессором 5 и охладителем б наддувочного воздуха. Пусковой ГТД 1 содержит свободную турбину 7, выхлопной патрубок

8, который сообщен с коллектором 4 при помощи газопровода 9, сообщаемого с коллектором 4 посредством заслонки 10 для их поочередного перекрытия. Между патрубком 8 и газопроводом45

9 установлен распределитель 11 для поочередного сообщения патрубка 8 с коллектором 4 и атмосферой. В газопроводе 9 помещен газожидкостной теплообменник 12, сообщенный с трубопро-. водами 13 системы охлаждения ДВС при помощи электроприводного насоса 14 и обратного клапана 15.

С валом свободной турбины 7 соединен вспомогательный электрогенератор 16, поочередно подключаемый к электроприводу насоса 14 и к силовому электрогенератору 3 посредством подвижного контакта 17, связанного с распределителем 11 и заслонкой 10, например, кинематической связью, обес- 60 печивающей их синхронное перемещение.

Пусковой ГТД 1 содержит турбокомпрессор 18 (фиг.2),соединенный элек тростартером 19 через обгонную .муфту 20, и топливный насос 21 для по-. дачи топлива в камеру 22 сгорания.

Регулирование производительности насоса 21 осуществляется рукояткой 23, а его отключение — краном 24, управляемым, например, от регулятора 25, соединенного с валом ДВС 2. Рукоятка

23 имеет два положения, одно из которых ($) соответствует режиму прогрева

ДВС, а другое (И ) режиму его запуска

Устройство содержит также электроаккумулятор 26 для пуска ГТД 1, подключаемый к электростартеру 19 кнопкой

27, привод распределителя 11, выполненный, например, в виде тягового электромагнитного реле 28, и электрические цепи 29 — 31, снабженные полупроводниковыми вентилями 32 и разъединителем 33, связанным с рукояткой

23. Кроме того, в газопроводе 9 (фиг.l) установлены дроссель 34 для регулирования мощности свободной турбины 7 и кран 35 для перепуска выхлопных газов из теплообменника 12 непосредственно в атмосферу в случае использования предлагаемого устройства для прогрева четырехтактных ДВС, в которых отсутствует период одновременного открытия впускных и выпускных клапанов.

Устройство работает следующим образом.

Для осуществления режима предпускового прогрева ДВС рукоятка 23 (фиг.2) устанавливается в положение

1. При этом разъединитель 33 замыкает контактные цепи 31, и ток от злектроаккумулятора 26 подается на тяговое реле 28, которое перемещает распределитель 11 и связанные с ним заслонку 10 и контакт 17 в положения, обозначенные на чертежах сплощными линиями. Затем с помощью кнопки 27 включается в работу электростартер 19, от которого производится запуск ГТД 1.

При работе устройства в режиме прогрева ток от вспомогательного электрогенератора 16, приводимого во вращение свободной турбиной 7, по цепи 31 подводится к тяговому реле 28, удерживая его в показанном на фиг.2 положении, и, кроме того, через контакт

17 по цепи 29 — к электроприводу насоса 14, который осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через теплообменник 12 (фиг.l). Нагрев жидкости в теплообменнике 12 обеспечивается теплом поступающих в него из пускового ГТД 1 выхлопных газов, которые затем подводятся через впускной коллектор 4 в цилиндры ДВС 2, откуда отводятся в атмосферу. Для ускорения прогрева охлаждающей жидкости поверхность теплообмена между жидкостью и газами может быть дополнительно увеличена эа счет использования поверхности охладителя б наддувочного воздуха. Это достигается, во-первых, путем установки заслонки 10, предназна937754 ченной для подключения газопровода к коллектору 4 непосредственно перед охладителем 6, и, во-вторых, сообщением жидкостного контура охладителя с системой охлаждения двигателя (фиг.l) . 5

Режим запуска ДВС обеспечивается путем перевода рукоятки 23 (фиг,2) в пу ковое положение II . При этом увеличивается подача топлива в камеру

22 сгорания, и. разъединитель 33 размыкает цепь 31, вследствие чего тяговое реле 28 обесточивается, Под действием возвратной пружины сердечник реле 28 перемещается влево, переставляя распределитель 11, заслонку 10 и контакт 17 в положения, обозначенные пунктиром. При этом выхлопные газы пускового ГТД 1 из патрубка 8 направляются в атмосферу, минуя теплообменник 12 и ДВС 2, впускной коллектор 4 сообщается с наддувочным компрессором 5, а ток вспомогательного электрогенератора 16 через контакт 17 и вентили 32 подводится к пусковым обмоткам силового электрогенератора

3, работающего при запуске ДВС в режиме электродвигателя.

Благодаря уменьшению гидравлического сопротивления газовыпускного тракта ГТД 1 и увеличению подачи топлива в его камеру 22, мощность вспомогательного электрогенератора 16 резко возрастает до величины, достаточной для раскрутки и запуска ДВС 2.

После запуска и выхода ДВС на режим устойчивого холостого хода регулятор 35

25 (фиг.2) перекрывает кран 24, от ключая подачу топлива в пусковой

ГТД 1, в результате чего последний останавливается.

Предлагаемое устройство позволяет 4р увеличить поверхность теплообмена путем использования добавочного теплообменника и поверхности воздухоохладителя, интенсифицировать процесс теплопередачи за счет введения при- 4 нудительной циркуляции. охлаждающей жидкости и, кроме того, поднять кру- . тящий момент на валу ДВС при его трогании с места и разгона, т.е. повысить эффективность прогрева и запуска.

Формула изобретения

Устройство для прогрева и запуска двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с жидкостной системой охлаждения, содержащее пусковой газотурбинный двигатель (ГТД) с выхлопным патрубком, в котором установлен распределитель для поочередного его сообщения с атмосферой и газовпускным коллектором ДВС, снабженным охладителем наддуйб ЛГого воздуха, силовой электрогенератор, соединенный.с валом ДВС, и газопровод с заслонкой, размещенный между распределителем и коллектором ДВС, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности прогрева и запуска при низких температурах, в газопрово де размещен газовый водонагреватель, снабженный электроприводным насосом и сообщенный с системой охлаждения

ДВС через обратный клапан, а пусковой ГТД снабжен свободной турбиной и соединенным с ее валом вспомогательным электрогенератором, выполненным с подвижным контактом, связанным с распределителем и обеспе чивающим переключение питания электропривода насоса и силового генератора, причем распределитель и заслонка соединены кинематической связью для синхронного их перемещения.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в охладителе наддувочного воздуха размещены трубопроводы системы охлаждения ДВС, а заслонка установлена перед охладителем.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 270393, кл., F 02) N 17/04, 1970.