RU31611U1 - Комбинированный двигатель - Google Patents

Description

Комбинированный двнгатсль

Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть иснользовано для более полного иснользевания энфгии тошшва, (жигаемого в норшневых ДВС.

Известны 1сомбишфова1шые двигатели, состояпще из поршневого две и двигателя с внешним подводом теплоты для утилизации теплоты его отработавших газов.

Комбшпцюванный двигатель корпорации Термо-Электрон (Bode D. The latest on organic Etankme bottoming cycle // Disel aad Gas Turbine Prc gress, 1980. - № 6. - P. 74-81) состоит из дизеля и паровой установки, работающей по циклу Ренкина, которая утилизирует теплоту отработавших газов дизеля. Паровая установка включает подкачивающий насос, подогреватель, n porenqparop, расширительную машину и конденсатор. В установке циркулирует свое рабочее тело. Подкачивающим насосом оно в жидком состоянии нагфавляется в подогреватель и запгем в шфогенератор, где благодаря теплоте, получеиной от отработавших газов дизеля, жидкость исн яется. П тфиводит в действие расширительную машину, связанную редуктором с коленчатым валом дизеля.

2003103556

НШИПИШИНШШР.

2 О СИ1,Лу..1 о 3 S 5 6

F02G5/02

Недостатком этой конструкщш являются сложность конструкции, а также большие габариты и масса установки, превосходящие соспгветствуювще показатели поршневого ДВС.

Известен также комбинированный тепловой двигатель, составленный из две и присоединенного к нему двигателя Стирлиюга, утилизирующего теплоту отработавших газов ДВС (Лев Ю.Б., Юнда Ю.Д. Эксендер // Исследование поршневых двигателей. - Ангарск: Изд-во. ЖЩ. 1971. - С, 7-10.). В таком комбинированном двигателе стработавшие газы ДВС нагревают головку двигателя Стирлинга, который вырабатывает дополнительную механическую энергию, передаваемую с помошью редуктора на коленчатый вал ДВС.

Недостатками этого двигателя являются:

1,Высокая стоимость вследствие необходимости применения дорогостоящих высоколегированных сплавов для изготовления деталей и узлов двигателя Стирлинга, подв ргаюищхся постоянному воздействию высокого давления во внутренней полости и высокой температуры в теплообменниках.

2.Увеличенные размфы системы охлаждения, так как двигатель Стщишига является системой закрытого типа и вся теплота, которую необходимо отводить от рабочего тела отводиться только через систему

охлаждения. В результате охлаждающая поверхность радулг ора должна быть в 2-2,5 раза больше, чем в поршневом ДВС.

3. Необходимость использования в качестве рабочего тела двигателя С1:щ линга гелия или водорода для получения высокого КПД.

коЕютрукции двигателя является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и принята за протсггин.

Задачей предложения является повышение эффективности комбинированного двигателя.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в комбинированном дэигателе, содержащем поршневой ДВС и двигатель, утшшзирукщий теплоту отработавших газов ДВС, последний представляет собой двухтактный поршневой двигатель, в который поступают отработавшие газы ДВС, сжимаются и в цшшндфы щюизводитх я впрыскивание воды через форсунки с последующим ее испарением и расппфением, причем в кафггфе и щишщфах угалшационного двигателя размещены поршни и кривошипно-шаггунный механизм, а такяж имеются впускные и вьшускные коллекторы, которые обеспечивают периодическую смену рабсгаего тела, причем отработавпше газы ДВС, температура которых существенно изменяете в зависимости от режима его работы, перед поступлением в утилизационный двигатель проходят через тепловой аккумулятор, где темпфатура этих газов стабилизируется.

Аналю предлагаемого решения и швестных позволяет сделать вывод о его соответствш условиянд патентоспособности полезной модели.

Предложение поясняется рисунком (фиг. I), где изображено принцшшальное устройство комбинированного двигателя.

Пред1гагаемый комбинированный двигатель содержит: поршневой две I и утилизационный двигагель 2, содержапщй картер 3, блок цилиндров 4, в которых перемешаются поршни 5 с кривошшшошатунным механизмом 6, а также: форсунки 7, через которые производится впрыскивание воды, поступаюшей через трубопроводы 8 из бака 9. С одной стороны блока цилицщюв 4 имеется впускной коллектор 10 утилизационного двигателя 2, соединенный с выпускным коллектором 11 две I. С другой стороны блока цилипщюв 4 имеется выпускной коллектор 12 утилизационного двигателя 2 для выпуска отработавшего рабочего тела в атмосферу, причем коленчатый вал 13 ДВС 1 и коленчаТЕШ вал 14 утилизационного двигателя 2 соединены с помощью шестеренчэтого редуктора 15 с гидровлуфтой 16. Между выпускным коллектором 11 две 1 и впускным коллектором 10 утилизационного двигателя 2 размешается тепловой аккумулятор 17, стабилизируюпщй темпершуру отработавших газов ДВС 1 перед их поступлением в утилизационный двигатель 2 при работе ДВС 1 на переменных режимах.

Предлагаемый комбинированный двигатель работает следующим образом.

Когда поршни 5 в каждый в своем цшгацдре блока цилицдров 4 утилизационного двигателя 2 находятся вблизи нижней мертвой точки, €пр;9ботавшие газы поршневого ДВС I по выпускному коллектору 11, Ецюйдя предварительно черш тепловой аккумулятор 17, по впускному колжектору 10 через впускные окна в стенке щшшздров попадают в них, где при перемещении поршней 5 от нижней мертвой точки к верхней под воздействием кривопгашюгшатунного механизма 6 сжимаются и 1«мперапгура су1цественно шжь1щается. При приближении поршней 5 к верхней мертвой точке через форсунки 7 в цилиндры производится впрыскивание вода, поступающей по трубопр юдам из бшса 9, вследствие чего цроисходит ингенсивное шфоофазование. Hasp расширяется, производя работу. Получаемая работа с помош1ью шестеренчатого редуктора 15 с ги дфомуфюй 16 передается на коленчатый вал 13 поршневого ДВС 1. Гфи подходе поршпей 5 в процессе расширения к нижней мертвой точке открываются выпускные окна в нижней части цилинщюв, ржшшривпгайся п начнет выходаггь из цилиндров в выпускной коллектор 12 угилизациошюго двигателя 2 и замещаться отработавшими газами поршневого ДВС 1, поступающим через выпускной коллектсф 11 шфшневого ДВС1, тепловой аккумулятор 17 и впускной

коллектор 10 утилизационного двигателя 2. Поступившие в надпоршневое пространство отработавшие газы прод1 ают цилиндр и ::)аполня1от его свежим зарздом. Затем описанный рабояозй цикл в утилизационном двигателе 2 повторяется.

По qjaBEiCHHro с прототипоя предлагаемый комбинированный двигатель:

1.Имеет меньшую стоимость, так как:

а) не требует применения дорогостоящих высоколегированных сплавов для изготовления деталей и узлов, потому чк они не подвергаются воздействию высоких давлений и тешзерапгур;

использует в качестве рабочего тела отработавшие газы поршневого две и обычную воду.

2.Проще по конструкции, имеет меньшую массу и габгфиты, так как ве требует организации охлаждения.

Claims (1)

1. Комбинированный двигатель, содержащий соединенные с помощью шестеренчатого редуктора и гидромуфты поршневой ДВС и утилизационный двигатель с кривошипно-шатунным механизмом, размещенный в блоке цилиндров и картере, со сжатием рабочего тела и последующим расширением его в надпоршневом пространстве, отличающийся тем, что утилизационный двигатель снабжен форсунками для впрыскивания воды в цилиндры, емкостью и трубопроводом для подвода воды к форсункам, причем блок цилиндров имеет впускной коллектор, соединенный посредством теплового аккумулятора с выпускным коллектором поршневого ДВС и выпускным коллектором для выпуска отработавшего рабочего тела в атмосферу, а утилизационный двигатель выполнен двухтактным.