RU2716792C1 - Engine pneumatic starting system - Google Patents

Engine pneumatic starting system Download PDF

Info

Publication number
RU2716792C1
RU2716792C1 RU2019109176A RU2019109176A RU2716792C1 RU 2716792 C1 RU2716792 C1 RU 2716792C1 RU 2019109176 A RU2019109176 A RU 2019109176A RU 2019109176 A RU2019109176 A RU 2019109176A RU 2716792 C1 RU2716792 C1 RU 2716792C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
air distributor
air
cylinder
drive shaft
Prior art date
Application number
RU2019109176A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Лапушкин
Станислав Владимирович Люгай
Игорь Владимирович Федотов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ"
Priority to RU2019109176A priority Critical patent/RU2716792C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2716792C1 publication Critical patent/RU2716792C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N9/00—Starting of engines by supplying auxiliary pressure fluid to their working chambers
    • F02N9/04—Starting of engines by supplying auxiliary pressure fluid to their working chambers the pressure fluid being generated otherwise, e.g. by compressing air

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: engine pneumatic starting system relates to machine building, particularly, to engine building, and can be used for start-up of diesel generators, on objects for field preparation of natural gas, for its underground storage, for low-capacity production of LNG. System includes an air distributor equipped with a drive shaft, a cylinder with compressed air, a cylinder with compressed hydrogen and a reducer through which the drive shaft of the air distributor is kinematically connected to the engine shaft, inside the air distributor housing there are the first and second face plates, as well as distributing element having central hole for the air distributor drive shaft. First face plate is located from above distributing element and contains one vertical through channel. Second chuck plate is fixed on the drive shaft at the bottom of the distribution element and is equipped with a through central hole for the drive shaft. Distributing element is equipped with vertical through channels, each of which is connected to one of outlet pipelines of air distributor, connected through start-up valve to one of cylinders of engine. In the second faceplate there are through vertical channels the axes of which coincide with axes of vertical through channels of the distribution element when these channels are aligned. Upper part of air distributor is connected to pipeline supplying compressed air, and lower part of air distributor is connected to pipeline supplying compressed hydrogen. Cylinder with compressed air is connected through first reduction valve with pipeline supplying compressed air into air distributor, and cylinder with compressed hydrogen is connected via second reduction valve with pipeline supplying compressed hydrogen into air distributor at beginning of compression stroke in engine cylinder.
EFFECT: higher efficiency of engine pneumatic engine.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть применено для запуска дизель-генераторов, на объектах промысловой подготовки природного газа, его подземного хранения, малотоннажного производства сжиженного природного газа (СПГ) и других объектах, требующих бесперебойного снабжения электроэнергией.The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, and can be used to start diesel generators, at field facilities for the preparation of natural gas, its underground storage, small-tonnage production of liquefied natural gas (LNG) and other facilities requiring an uninterrupted supply of electricity.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является силовая установка с мощными дизель-генераторами, выполняемыми с турбонаддувом, где в качестве основного средства пуска применяется система пуска сжатым воздухом. Принцип его действия заключается в подаче сжатого воздуха в цилиндры двигателя во время тактов рабочего хода. При пуске двигателя сжатый воздух из баллонов поступает в воздухораспределитель, проходя через кран-редуктор, который ограничивает давление воздуха, регистрируемое манометром. Планшайба воздухораспределителя, имеющая отверстия для прохода воздуха, вращается синхронно с коленчатым валом двигателя и во время тактов рабочего хода направляет воздух в соответствующие цилиндры через пусковые клапаны, которые открываются под действием давления сжатого воздуха, преодолевая усилие пружины. Попадая в цилиндр, воздух давит на поршень и тем самым проворачивает коленчатый вал. Подача сжатого воздуха осуществляется до тех пор, пока не произойдет пуск двигателя. Во время работы двигателя баллоны подкачиваются с помощью компрессора. (http://ustroistvo-avtomobilya.ru/dvigatel/sistemv-podogreva-puska- dvigatelya-i-vy-puska-otrabotavshih-gazov/. а также: Гогин А.Ф., Кивалкин Е.Ф., Богданов А.А. Судовые дизели 1988 г., 432 с., С. 224-232).The closest analogue of the claimed invention is a power plant with powerful diesel generators, performed with a turbocharger, where as the main means of starting, a compressed air starting system is used. The principle of its action is to supply compressed air to the engine cylinders during the strokes of the stroke. When the engine starts, compressed air from the cylinders enters the air distributor, passing through a pressure reducer, which limits the air pressure recorded by the pressure gauge. The plate of the air distributor, which has openings for the passage of air, rotates synchronously with the crankshaft of the engine and during the strokes of the stroke directs air to the respective cylinders through the start valves, which open under the action of compressed air pressure, overcoming the spring force. Once in the cylinder, air presses on the piston and thereby rotates the crankshaft. Compressed air is supplied until the engine starts. During engine operation, the cylinders are pumped up using a compressor. (http://ustroistvo-avtomobilya.ru/dvigatel/sistemv-podogreva-puska- dvigatelya-i-vy-puska-otrabotavshih-gazov /. and also: Gogin A.F., Kivalkin E.F., Bogdanov A. A. Marine diesel engines 1988, 432 S., S. 224-232).

Нормативной продолжительности выхода на 100%-ю нагрузку можно достичь при обеспечении надежного воспламенения топлива в цилиндре двигателя и максимально полном его сгорании.The standard duration of the output at 100% load can be achieved while ensuring reliable ignition of the fuel in the engine cylinder and its maximum combustion.

Условия воспламенения и сгорания дизельного топлива в цилиндре двигателя с турбонаддувом при пуске хуже, чем при работе прогретого двигателя. Во-первых, при низких температурах хуже условия воспламенения и сгорания топлива. Во-вторых, за счет инерционности турбокомпрессора давление воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, ниже, чем у прогретого двигателя. Поэтому давление и температура воздушного заряда в цилиндре двигателя в конце сжатия в момент впрыска топлива ниже, чем при работе прогретого двигателя. Это приводит к задержке воспламенения топлива и его более медленному и неполному сгоранию, и, как следствие, к затягиванию процессов пуска, разгона коленчатого вала и выхода на 100%-ю нагрузку.The conditions of ignition and combustion of diesel fuel in a cylinder of a turbocharged engine during start-up are worse than when a warm engine is running. Firstly, at low temperatures the conditions of ignition and combustion of fuel are worse. Secondly, due to the inertia of the turbocharger, the pressure of the air entering the engine cylinders is lower than that of a heated engine. Therefore, the pressure and temperature of the air charge in the engine cylinder at the end of compression at the time of fuel injection is lower than when the engine is warm. This leads to a delay in the ignition of the fuel and its slower and incomplete combustion, and, as a result, to delaying the processes of starting, accelerating the crankshaft and reaching 100% load.

Недостатком упомянутого выше технического решения является низкая эффективность работы системы пуска двигателя, т.к. для того, чтобы выйти на номинальную нагрузку, требуется достаточно много времени.The disadvantage of the above technical solution is the low efficiency of the engine starting system, as in order to reach the rated load, a lot of time is required.

Задачей заявленного изобретения является создание эффективной системы пневмопуска двигателя.The objective of the claimed invention is the creation of an effective engine air start system.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности работы системы пневмопуска двигателя за счет сокращения времени выхода резервного двигателя на 100%-ю нагрузку.The technical result of the claimed invention is to increase the efficiency of the engine air start system by reducing the output time of the backup engine to 100% load.

Технический результат обеспечивается тем, что система пневмопуска двигателя, содержащего снабженные пусковыми клапанами цилиндры, включает в себя воздухораспределитель, снабженный приводным валом, баллон с сжатым воздухом, баллон с сжатым водородом и редуктор, через который приводной вал воздухораспределителя кинематически связан с валом двигателя, внутри корпуса воздухораспределителя расположены первая и вторая планшайбы, а также распределительный элемент, имеющий центральное отверстие для приводного вала воздухораспределителя, причем в первой планшайбе выполнен один вертикальный сквозной канал, при этом первая планшайба расположена сверху распределительного элемента и жестко скреплена с концом приводного вала воздухораспределителя, во второй планшайбе выполнено сквозное центральное отверстие для приводного вала, при этом вторая планшайба закреплена на приводном валу снизу распределительного элемента, который снабжен вертикальными сквозными каналами, каждый из которых соединен с одним из отводящих трубопроводов воздухораспределителя, соединенным через пусковой клапан с одним из цилиндров двигателя, во второй планшайбе выполнены сквозные вертикальные каналы, причем вертикальные сквозные каналы распределительного элемента и вертикальные сквозные каналы второй планшайбы расположены таким образом, что при совмещении этих каналов их оси совпадают, верхняя часть воздухораспределителя соединена с трубопроводом, подводящим сжатый воздух, а нижняя часть воздухораспределителя соединена с трубопроводом, подводящим сжатый водород, и, кроме того, баллон с сжатым воздухом соединен через первый кран-редуктор с трубопроводом, подводящим сжатый воздух в воздухораспределитель, а баллон с сжатым водородом соединен через второй кран-редуктор с трубопроводом, подводящим сжатый водород в воздухораспределитель в начале такта сжатия в цилиндре двигателя.The technical result is ensured by the fact that the pneumatic start system of the engine containing the cylinders equipped with start valves includes an air distributor equipped with a drive shaft, a compressed air cylinder, a compressed hydrogen cylinder and a gearbox through which the air distribution drive shaft is kinematically connected with the engine shaft, inside the housing the first and second faceplates, as well as the distribution element having a central hole for the drive shaft of the air distributor, are arranged moreover, in the first faceplate there is one vertical through-channel, while the first faceplate is located on top of the distribution element and rigidly bonded to the end of the drive shaft of the air distributor, in the second faceplate there is a through central hole for the drive shaft, while the second faceplate is mounted on the drive shaft from the bottom of the distribution element, which is equipped with vertical through channels, each of which is connected to one of the outlet pipes of the air distributor, connected through an acceleration valve with one of the engine cylinders, through the vertical channels are made in the second faceplate, and the vertical through channels of the distribution element and the vertical through channels of the second faceplate are located so that when these channels are aligned their axes coincide, the upper part of the air distributor is connected to the pipeline supplying the compressed air, and the lower part of the air distributor is connected to the pipeline supplying compressed hydrogen, and, in addition, the cylinder with compressed air is connected through the first a crane valve with a pipeline supplying compressed air to the air distributor, and a cylinder with compressed hydrogen is connected through a second crane valve to a pipeline supplying compressed hydrogen to the air distributor at the beginning of the compression stroke in the engine cylinder.

Сокращение времени выхода резервного двигателя на 100%-ю нагрузку обеспечивается за счет улучшения воспламенения и сгорания топлива путем подачи в цилиндры двигателя водорода.Reducing the time for the backup engine to reach 100% load is achieved by improving ignition and fuel combustion by supplying hydrogen to the engine cylinders.

Заявленное изобретение поясняется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показана система пневмопуска двигателя.In FIG. 1 shows a pneumatic engine start system.

На фиг. 2 показана диаграмма изменения давления в цилиндрах двигателя по углу поворота коленчатого вала двигателя при подаче сжатого воздуха.In FIG. 2 shows a diagram of the pressure changes in the engine cylinders by the angle of rotation of the crankshaft of the engine when compressed air is supplied.

На фиг. 3 показана диаграмма изменения давления в цилиндрах двигателя по углу поворота коленчатого вала двигателя при подаче водорода.In FIG. Figure 3 shows a diagram of the change in pressure in the engine cylinders by the angle of rotation of the crankshaft of the engine when hydrogen is supplied.

На фиг. 1 отображены: двигатель 1 и система его пневмопуска, содержащая такие элементы, как пусковой клапан 2 цилиндра двигателя 1, возвратная пружина 3 пускового клапана 2, корпус воздухораспределителя 4, распределительный элемент 5 воздухораспределителя, первая планшайба 6 воздухораспределителя 4, вторая планшайба 7 воздухораспределителя 4, баллон 8 с сжатым воздухом, первый кран-редуктор 9, баллон 10 с сжатым водородом, второй кран-редуктор 11, редуктор 12, приводной вал 13 воздухораспределителя 4, трубопровод 14, отводящий сжатый водород из баллона 10, трубопровод 15, подводящий сжатый водород в воздухораспределитель 4, трубопровод 16, отводящий сжатый воздух из баллона 8, трубопровод 17, подводящий сжатый воздух в воздухораспределитель 4, первый отводящий трубопровод 18 воздухораспределителя 4 и второй отводящий трубопровод 19 воздухораспределителя 4.In FIG. 1 shows: engine 1 and its pneumatic start system, containing elements such as start valve 2 of engine cylinder 1, return spring 3 of start valve 2, air distributor body 4, air distributor 5, first faceplate 6 of air distributor 4, second faceplate 7 of air distributor 4, a cylinder 8 with compressed air, the first crane-reducer 9, a cylinder 10 with compressed hydrogen, a second crane-reducer 11, a reducer 12, a drive shaft 13 of the air distributor 4, a pipe 14, discharge compressed hydrogen from the cylinder 10, pipes a wire 15 supplying compressed hydrogen to the air distributor 4, a pipe 16, exhausting compressed air from the cylinder 8, a pipe 17, supplying compressed air to the air distributor 4, a first exhaust pipe 18 of the air distributor 4 and a second exhaust pipe 19 of the air distributor 4.

Здесь необходимо отметить то, что количество отводящих трубопроводов, которыми снабжен воздухораспределитель 4, не ограничивается первым 18 и вторым 19 отводящими трубопроводами, как показано на чертеже. Количество отводящих трубопроводов соответствует количеству цилиндров дизельного двигателя, пуск которого осуществляет предложенная система пневмопуска.It should be noted here that the number of outlet pipelines with which the air distributor 4 is provided is not limited to the first 18 and second 19 outlet pipelines, as shown in the drawing. The number of discharge pipelines corresponds to the number of cylinders of the diesel engine, which is launched by the proposed pneumatic start system.

Каждый из цилиндров дизельного двигателя 1 снабжен пусковым клапаном 2 с возвратной пружиной 3.Each of the cylinders of the diesel engine 1 is equipped with a start valve 2 with a return spring 3.

Внутри корпуса воздухораспределителя 4 расположен распределительный элемент 5, имеющий центральное отверстие для приводного вала 13. Распределительный элемент 5 делит корпус воздухораспределителя 4 на верхнюю часть и нижнюю часть.A distribution element 5 is disposed inside the housing of the air distributor 4, having a central hole for the drive shaft 13. The distribution element 5 divides the housing of the air distributor 4 into an upper part and a lower part.

Также внутри корпуса воздухораспределителя 4 расположены первая планшайба 6 и вторая планшайба 7. Причем первая планшайба 6 расположена сверху распределительного элемента 5 в верхней части корпуса воздухораспределителя 4 и жестко закреплена на конце приводного вала 13. В первой планшайбе 6 выполнен один вертикальный сквозной канал.Also inside the housing of the air diffuser 4 are the first faceplate 6 and the second faceplate 7. Moreover, the first faceplate 6 is located on top of the distribution element 5 in the upper part of the body of the air distributor 4 and is rigidly fixed to the end of the drive shaft 13. In the first faceplate 6 there is one vertical through channel.

Вторая планшайба 7 расположена в нижней части корпуса воздухораспределителя 4. Во второй планшайбе 7 выполнено сквозное центральное отверстие для вала 13, на котором планшайба 7 закреплена.The second faceplate 7 is located in the lower part of the air distributor housing 4. In the second faceplate 7, a through central hole is made for the shaft 13, on which the faceplate 7 is fixed.

Распределительный элемент 5 снабжен вертикальными сквозными каналами, каждый из которых соединен с одним из отводящих трубопроводов 18 или 19, соединенным через пусковой клапан 2 с одним из цилиндров двигателя 1.The distribution element 5 is provided with vertical through channels, each of which is connected to one of the outlet pipelines 18 or 19, connected through a start valve 2 to one of the cylinders of the engine 1.

Во второй планшайбе 7 также выполнены сквозные вертикальные каналы, количество которых равно количеству вертикальных сквозных каналов, выполненных в распределительном элементе 5, т.е. равно количеству цилиндров двигателя 1. Вертикальные сквозные каналы распределительного элемента 5 и вертикальные сквозные каналы второй планшайбы 7 расположены таким образом, что при совмещении этих каналов их оси совпадают.The second faceplate 7 also has through vertical channels, the number of which is equal to the number of vertical through channels made in the distribution element 5, i.e. equal to the number of cylinders of the engine 1. The vertical through channels of the distribution element 5 and the vertical through channels of the second faceplate 7 are arranged so that when these channels are aligned, their axes coincide.

Верхняя полость воздухораспределителя 4 соединена с трубопроводом 17, подводящим сжатый воздух в воздухораспределитель 4 из баллона 8, а нижняя полость воздухораспределителя 4 соединена с трубопроводом 15, подводящим в воздухораспределитель 4 сжатый водород из баллона 10.The upper cavity of the air distributor 4 is connected to the pipe 17 supplying compressed air to the air distributor 4 from the cylinder 8, and the lower cavity of the air distributor 4 is connected to the pipeline 15 supplying compressed air to the air distributor 4 from the cylinder 10.

Баллон 8 со сжатым воздухом имеет выход, соединенный с отводящим сжатый воздух трубопроводом 16, который соединен через кран-редуктор 9 с трубопроводом 17, подводящим сжатый воздух в воздухораспределитель 4.The cylinder 8 with compressed air has an outlet connected to the exhaust pipe 16, which is connected through a valve gear 9 to the pipe 17, which supplies compressed air to the air distributor 4.

Баллон 10 со сжатым водородом имеет выход, соединенный с отводящим сжатый водород трубопроводом 14, который в свою очередь соединен через кран-редуктор 11 с трубопроводом 15, подводящим сжатый водород в воздухораспределитель 4.The compressed hydrogen cylinder 10 has an outlet connected to a compressed hydrogen discharge pipe 14, which, in turn, is connected through a pressure reducing valve 11 to a pipe 15 that supplies the compressed hydrogen to the air distributor 4.

Приводной вал 13 воздухораспределителя 4 кинематически связан через редуктор 12 с валом двигателя 1 и, следовательно, закрепленные на приводном валу 13 первая планшайба 6 и вторая планшайба 7 также кинематически связаны через редуктор 12 с валом двигателя 1.The drive shaft 13 of the air distributor 4 is kinematically connected through the gearbox 12 to the motor shaft 1 and, therefore, the first faceplate 6 and the second faceplate 7 mounted on the drive shaft 13 are also kinematically connected through the gearbox 12 to the motor shaft 1.

Редуктор 12 представляет собой механизм, который состоит из зубчатых или червячных передач и служит для передачи вращения от вала двигателя 1 к приводному валу 13 воздухораспределителя 4.The gearbox 12 is a mechanism that consists of gears or worm gears and serves to transmit rotation from the shaft of the engine 1 to the drive shaft 13 of the air distributor 4.

Работа системы пневмопуска двигателя осуществляется следующим образом.The operation of the engine air start system is as follows.

Подача сжатого воздуха в цилиндр двигателя 1 из баллона 8 воздухораспределителем 4 осуществляется при положении поршня двигателя 1 после верхней мертвой точки - ВМТ (фиг. 3).The supply of compressed air to the cylinder of the engine 1 from the cylinder 8 by the air distributor 4 is carried out at the position of the piston of the engine 1 after the top dead center - TDC (Fig. 3).

В начале работы системы пневмопуска двигателя открывают вентиль баллона 8 и сжатый воздух из него под давлением поступает через трубопровод 16, отводящий сжатый воздух в кран-редуктор 9, где его давление снижается.At the beginning of the operation of the engine pneumatic start system, the cylinder valve 8 is opened and compressed air from it is supplied under pressure through a pipe 16, which exhausts compressed air to a pressure reducing valve 9, where its pressure decreases.

После крана-редуктора 9 сжатый воздух поступает в верхнюю полость воздухораспределителя 4, откуда поступает в сквозной вертикальный канал первой планшайбы 6 и далее поступает в один из сквозных вертикальных каналов распределительного элемента 5 и в первый отводящий трубопровод 18, из которого сжатый воздух подается в пусковой клапан 2 цилиндра двигателя 1, который находится в пусковом положении.After the crane gear 9, the compressed air enters the upper cavity of the air distributor 4, from where it enters the through vertical channel of the first faceplate 6 and then enters one of the through vertical channels of the distribution element 5 and into the first exhaust pipe 18, from which the compressed air is supplied to the start valve 2 cylinder engine 1, which is in the starting position.

Сжатый воздух попадает через пусковой клапан 2 в цилиндр двигателя 1, обеспечивая раскрутку коленчатого вала двигателя. В такте расширения попадая в цилиндр, сжатый воздух давит на поршень и тем самым проворачивает коленчатый вал.Compressed air enters through the start valve 2 into the cylinder of the engine 1, ensuring the promotion of the crankshaft of the engine. In the expansion stroke, falling into the cylinder, compressed air presses on the piston and thereby rotates the crankshaft.

Воздухораспределитель 4 предназначен для распределения сжатого воздуха между цилиндрами в соответствии с порядком их работы. Одновременно с коленчатый валом двигателя 1 проворачивается и приводной вал 13 воздухораспределителя 4. При вращении вала двигателя 1 редуктор 12 при помощи кинематической передачи осуществляет вращение вала 13, при этом проворачивается закрепленная на нем первая планшайба 6, которая вращается синхронно с коленчатым валом двигателя 1 и во время тактов рабочего хода направляет сжатый воздух в соответствующие цилиндры двигателя 1. Выполненный в первой планшайбе 6 вертикальный сквозной канал, при повороте последовательно сообщается с каждым из вертикальных сквозных каналов, выполненных в распределительном элементе 5. Пусковые клапаны 2 открываются под действием давления сжатого воздуха, преодолевая усилие возвратной пружины 3, осуществляя подачу сжатого воздуха в цилиндры двигателя 1 в соответствии с порядком их работы.The air distributor 4 is designed to distribute compressed air between the cylinders in accordance with the order of their operation. Simultaneously with the crankshaft of the engine 1, the drive shaft 13 of the air distributor 4 is rotated. When the shaft of the engine 1 is rotated, the gearbox 12 rotates the shaft 13 by means of a kinematic transmission, while the first faceplate 6, which rotates synchronously with the crankshaft of the engine 1 and rotates, rotates the stroke time of the working stroke directs the compressed air to the corresponding cylinders of the engine 1. The vertical through channel made in the first faceplate 6, in turn communicates with each through vertical channels formed in the distributor element 5. Starting valves 2 are open under the action of air pressure, overcoming the force of the return spring 3, carrying off compressed air to the cylinders of the engine 1 in accordance with their operation order.

В начале такта сжатия в цилиндре двигателя 1 (после прохождения нижней мертвой точки - НМТ), для улучшения воспламенения и сгорания топлива в цилиндры двигателя 1 подается водород из баллона 10.At the beginning of the compression stroke in the cylinder of engine 1 (after passing the bottom dead center - BDC), to improve the ignition and combustion of fuel, hydrogen is supplied from the cylinder 10 to the cylinders of the engine 1.

Открывают вентиль баллона 10 и сжатый водород из него поступает через трубопровод 14, отводящий сжатый водород в кран-редуктор 11, где его давление снижается.The valve of the cylinder 10 is opened and the compressed hydrogen from it enters through a pipe 14, which discharges the compressed hydrogen to a pressure reducer 11, where its pressure decreases.

После крана-редуктора 11 сжатый водород по трубопроводу 15 поступает в нижнюю полость воздухораспределителя 4, откуда поступает в сквозные вертикальные каналы второй планшайбы 7 и далее поступает через сквозные вертикальные каналы распределительного элемента 5 во все отводящие трубопроводы 18, из которых сжатый водород подается во все пусковые клапаны 2 цилиндров двигателя 1. При достижении двигателем номинальной частоты вращения и выхода на 100%-ю нагрузку подача водорода отключается кран-редуктором 11.After the crane gear 11, compressed hydrogen through a pipe 15 enters the lower cavity of the air distributor 4, from where it enters the through vertical channels of the second faceplate 7 and then passes through the vertical vertical channels of the distribution element 5 to all the discharge pipes 18, from which the compressed hydrogen is supplied to all starting valves of 2 cylinders of engine 1. When the engine reaches the rated speed and reaches 100% load, the hydrogen supply is turned off by the crane gear 11.

Под действием сжатого воздуха поршень двигателя 1 двигается вниз, приводя во вращение вал двигателя 1. После нескольких оборотов вала двигателя 1 достигается пусковая частота и происходит пуск двигателя 1. Кран-редуктор 9 отключает подачу сжатого воздуха при достижении двигателем 1 пусковой частоты вращения.Under the action of compressed air, the piston of engine 1 moves down, causing the shaft of engine 1 to rotate. After several revolutions of the shaft of engine 1, the starting frequency is reached and the engine 1 starts. The crane 9 shuts off the supply of compressed air when engine 1 reaches the starting speed.

На фиг. 2 и фиг. 3 пунктиром показана виртуальная (исходная) диаграмма изменения давления в процессе сжатия-расширения без применения предлагаемой системы пневмопуска.In FIG. 2 and FIG. 3, the dotted line shows the virtual (initial) diagram of the pressure change during the compression-expansion process without using the proposed pneumatic start system.

Применение заявленного изобретения может найти применение на объектах промысловой подготовки природного газа, его подземного хранения, малотоннажного производства СПГ и других объектах, требующих бесперебойного снабжения электроэнергией, на которых применяются дизельные двигатели (резервные дизельгенераторы), которые должны пуститься, выйти на номинальную нагрузку (100%) и обеспечить выдачу электроэнергии в сеть в течение от 10 секунд (для маломощных) до 80 секунд и более для дизельгенераторов большой мощности.The application of the claimed invention can find application in objects of field preparation of natural gas, its underground storage, small-scale production of LNG and other facilities that require an uninterrupted supply of electricity, which use diesel engines (standby diesel generators), which must start up, reach the rated load (100% ) and ensure the supply of electricity to the network within 10 seconds (for low-power) to 80 seconds or more for high-power diesel generators.

Заявленное изобретение обеспечивает достижение нормативной продолжительности выхода на 100%-ю нагрузку при обеспечении надежного воспламенения топлива в цилиндре двигателя и максимально полном его сгорании.The claimed invention ensures the achievement of a standard duration of output at 100% load while ensuring reliable ignition of the fuel in the cylinder of the engine and its maximum combustion.

Предлагаемое техническое решение за счет улучшения воспламенения и сгорания топлива путем подачи в цилиндры двигателя водорода, (добавка которого даже в малых концентрациях улучшает воспламеняемость и полноту сгорания основного топлива), позволит сократить время выхода дизельгенератора на 100%-ю нагрузку.The proposed technical solution by improving the ignition and combustion of the fuel by supplying hydrogen to the cylinders of the engine (the addition of which even in small concentrations improves the flammability and completeness of combustion of the main fuel) will reduce the time of the diesel generator output by 100% load.

Claims (1)

Система пневмопуска двигателя, содержащего снабженные пусковыми клапанами цилиндры, которая включает в себя воздухораспределитель, снабженный приводным валом, баллон с сжатым воздухом, баллон с сжатым водородом и редуктор, через который приводной вал воздухораспределителя кинематически связан с валом двигателя, внутри корпуса воздухораспределителя расположены первая и вторая планшайбы, а также распределительный элемент, имеющий центральное отверстие для приводного вала воздухораспределителя, причем в первой планшайбе выполнен один вертикальный сквозной канал, при этом первая планшайба расположена сверху распределительного элемента и жестко скреплена с концом приводного вала воздухораспределителя, во второй планшайбе выполнено сквозное центральное отверстие для приводного вала, при этом вторая планшайба закреплена на приводном валу снизу распределительного элемента, который снабжен вертикальными сквозными каналами, каждый из которых соединен с одним из отводящих трубопроводов воздухораспределителя, соединенным через пусковой клапан с одним из цилиндров двигателя, во второй планшайбе выполнены сквозные вертикальные каналы, причем вертикальные сквозные каналы распределительного элемента и вертикальные сквозные каналы второй планшайбы расположены таким образом, что при совмещении этих каналов их оси совпадают, верхняя часть воздухораспределителя соединена с трубопроводом, подводящим сжатый воздух, а нижняя часть воздухораспределителя соединена с трубопроводом, подводящим сжатый водород, и, кроме того, баллон с сжатым воздухом соединен через первый кран-редуктор с трубопроводом, подводящим сжатый воздух в воздухораспределитель, а баллон с сжатым водородом соединен через второй кран-редуктор с трубопроводом, подводящим сжатый водород в воздухораспределитель в начале такта сжатия в цилиндре двигателя.A pneumatic engine start system containing cylinders equipped with start-up valves, which includes an air distributor equipped with a drive shaft, a compressed air cylinder, a compressed hydrogen cylinder and a gearbox through which the air distributor drive shaft is kinematically connected to the engine shaft, the first and second are located inside the air distributor faceplates, as well as a distribution element having a central hole for the drive shaft of the air distributor, and in the first faceplate there is one a vertical through channel, with the first faceplate located on top of the distribution element and rigidly fastened to the end of the drive shaft of the air distributor, the second faceplate has a through central hole for the drive shaft, while the second faceplate is mounted on the drive shaft from the bottom of the distribution element, which is equipped with vertical through channels , each of which is connected to one of the outlet pipes of the air distributor, connected through a start valve with one of the cylinder of the needle, in the second faceplate vertical through channels are made, the vertical through channels of the distribution element and the vertical through channels of the second faceplate are located so that when these channels are aligned, their axes coincide, the upper part of the air distributor is connected to the pipeline supplying compressed air, and the lower part of the air distributor connected to the pipeline supplying compressed hydrogen, and, in addition, the cylinder with compressed air is connected through the first crane-reducer to the pipeline, the supply conductive compressed air into the diffuser and the balloon with pressurized hydrogen is connected through a second valve gear with the pipeline, a supply compressed hydrogen in the diffuser at the beginning of the compression stroke in the cylinder.
RU2019109176A 2019-03-29 2019-03-29 Engine pneumatic starting system RU2716792C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019109176A RU2716792C1 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Engine pneumatic starting system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019109176A RU2716792C1 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Engine pneumatic starting system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2716792C1 true RU2716792C1 (en) 2020-03-16

Family

ID=69898809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019109176A RU2716792C1 (en) 2019-03-29 2019-03-29 Engine pneumatic starting system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2716792C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114687902A (en) * 2020-12-31 2022-07-01 Ip传输控股公司 System, method and electric power transmission system for starting engine
RU2780913C1 (en) * 2022-01-28 2022-10-04 Денис Викторович Шабалин Method and device for short-term forcing of tank power plant

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU169942A1 (en) *
RU2076048C1 (en) * 1988-03-21 1997-03-27 Акционерное общество открытого типа "Волгоградский тракторный завод" Vehicle engine-transmission plant
EP1256714A2 (en) * 2001-05-11 2002-11-13 Dolcetta Capuzzo, Cesare, Dott. Ing. Starter system for an internal combustion engine through compressed air
US7227274B2 (en) * 2005-07-14 2007-06-05 Berkson Bruce R Method for creating energy sources for a vehicle drive system
US20100100300A1 (en) * 2008-09-23 2010-04-22 Alexander Nelson Brooks Powerplant and related control system and method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU169942A1 (en) *
RU2076048C1 (en) * 1988-03-21 1997-03-27 Акционерное общество открытого типа "Волгоградский тракторный завод" Vehicle engine-transmission plant
EP1256714A2 (en) * 2001-05-11 2002-11-13 Dolcetta Capuzzo, Cesare, Dott. Ing. Starter system for an internal combustion engine through compressed air
US7227274B2 (en) * 2005-07-14 2007-06-05 Berkson Bruce R Method for creating energy sources for a vehicle drive system
US20100100300A1 (en) * 2008-09-23 2010-04-22 Alexander Nelson Brooks Powerplant and related control system and method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114687902A (en) * 2020-12-31 2022-07-01 Ip传输控股公司 System, method and electric power transmission system for starting engine
US11959450B2 (en) 2020-12-31 2024-04-16 Transportation Ip Holdings, Llc System and method for cranking an engine
RU2780913C1 (en) * 2022-01-28 2022-10-04 Денис Викторович Шабалин Method and device for short-term forcing of tank power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3918263A (en) Hydrogen-fueled internal-combustion and steam engine power plant
US4769988A (en) Compressed air generating system
US8613269B2 (en) Internal combustion engine with direct air injection
CN100363600C (en) Hydrogen engine
CN102725494B (en) Special homogeneous charge compression ignition engine
CN104295321A (en) Piston type air-powered engine system
RU2716792C1 (en) Engine pneumatic starting system
CN103266950A (en) Oil water fuel composite exhaust gas powered two-stroke engine
CN103233814A (en) Labor-saving engine
US5551233A (en) Thermal cycle for operation of a combustion engine
CN203939534U (en) The two-stroke steam engine circulatory system
CN108463621A (en) Internal combustion engine, the control device of internal combustion engine and method
RU2324830C1 (en) Free-piston gas generator of self-propelling engine with one compressor drive cylinder
JPS63243424A (en) Power concentrator
RU2737461C1 (en) Dual-action internal combustion engine
RU2524577C1 (en) Generator plant
US9074556B2 (en) Internal combustion steam engine
US778289A (en) Combined internal-combustion and air engine.
CN101858248A (en) Internal combustion engine capable of rotating through seizure of rotors
US20200011251A1 (en) Multiple Engine Block and Multiple Engine Internal Combustion Power Plants for Both Stationary and Mobile Applications
CN101289958A (en) Oxygen-entering type two cycle engine
RU2364726C2 (en) Turbo-piston engine
CN110344936B (en) High-speed flywheel generator
RU55881U1 (en) GAS-DIESEL TRACTOR SYSTEM
US1070333A (en) Oil-engine.