CS216330B1 - Kapalinou chlazený pístový spalovací motor - Google Patents

Abstract

Vynález se týká kapalinou chlazeného spalovacího motora a chladicím prostorem pro chlazení válce a hlavy válce, kde dochází ve vrchní íástl chladicího prostoru k vypařování chladicí kapaliny a pára vystupující z chladicího prostoru parním potrubím kondenzuje v kondenzátoru, ze kterého je chladiči kapalina vedena přes kondenzační potrubí zpět do chladicího prostoru.

Description

Vynález se týká kapalinou chlazeného pístového opalovacího motoru 8 chladicím prostorem pro chlazení válce a hlavy válce, kde dochází ve vrchní části chladicího prostoru k vypařování chladicí kapaliny a pára vystupující z chladicího prostorní se po zkondenzování přivádí jako kapalina zpét do chladicího prostoru»

U kapalinou chlazených pístových spalovacích motorů a vypařovacím chlazením a chladicím protorem obklopujícím jednak válec motoru a jednak probíhající do hlavy válce ae přivádí chladicí kapalina do varu a vzniklá pára je odváděna výstupním potrubím do kondenzátoru, kde ochlazením zkondenzuje. Před vstupem páry do kondenzátoru je možné využít energie páry pro pohon parní turbiny. Z kondenzátoru je chladicí kapalina odebírána oběhovým čerpadlem, kterým je vedena zpět do,chl adicí ho prostoru motoru. Použitím vypařovacího chlazení je možná docílit intenzivního chlazení motoru a navíc snadno a účinně využít teplo odváděné chlazením, které se jinak ztrácí v okolním prostředí.

Nevýhodou spalovacích motorů s vypařovacím chlazením Je v podstatě stejná teplota vypařující se kapaliny a syté péry v celém chladicím prostoru. Aby bylo možné optimálně využít tepla odváděného chlazením je nutné vytvořit možnost volit vyšší tlaky vypařující se páry.

Při použití kapalin na bázi směsi, jejíž podstatnou část tvoří voda, vzrůstá teplota varu v závislosti na zvyšovaném tlaku páry a tato teplota dosahuje hodnoty již nevhodné pro chlazení některých hlavních funkčních částí motoru, zvláště pístu a válce. Je nevýhodou, že tato teplota vařící kapaliny je v celém chladicím prostoru stejné hodnoty.

Při provozu spalovacího motoru je třeba snížit teplotu chladicí kapaliny v oblasti válce, kde dochází ke styku mezi vnitřní stěnou válce a pístními kroužky. Při zvýšení teplot v této oblasti dochází k těžkostem při vytváření olejového filmu, k nedostatečnému mazání kluzných ploch a tím ke snížení životnosti pístních kroužků a vlivem většího.tepelného namáhání i pístů a znehodnocení mazacího oleje. Nevýhoda stejná teploty vařící kapaliny v chladicím prostoru a potřeba nestejných teplot na vnitřní povrch válce a v hlavě válce se ještě více projeví při použití páry vypařené z chladicí kapaliny pre pohon parní turbiny.

Pro soouštění parní turbiny je třeba docílit určitou hodnotu vstupního tlaku páry vstupující do turbiny. Se vzrůstáním vstupního tlaku páry vzrůstá současně i její teplota. Toto zvýšení teploty se projeví i v oblasti styku pístních kroužků s vnitřním povrchem válce a dále se zhorší mazací poměry v této oblasti a s tím související snížení životnosti jednotlivých funkčních dílů motoru.

Cílem vynálezu je zlepšit rozložení teplot na vnitřním povrchu válce a hlavy válce u kapalinou chlazeného pístového spalovacího motoru s vypařovacím Chlazením a zajistit možnost zvýšení tlaku a energie vypařující se páry pro pohon parríí turbiny.

Tento cíl je řešen u kapalinou chlazeného pístového spalovacího motoru podle vynálezu tím, že chladicí prostor je rozdělen mezistěnou na předehřívací prostor a výpamý prostor, přičemž výstupní předehřívací potrubí je spojeno s kondenzačním potrubím a směšovací potrubí je za oběhovým čerpadlem rozděleno a dští jednak do předehřívacího prostoru a jednal· do výparného prostoru.

Mezistěna je uspořádána nad rovinou doběhu horního pístního kroužku. Ve výstupním pře- » dehřívacím potrubí je před směšovacím zařízením uspořádán výstupní regulační orgán, přičemž ve směSovacím potrubí je mezi oběhovým čerpadlem a jeho vyústěním do předehřívacího prostoru uspořádán vstupní regulační orgán. Směšovací zařízení je a výhodou tvořeno ejektorem, do jehož hnací trysky ústí výstupní předehřívací potrubí a do nátrubku ústí kondenzační potrubí napojené na výstup z kondenzátoru.

Výhodou tohoto uspořádání je snížení teplot na vnitřním povrchu válce, zvláště v oblasti styku β pístními kroužky, přičemž je možné zvýšit tlak páry vypařené z chladicí kapaliny a použité pro pohon parní turbiny.

Příklad provedení kapalinou chlazeného pístového spalovacího motoru podle vynálezu je znázorněn na výkresech, kde obr. 1 znázorňuje schematicky celkové uspořádání spalovacího motoru s chladicími okruhy a obr. 2 schematicky uspořádání směšovacího zařízení ve formě ejektoru.

Chladicí prostor u spalovacího motoru 1 je rozdělen mezistěnou £ na předehřívací prostor 2 a výparný prostor 2· Vnitřní stěna 2 válce je z větší části obklopena předehřívacím prostorem 2. Mezistěna £ je vytvořena nad rovinou 12 doběhu horního pístního kroužku 27, tj. v případě, kdy píst £ je v horní úvrati. Nad dnem pístu J je vytvořen spalovací prostor 6, do kterého je přiváděna náplň do válce vstupním potrubím 28. Ve vrchní části výparného prostoru 2 J^e uspořádána sběrná komora 8, ze které je vedeno výstupní parní potrubí 2 procházející přehřívačem 10, který je uspořádán na výfukovém potrubí 11. Výstupní parní potrubí 9 prochází přes uzavírací ventil 13 do parní turbiny 14, odkud vstupuje do kondenzátoru 15, ze kterého vychází kondenzační potrubí 29 do směšovacího zařízeni 22.

předehřívacího prostoru 2 je vedeno výstupní předehřívací potrubí 20 rovněž do směšovacího zařízení 22. Směšovací potrubí 16 vystupující ze směšovacího zařízení 22 ústí za oběhovým čerpadlem 17 jednak do předehřívacího prostoru 2 a jednak do výparného prostoru 3. Před vstupem směšovacího potrubí 16 do výparného prostoru 2 Je v něm uspořádán uzavírací a zpětný ventil 18 a před vstupem do předehřívacího prostoru 2.vstupní regulační orgán 19. Ve výstupním předehřívacím potrubí 20 je před směšovacím zařízením 22 uspořádán výstupní regulační orgán 21.

Pro zvýšení chladicího účinku kondenzátoru 15 je za ním uspořádán chladicí ventilátor 23 poháněný hnacím motorem 24. Parní turbina 14 pohání přes hnací hřídel 25 pracovní stroje 26« Na obr. 2 je patrné možné provedení směšovacího zařízení ejektorového typu. Do hnací trysky 31 ústí výstupní předehřívací potrubí 20 a do nátrubku 30 ústí kondenzační potrubí 29 napojené na výstup z kondenzátoru 15.

Při provozu spalovacího motoru 1 se ve výpamém prostoru 2 vypařuje chladicí kapalina, jejíž páry se odvádějí ze sběrné komory 8 výstupním parním potrubím 2 úo přehřívače 10 páry.

V přehříváči IQ páry se eSbbirá část tepla výfukových plynů procházejících Výfukový· potrubím ll a přehřátá pára je vedena do parní turbiny 14,, kde páre expanduje a získaná mečhanieká práoe Je využita pre pohon pracovního stroje 26. tlak páry vstupující do paitó turbiny 14 se řídí uzavíracím ventilem 1¾¾ Za parní turbinou 14 vstupuje expandovaná pára do kondenzáte* ra 15» kdekohdezuje a chladicí kapalina ze dna kondezáteru Je vedena kondenzačním potrubí® 29 do směšovacího zařízení 22, kde se směšuje s teplejší chladicí kapalinou přicházející výstupním předehřívacím potrubími 20 z předehřívacího prostoru 2.

Chladicí kapalina je oběhovým čerpadlem 17 dopravována do předehřívacího prostoru 2_a do výparného prostoru 2* Vzhledem k rozdílným tlakům v těchto prostorech je před předehřívací prostor 2 zařazen vstupní regulační orgán 19 a před výparný prostor 2 uzavírací a zpětný ventil 18, kterým ae řídí vstupní tlak do výparného prostoru 2 ^a uzavírá průchod kapaliny od výparného prostoru 2 směrem k Oběhovému čerpadlu 17 při přerušení chodu oběhového derpadls 17¾ Výstupním regulačním orgánem 21 se řídí v závislosti na teplotě ohledieí kapaliny v předehřívacím prostoru 2, okamžik otevření průchodu chladicí kapaliny z předehřívacího prostoru 2_ ke směšovacímu zařízení 22. Výstupním regulačním orgánem 21 *e rovněž řídí výše tlaku chladicí kapaliny z předehřívacího prostoru Při relativně vyšších tlacích chladicí kapaliny vycházející z předehřívacího prostoru 2 by jinak docházelo k nežádoucímu proudění chladicí kapaliny od směšovacího zařízení 22 ke kondezátoru 15»

Nebezpečí proudění chladící kapaliny cd směšovacího zařízení 22 ke kondenzátoru 15 je zmenšeno při použití směšovacího zařízení ejektorového typu.

Claims (4)

1. Kapellnou chlazený pístový spalovací motor s chladicím prostorem pro chlazení válce a hle* vy válce, kde dochází ve vrchní části chladicího prostoru k vypařování chladicí kapaLiny a pára vystupující z chladicího prostoru parním potrubím kondenzuje v kondezátoru, ze kterého js chladicí kapalina vedena přes kondenzační potrubí zpět do chladicího prostoru, vyznačený tím, že chladicí prostor je rozdělen mezistěnou (4) nm předehřívací prostor (2) a výparný prostor (3), přičemž výstupní předehřívací potrubí ¢20) jo spojeno s kondenzačním potrubím (29) a směšovací potrubí (16) je za oběhovým čerpadlem (17) rozděleně a ústí jednak do předehřívacího prostoru (2) a jednak do výparnáhe prostoru (3).

2. Kapalinou chlazený pístový spalovací motor podle bědu 1, vyznačený tím, že mezistěXe (4) js uspořádána nad rovinou (12) doběha horního pístního kroužku (27).

3. Kapalinou chlazený pístový spalovací prostor podle bodu 1 a 2, vyznačený tím, že ve výstupním předehřívacím potrubí (20) je před směšovacím zařízením (22) uspořádán výstupní regulační orgán (21), přičemž ve směšovacím poturbi (16) je mezi oběhovým čerpadlem (17) a jeho vyústěním do předehřívacího prostor» (2) uspořádán vstupní regulační eřgátt (19)w

4. Kapalinou chlazený pístový spalovací motor podle bodu 1 až 3, vyznačený tím, že směšovací zařízení (22) Je tvořeno ejektorem, do jehož hnací trysky (31) ústí výstupní předehřívaeí potrubí (2$) napojené qa výstup z kondenzátoru (15)·