RU21070U1 - Паровой двигатель для утилизации теплоты отработавших газов двс - Google Patents

Abstract

Паровой двигатель с внешним подводом теплоты для утилизации теплоты отработавших газов ДВС, содержащий V-образный поршневой двигатель с кривошипно-шатунным механизмом, размещенным в цилиндрах различного диаметра, со сжатием воздуха в малом цилиндре и последующим расширением рабочего тела в цилиндре большего диаметра, сферической камерой, размещенной между упомянутыми цилиндрами и снабженной впускным и выпускным клапанами, перепускными каналами для перепуска сжатого воздуха из малого цилиндра в сферическую камеру, а затем рабочего тела из сферической камеры в большой цилиндр, отличающийся тем, что сферическая камера снабжена форсункой для впрыска в нее воды, поступающей из бака, причем сферическая камера окружена полостью для подвода отработавших газов ДВС.

Description

Паровой двигатель для утилизации теплоты отработавших газов ДВС

Предложение относится к машиношроеншо а именно к двигателестроению и может быть использовано для получения дополнительной эффективной мощности в силовой установке, включающей двигэт ль внутреннего сгорания и паровой двигатель.

Известен двигатель с внешним подводом теплоты для утилизации теплоты отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (Кукис В.С., Незнаев Д.С., Черных К. А. и др. Утилизационный двигатель с внешним подводом теплоты // Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин: Науч. вестаик ЧВАИ. - Вып. 9. - Челябинск, 2000), который имеет поршневой двигатель, включающий картер с цилиндром, разделенные теплоизолирующей проставкой, в котором перемещаются поршень с кривошипно-щатунным механизмом. С одной стороны картера имеется впускной патрубок с обратным клапаном, с другой - перепускной канал для перепуска сжатого в картере воздуха в надпоршневое пространство. В нижней части цилиндра имеется выпускной патрубок для выпуска отработавшего рабочего тела.

Недостатком этого утилизационного двигателя является очень низкий КПД, обусловленный необходимостью сжатия воздуха в надпоршневом

2001121246

I tmmHm-4lmtm ««ni: c,( ,.

г 0 0 -VVT , - -.-,;..

F02G5/02

Пространстве в условиях интенсивного его нагрева от горячих стенок цилиндра.

Известен также двигатель (Сухов А. Выхлоп чище возд)гха // За рулем. - 2001. №4.), способный работать на газе, бензине, дизельном топливе или воздух, который содержит два цилиндра разного диаметра с клапанами. Эти цилиндры соединены каналами со сферической камерой, находящейся между ними и имеющей впускной и выпускной клапаны. При работе на воздухе поршень в малом цилиндре движется вниз, засасывая наружный воздух. Затем, при движении вверх, поршень сжимает воздз (впускной клапан цилиндра закрыт, впускной клапан сферической камеры опфыт, выпускной-закрыт). В конце такта сжатия давление поднимается до 20 бар. Впускной клапан сферической камеры закрывается, а в камеру подается сжатый воздух под давлением 40-50 бар. Затем, выпускной клапан сферической камеры открывается и этот возд направляется в большой цилиндр, где происходит расширение. После расширения открывается выпускной клапан большого цилиндра и воздух выходит в атмосферу.

Недостатком описанной конструкции является то, что для обеспечения высокого давления воздуха, подаваемого в сферическую камеру, необходимо затрачивать значигельное количество энергии.

Данная конс1р тсция двигателя является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и принята за прототип.

Задачей предложения является повышение эффектавности работы двигателя и использование прототипа для утилизации теплоты отработавших газов две.

СЗОДНОСТБ предложения достигается тем, что описанная конструкция конвертирована в паровой двигатель с внешним подводом теплоты для утилизации теплоты отработавших газов ДВС. Он содержит V-образный поршневой двигатель с кривошипно-шатунным механизмом, размещенным в картере и цилиндрах различного диаметра, со сжатием воздуха в малом цилиндре и последуюшим расширением рабочего тела в цилиндре большего диаметра, сферическую камеру, размещенною между ними и снабженную впускным и выпускным клапанами, перепускными каналами для перепуска сжатого воздуха из малого цилиндра в сферическ5 То камеру, а затем рабочего тела из сферической камеры в большой цилиндр, причем сферическая камера снабжена форс)шкой для впрыска в нее воды, поступающей из бака, при этом сферическая камера окружена полостью для подвода отработавших газов ДВС.

Анализ предлагаемого решения и известных позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.

Предложение поясняется рисунком (фиг.), где изображено принципиальное устройство парового двигателя для утилизации теплоты отработавших газов ДВС.

(оборудованными клапанами 4 и 5), расположенными V-образно, в которых перемещаются поршни 6 и 7 с кривошипно-шатунным механизмом 8. Малый цилиндр 2 соединен со сферической камерой 9, окруженной полостью для

подвода отработавших газов ДВС 10, перепускным каналом 11с впускным клапаном 12 сферической камеры 9. В сферической камере 9 располагается 13, соединенная с баком 14. Сферическая камера 9 соединяется с большим цилиндром 3 перепускным каналом 15 с выпускным клапаном 16 сферической камеры 9.

Предлагаемый двигатель работает следз-тощим образом.

Когда поршень 6 в малом цилиндре 2 начинает движение от ВМТ к НМТ, открывается впускной клапан 4 и воздух из аггмосферы поступает в малый цилиндр 2. Затем впускной клапан 4 за1фывается, поршень 6 движется к ВМТ сжимая воздух, что приводит к з еличению его температуры. В момент достижения поршнем 6 ВМТ от1фывается впускной клапан 12 сферической камеры 9, сжатый и нагретый возд через перепускной канал 11 поступает в сферическую камеру 9, которая обогревается извне отработавшими газами ДВС. Впускной клапан 12 закрывается, воздух в сферической камере 9 дополнительно нагревается от стенок. В этот момент в сферическую камеру 9 через форсунку 13 впрыскивается вода из бака 14. Впрыснутая вода превращается в пар за счет высокой температуры находящегося здесь воздуха. Выпускной клапан 16 сферической камеры 9 открывается и пар через перепускной канал 15 поступает в большой цилиндр

3, воздействует на поршень 1, в результш чего происходит рабочий ход. После его завершения выпускной клапан 16 сферической камеры 9 закрывается, и рабочее тело выбрасывается в атмосферу через выпускной клапан 5 большого цилиндра 3 при перемешении поршня 7 (уг НМТ к ВМТ. Затем описанный цикл повторяется.

По сравнению с прототипом предлагаемый паровой двигатель позволяет повысить КПД за счет использования теплоты отработавших газов две для интенсивного парообразования в сферической камере и последзлюшего расширения пара в большом цилиндре.

,;6(0 А////Д46

Claims (1)

1. Паровой двигатель с внешним подводом теплоты для утилизации теплоты отработавших газов ДВС, содержащий V-образный поршневой двигатель с кривошипно-шатунным механизмом, размещенным в цилиндрах различного диаметра, со сжатием воздуха в малом цилиндре и последующим расширением рабочего тела в цилиндре большего диаметра, сферической камерой, размещенной между упомянутыми цилиндрами и снабженной впускным и выпускным клапанами, перепускными каналами для перепуска сжатого воздуха из малого цилиндра в сферическую камеру, а затем рабочего тела из сферической камеры в большой цилиндр, отличающийся тем, что сферическая камера снабжена форсункой для впрыска в нее воды, поступающей из бака, причем сферическая камера окружена полостью для подвода отработавших газов ДВС.