SU1129399A1 - Силова установка - Google Patents

Abstract

1. СИЛОВАЯ УСТАНОВКА, содержащай двигатель внутреннего сгорани - с турбокомпрессором наддува и утилизационную паротурбинную устаНОВКУ7 парогенератор которой установлен в магистрали выпуска отработавших газов из турбокомпрессора, а парова  турбина св зана своим валом с коленчатым валом двигател  внутреннего сгорани  через, гидравлическую передачу, отличающа с   тем, что, с целью повышени  экономичности путем улучшени  динамических характеристик на переходных режимах, установка снабжена силовой газовой турбиной, причем гидравлическа  передача выполнена в виде динамического насоса, расположенного на валу паровой турбины, и объемного гидравлического двигател , кинематически соединенного с-коленчатым валом, а силова  газова  тур-, бина расположена на валу паровой турбины и включена в магистраль выпус- « ка отработавших газов между турбо (Л компрессором и парогенератором. 2. Установка по п. 1, отличающа с  тем, что динамический насос гидравлическо передачи выполнен центробежным, а объемннй гидравлический двигатель - роторнопоршневым .

Description

Изобретение относитс  к машиностроению 7 а именно к области создани  двигателей внутреннего сгорани  с наддувом и утилизацией тепла отработавших газов. Известна силова  установка, соде жаща  двигатель внутреннего сгорани с турбокомпрессором наддува и утили зационную паротурбинную установку, парогенератор которой установлен в магистрали выпуска отработавших газов из турбокомпрессора ij . В этой установке парова  турбина св зана своим валом с валом турбокомпрессора и ее мощность используетс  дл  привода компрессора наддува . Известна также силова  установка содержаща  двигатель внутреннего сгорани  с турбокомпрессором и утилизационную паротурбинную установку парогенератор которой установлен в магистрали выпуска отработавших газов из турбокомпрессора, а парова  турбина св зана с коленчатым валом двигател  внутреннего сгорани  через гидравлическую передачу. В этой установке мощность утилизационной установки суммируетс  с мощностью двигател  и така  установка экономи нее .2 . Однако из-за разности частот вра щени  валов и различного закона изменени  частот нагрузки силовой установки ее динамические характеристики на переходных режимах не позвол ют обеспечить высокую экономичность .двигател . Частота вращени  колен атого вала современного двигател  внутреннего сгорани  лежит в пределах 2000 4000 об/мин, частота вращени  вала паровой утилизационной турбины - в пределах 40000-80000 об/мин. Такие значени  параметров привод т к тому, что зубчата  передача между валом турбины и коленчатым ва лом становитс  громоздкой, недостаточно надежной и долговечной, При этом большой момент инерции существенно ухудшает динамические ; характеристики двигател , особенно важные при работе тракторов. Гидравлические объемные передачи обладают малой металлоемкостью, высокой надежностью и хорошими характеристиками по быстродействию, однако частоты вращени  40000- . . -80000 об/мин  вл ютс  дл  них недос гаемыми из-за кавитационных раз рушений. Гидродинамические передачи разделенного типа будут дл  указанного диапазона параметров неконструктивны из-за больших размеров гид роГурбины. Разделенна  гидродинамическа  передача в известной установ ке 2 выполнена с переменным отношением , регулируемьом по импульсу датчика частоты вращени  коленчатого вала, т-.е. отмеченные выше обсто тельства не позвол ют выполнить гидротрансформатор с хорошими весовыми и динамическими показател ми на переходных режимах. Цель изобретени  - повышение экономичности установки путем улучшени  динамических характеристик на переходных режимах. Цель достигаетс  тем, что силова  установка, содержаща  двигатель внутреннего сгорани  с турбокомпрессором наддува и утилизационную паротурбинную установку, парогенератор которой установлен в магистрали выпуска отработавших газов из турбокомпрессора , а парова  турбина соединена своим с коленчатым валом двигател  внутреннего сгорани  через гидравлическую передачуу снабжена силовой газовой турбиной, причем гидравлическа передача выполнена в виде динамического насоса, расположенного на валу паровой турбины, и объемного гидравлического двигател , кинематически соединенного с коленчатым валом, а силова  газова  турбина расположена на валу паровой турбины и включена в магистраль выпуска отработавших газов между турбокомпрессором и парогенератором. Динамический насос гидравлической передачи может быть выполнен центробежным, а объемный гидравлический двигатель - роторно-поршевым. На чертеже представлена принципиальна  схема предлагаемой установки . , Двигатель 1 внутреннего сгорани  снабжен турбокомпрессором наддува, состо щим из турбины 2 и компрессора 3, Силова  газова  турбина 4 расположена на валу паровой турбины 5 и на том же валу расположен динамический насос б гидравлической передачи . Насос выполнен центробежным. Объемный роторно-поршневой гидравлический двигатель 7 кинематически соединен с коленчатым валом двигател  внутреннего сгорани  посредством муфты 8. К трубопроводу 9, св зывающему между собой элементы гидравлической передачи, подключен гидроаккумул тор 10. Утилизационна  пароТурбинна  установка включает в себ  паровую турбину 5, котора  соединена с парогенератором 11, а конденсатный насос 12 установки подключен своим выходом к парогенератору 11, а входом - к баку 13. Между баком и паровой турбиной размещен конденсатор 14, Парогенератор установлен в магистрали 15 выпуска отработавших газов турбокомпрессора, а силова  газовай турбина 4 включена в ту же магистраль между турбокомпрессором и парогенератором.

В процессе работы силовой установки отработавшие газы двигател  внутреннего сгорани  поступают в турбину 2 турбокомпрессора и приводимый ею компрессор 3 нагнетает воздух на наддув двигател  внутреннего сгорани . Отработавшие в турбине 2 турбокомпрессора газы по магистрали 15 поступают в силовую газовую турбину 4, где производ т работу, а затем поступают в парогенератор 11. Конденсатный насос 11 всасывает конденсат из бака 13 и подает его в парогенератор . Перегретый пар из парогенератора поступает в паровую турбину 5, где производит работу, а затем в конденсатор 14. Конденсат стекает в бак 13. Силова  газова  турбина 4 и парова  турбина 5 привод т

во вращение динамический насос б, который по трубопроводам 9 подает рабочую жидкость в объемный гидрав. лический двигатель 7, мощность которого передаетс  на- коленчатый вал двигател  внутреннего сгорани . Гидроаккумул тор 10 обеспечивает бескавитационную работу гидравлической передачи.

0

Сочетание динамического насоса с объемным гидравлическим двигателем в гидравлической передаче и наличие силовой газовой турбины улучшают динамические характеристики установки на переходных режимах при изменении режима работы двигател  внутреннего сгорани , что повыилает экономичность установки.

Claims (2)

1. СИЛОВАЯ УСТАНОВКА, содержащая двигатель внутреннего сгорания- с турбокомпрессором наддува и утилизационную паротурбинную установку/ парогенератор которой установлен в магистрали выпуска отработавших газов из турбокомпрессора, а паровая турбина связана своим валом с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания через гидравлическую передачу, отличающаяс я тем, что, с целью повышения экономичности путем улучшения дина мических характеристик на переходных режимах,' установка снабжена силовой газовой турбиной, причем гидравлическая передача выполнена в виде динамического насоса, расположенного на валу паровой турбины, и объемного гидравлического двигателя, кинематически соединенного с· коленчатым валом, а силовая газовая тур-, бина расположена на валу паровой турбины и включена в магистраль выпуска отработавших газов между турбокомпрессором и парогенератором.

2. Установка поп. 1, отличающаяся тем, что динами- ческий насос гидравлической передачи выполнен центробежным, а объемный гидравлический двигатель - роторнопоршневым.