SU1719694A1 - Двигатель внутреннего сгорани - Google Patents
Двигатель внутреннего сгорани Download PDFInfo
- Publication number
- SU1719694A1 SU1719694A1 SU904792635A SU4792635A SU1719694A1 SU 1719694 A1 SU1719694 A1 SU 1719694A1 SU 904792635 A SU904792635 A SU 904792635A SU 4792635 A SU4792635 A SU 4792635A SU 1719694 A1 SU1719694 A1 SU 1719694A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- turbine
- compressor
- coolant
- electric motor
- engine
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Abstract
Изобретение позвол ет повысить эффективность двигател внутреннего сгорани 1 . Двигатель внутреннего сгорани содержит собственно двигатель, состо щий из силового агрегата 1, выхлопного коллектора 2, коленчатого вала 3 и прочих известных элементов (системы подачи топлива, смазки, вентил ции и т.п.), а также замкнутый утилизационный контур, заправленный рабочим телом - сжиженным газом, например углекислотой, одновременно вл ющимс охладителем (вместо обычного охладител типа Тосол), состо щий из последовательно соединенных магистрал ми турбины 4, ротор которой через редуктор 5 кинематически св зан с коленчатым валом 3, емкости сбора газожидкостной фазы рабочего тела 6, компрессора 7 с электромотором 8, обратного клапана 9,-емкости- теплообменника 10, размещенного на выхлопном коллекторе 2, трактов охлаждени блока и головки цилиндров 11, теплообменных трактов картера 12. электромагнитных клапанов 13 и 17. При этом ротор турбины 4 кинематически соединен с валом компрессора 7 через редуктор 14, вал компрессора соединен с валами электромотора 8 и редуктора 14 экранированными электромагнитными муфтами 15 и 16 соответственно. Электроклапаны 13,17 и электромотор 8 электрически запитаны от аккумул торной батареи. Магистраль 18 соедин ет компрессор 7 с емкостью-теплообменником 10. магистраль 19 теплообменные магистрали картера 12 с турбиной 4 через злектроклапан 13. В предложенной конструкции сжиженный газ, работа по замкнутому газодинамическому циклу с фазовыми превращени ми, жидкость - пар - жидкость, вл етс одновременно охладителем двигател , Рабочим телом турбины вл етс жидкостна фаза охладител , Положительный эффект предложенного двигател состоит в повышении экономичности за счет утилизации тепловых потерь. 1 ил. (Л
Description
Изобретение относитс к машиностроению , а именно к устройствам, преобразующим тепловую энергию сгорани топлива в
механическую, и может быть использовано на транспортных средствах (с карбюраторными двигател ми или дизел ми) и на различных силовых установках (компрессорах, генераторах электрического тока и т.п.).
Известен комбинированный ДВС, ког торый содержит турбокомпрессор наддува , вход турбины которого подключен к выхлопному коллектору, а выход- к выходной магистрали и контур высокотемпературного охлаждени с паросепаратором, снабженным пароотвод щей магистралью , подключенной к входу турбины турбокомпрессора .
Анализ теплового баланса известных типов двигателей, свидетельствует о том, что например, дл карбюраторных двигателей полезна дол тепловой энергии сгораемого топлива составл ет 23-32%, теплоотвод в систему охлаждени и смазки двигател 20-35%, потери тепла с выхлопными газами 30-55%. Как следует из приведенных величин, основна дол тепловой энергии передаетс в систему охлаждени и смазки и в выхлопные газы, т.е. полезно не используетс .
Цель изобретени - повышение экономичности .
Указанна цель достигаетс тем, что двигатель внутреннего сгорани снабжен компрессором подачи теплоносител , дополнительным редукто ром, электромотором, двум экранированными электромагнитными муфтами, двум отсечными электромагнитными клапанами и об-, ратным клапаном, причем компрессор установлен в замкнутом контуре циркул ции теплоносител между емкостью сбора , теплоносител и обратным клапаном, вал компрессора кинематически св зан через дополнительный редуктор и первую электромагнитную муфту с ротором утилизационной турбины и подключен через вторую электромагнитную муфту к электромотору, ёмкость сбора теплоносител снабжена отводным патрубком с установленным в нем первым отсечным электромагнитным клапаном , второй отсечной электромагнитный клапан размещен на входе в утилизационную турбину, а электромагнитные клапаны и электромотор подключены к аккумул торной батарее.
На чертеже представлена схема устройства . .Двигатель внутреннего сгорани содержит собственно двигатель, состо щий из силового агрегата 1, выхлопного коллектора 2, коленчатого вала 3 и других элементов (системы подачи топлива, смазки, вентил ции и т.п.), а также замкнутый контур, заправленный рабочим телом - сжиженным газом, например углекислотой, одновременно вл ющимс охладителем (вместо обычного
охладител типа Тосол), состо щий из по- v следовательно соединенных магистрал ми турбины 4,.ротор которой через редуктор 5 кинематически св зан с- коленчатым валом
3, емкости 6 сбора газожидкостной фазы рабочего тела, компрессора 7 с электромотором 8, обратного клапана 9, емкости-теп- лообменника 10, размещенного на выхлопном коллекторе 2, трактов 12 картера , электромагнитных клапанов 13 и 1.4. При этом ротор турбины 4 кинематически соединен с валом компрессора 7 через редуктор 15, вал компрессора1 соединен с валами ч электромотора 8 и редуктора 15 экранированными электромагнитными муфтами 16 и 17 соответственно.Электроклапаны 13 и 14 и электромотор 8 электрически запитаны от аккумул торной батареи. Магистраль 18 соедин ет
компрессор 7 с емкостью-теплообменни- ; ком 10, магистраль 19 - теплообменные магистрали 12 картера с турбиной 4 через электроклапан 13.
Двигатель работает следующим образом .
Перед началом работы замкнутый контур от обратного клапана 9 до отсечного электроклапана 13 (т.е. без турбины 4. емкости 6 и компрессора 7) заправлен сжиженным газом, например углекислотой, с определенным коэффициентом заполнени . Давление в заправленной части контура определ етс только температурой
рабочего тела (дл углекислоты давление насыщенных паров составл ет 40 кгс/см при 5°С и 73 кгс/см2 при 30°С). Электроклапаны 13 и 17 закрыты, вал компрессора разъединен с валами электромотора 8 и редуктора
15.
Запуск двигател производ т подачей электрического напр жени на электроклапан 13 и электромагнитную муфту 17. В результате открыти электроклапана 13 на
лопатках турбины по вл етс перепад давлений (давление перед турбиной соответствует давлению насыщенных паров, на выходе турбины равно- атмосферному), рабочее тело на выходе из лопаток турбины
при внезапном расширении газифицируетс и истекает в емкость 6.- Ротор турбины передает крут щий момент коленчатому валу 3 через редуктор 5.. При срабатывании электромагнитной муфты 1в крут щий мо5 мент от ротора турбины передаетс также валу компрессора 7 через редуктор 15. На выходе из турбины в емкости 6 происходит сбор газожидкостной фазы рабочего тела, которую компрессор 7 сжимает и подает в емкость-теплообменник 10. При сжатии рабочего тела на выходе .из компрессора происходит его конденсаци , что существенно уменьшает потребл емую мощность на валу компрессора по сравнению с мощностью турбины 4. (в замкнутом контуре расход и давление рабочего тела дл турбины и компрессора одинаковы)..
При включении зажигани (дл карбюраторных двигателей) одновременно запускаетс и силовой агрегат двигател , дл дизел одновременность запуска силового агрегата обеспечиваетс автоматически при сжатии воздушно-топливной смеси в цилиндрах.
В результате расширени .и сжижени рабочего тела на выходе из турбины существенно снижаетс его температура (на экспериментальной турбине при испытани х на углекислоте температура на выходе из турбины понижалась до-78°С), котора восстанавливаетс после сжати на выходе из компрессора и дальнейшего нагрева в емкости-теплообменнике 10, в трактах охлаждени блока цилиндров 11 и теплообменных трактах 12 картера.
Количество и расход охладител - сжиженного газа рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить надежное охлаждение двигател и работу турбины на жидкостной фазе рабочего тела, котора поступает на лопатки турбины, добавл энергию коленчатому валу 3 через редуктор 5. Замкнутый утилизационный контур работает непрерывно . Оптимальный тепловой режим работы двигател возможно установить регулированием расхода рабочего тела на турбину.
При работе утилизационного контура реализуетс один из вариантов цикла Ре- нкина с полной конденсацией рабочего тела .
В качестве резервного варианта можно осуществить турбинный запуск включением электроклапанов 13 и 14, при этом незначительна часть рабочего тела выбрасываетс в окружающую среду. Этот вариант требует дозаправки системы через довольно значительное количество включений.
Выключение карбюраторных двигателей производ т выключением зажигани , а дизелей - одним из известных способов (включением декомпрессии, прекращением подачи топлива и т.п.). Одновременно подают команду на сн тие электрического напр жени с электроклапана 13, в результате его ротор турбины 4 через некоторое врем останавливаетс , снимают электрическое напр жение с электромагнитной муфты 17, что приводит к разъединению валов компрессора 7 и редуктора 15, При этом одновременно соедин ют валы компрессора 7 и электромотора 8 включением электромагнитной муфты 16. В течение некоторого времени приводимый электромотором 8 5 компрессор 7 продолжает нагнетать рабочее тело в емкость 10, одновременно отсасыва его из емкости 6 и турбины 4 до качественного их опорожнени , после чего подают команду на выключение электромо10 тора 8 с одновременным рассоединением валов компрессора 7 и электромотора 8.
Таким образом, рабочее тело снова возвращаетс в часть замкнутого контура, в которую было первоначально заправлено.
5 Двигатель готов к повторной работе с организацией турбинного запуска по описанной выше схеме.
Проведенные расчеты дл охлаждени углекислоты показывают, что добавочную
0 мощность получают за счет использовани тепловых потерь, последн составл ет существенную величину, в результате чего может быть уменьшен расход топлива (при обеспечении заданной мощности).
5 Таким образом, применение предложенного двигател внутреннего сгорани обеспечивает повышение экономичности за счет утилизации тепловых потерь и уменьшение вредного экологического воздейст0 ви за счет уменьшени количества выхлопных газов без изменени мощности двигател ,
При этом исключаетс перегрев двигател , образование накипи или окисление в
5 трактах охлаждени .-двигател при использовании , например, инертной углекислоты, уменьшаетс потребна мощность аккуму- л торной батареи, по вл етс возможность использовани охладител в качестве рабо0 чего тела пожаротушени (при использовании углекислоты), используетс турбинный запуск без потерь рабочего тела. .
Claims (1)
- Формула изобретени 5 Двигатель внутреннего сгорани , содержащий блок цилиндров с картером, имеющим рубашку охлаждени , головку . цилиндров с полостью охлаждени , маги- .страль выпуска отработанных газов, ус- .0 тановленный в ней теплообменник, утилизационную турбину, ротор которой через редуктор кинематически св зан с коленчатым валом двигател , емкость сбора теплоносител и по меньшей мере один об- 5 ратный клапан, установленный на входе в теплообменник, причем рубашка охлаждени блока цилиндров, полость охлаждени головки цилиндров, теплообменник, утилизационна турбина,емкость сбора теплоносител и обратный клапан соединеныпоследовательно с образованием замкнутого контура циркул ци-и теплоносител , о т- личающийс тем, что, с целью повышени экономичности-, он снабжен компрессором подачи теплоносител , дополнительным редуктором,; электромотором , аккумул торной батареей, двум экранированными электромагнитными муфтами и двум отсечными электромагнитными клапанами, причем компрессор установлен в замкнутом контуре циркул ции теплоносител между емкостью сбора теплоносител и обратным клапаном, вал компрессора кинематически св зан через дополнительный редуктор и первую электромагнитную муфту с ротором утилизационной турбины и подключен через вторую электромагнитную муфту к электромотору,.емкость сбора теплоносител снабжена отводным патрубком с установленным в нем первым отсечным клапаном, второй отсечной электромагнитный клапан размещен на входе вутилизационную турбину, обратный клапан выполнен электромагнитным и электромагнитные клапаны и электромотор подключены к аккумул торной батарее.А. J11W
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904792635A SU1719694A1 (ru) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | Двигатель внутреннего сгорани |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904792635A SU1719694A1 (ru) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | Двигатель внутреннего сгорани |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1719694A1 true SU1719694A1 (ru) | 1992-03-15 |
Family
ID=21496849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904792635A SU1719694A1 (ru) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | Двигатель внутреннего сгорани |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1719694A1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2829700A3 (en) * | 2013-07-27 | 2015-03-25 | Enis Pilavdzic | Engine energy-management system |
US9316141B2 (en) | 2013-02-15 | 2016-04-19 | Enis Pilavdzic | Engine energy management system |
-
1990
- 1990-02-19 SU SU904792635A patent/SU1719694A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Костин А.К., Ларионов В.В., Михайлов Л,И. Теплонапр женность двигателей внутреннего сгорани . Л.: Машиностроение, 1985. . Патент СССР № 1382408, кл. F 02 В 37/12, 1985. Авторское свидетельство СССР № 1180543,.кл. F 02 В 37/12, 1984. Авторское свидетельство СССР М: 1184960, кл. F01 N 1/08, 1984. За вка JP № 63-85124,. кл. F 01 Р 3/22, опублик. 1988. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9316141B2 (en) | 2013-02-15 | 2016-04-19 | Enis Pilavdzic | Engine energy management system |
EP2829700A3 (en) * | 2013-07-27 | 2015-03-25 | Enis Pilavdzic | Engine energy-management system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101965441B (zh) | 内燃机及具有该内燃机的车辆 | |
US7454911B2 (en) | Energy recovery system in an engine | |
SU1517766A3 (ru) | Двигатель внутреннего сгорани с наддувом | |
US20030005696A1 (en) | Internal combustion engine energy extraction devices | |
CN102549239A (zh) | 发动机废热回收发电涡轮系统及具备该涡轮系统的往复移动式发动机系统 | |
US4513572A (en) | Method of recovering energy in a power generator and power generator for carrying out the said method | |
US3995431A (en) | Compound brayton-cycle engine | |
CN104454137A (zh) | 发动机装置 | |
JP2001132442A (ja) | エネルギ回収装置を備えたエンジン | |
US20190309997A1 (en) | Combined refrigeration and power plant | |
JPH08144850A (ja) | 排熱回収システム | |
CA1171291A (en) | Heat exchanging system for a heat engine | |
CN103266950A (zh) | 一种油水燃料复合式废气动力型二行程发动机 | |
JP5965019B1 (ja) | 燃料供給装置 | |
SU1719694A1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорани | |
CN105065110A (zh) | 一种有机朗肯循环和电力双驱动的内燃机增压系统 | |
JP3640411B2 (ja) | 排熱回収システム | |
CN202266346U (zh) | 基于有机朗肯循环的发动机排气余热回收控制系统 | |
RU2237820C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом и способ эксплуатации этого двигателя | |
JPH08193504A (ja) | 動力プラントの複合サイクル | |
CN113772104A (zh) | 一种可用于中大型无人机的油电混合动力装置及无人机 | |
RU2242628C2 (ru) | Способ работы и устройство комбинированного двигателя внутреннего сгорания с газопаровым рабочим телом | |
CN110645051B (zh) | 高低温联合循环发动机 | |
KR890003427B1 (ko) | 복합가스터어빈 엔진 시스템 | |
US20230086779A1 (en) | Structural arrangement in a low-temperature turbocompressor using other power connections |