SU1744286A1 - Силова установка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению , оно может быть использовано в двигател х внутреннего сгорани , работающих на газообразном и жидком топливах. Изобретением решаетс  задача повышени  эффективности , долговечности и надежности. Силова  установка содержит двигатель с охлаждением и питанием, реактор с нагревательными элементами, св занный с трактом двигател , вод ной бак с датчиком уровн  воды, электромагнитный клапан, св занный с датчиком температуры, вспомогательный датчик температуры, вод ной испаритель, теплообменник, накопительную емкость дл  синтез-газа, трубопроводе органом перекрыти , вспомогательный электронагревательный элемент, пороговый элемент, преобразователь колебаний и электромагнитный тормоз-замедлитель. Кроме этого, имеетс  аккумул тор, нагревательный элемент которого подк; ючен через блок управлени  к электрическому вентилю и вентилю электромагнитного тормоза-замедлител . 1 ил. t

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к двигателестроению, а именно к силовым установкам с двигател ми внутреннего сгорани , работающими на газообразном и жидком топливе.

Цель изобретени  - повышение эффективности путем обеспечени  долговечности и надежности, и более полной утилизации теплоты.

На чертеже приведена функциональна  схема силовой установки.

Силова  установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорани  с герметичной и замкнутой системой 2 жидкостного охлаждени  и с системой питани , выпускной тракт 3 которого снабжен теплоизол цией и сообщаетс  с термохимическим реактором 4, который имеет загрузочный люк с крышкой 5 и реакционную камеру 6 с крышкой 7. В камере 6 установлены электронагревательные элементы 8, между которыми расположена расходуема  масса активного

вещества 9, например, угольна  или коксова  крошка. Внутри реакционной камеры 6 установлен термоэлемент 10, например термопара , а внутри теплообменника 11 выпускного тракта установлены вспомогательный датчик 12 температуры пара и вспомогательный электронагревательный элемент 13.

Теплообменник 11 паропроводом 14 подключен к вод ному испарителю 15, установленному в системе 2 охлаждени  двигател  1, и паропроводом 16 к тепловому аккумул тору 17 с паровым клапаном 18 и нагревательным элементом 19. Вход вод ного испарител  15 подключен водопроводом 20 через электромагнитный клапан 21 к вод ному баку 22 с датчиком 23 уровн  воды .

Выход термохимического реактора 4 подключен к входу накопительной емкости 24 дл  синтез-газа, выход которой через трубопровод 25 с органом 26 перекрыти , под- ключенным к органу 27 управлени 

ы

4 Ь.

Ю

00

iO

двигател , сообщен с системой питани . В системе 2 охлаждени  установлен датчик 28 температуры, подключенный через измерительный канал блока 29 управлени  к электромагнитному клапану 21.

Измерительный канал блока 29 управлени  состоит из операционного усилител  30 с входными делител ми напр жени  на резисторах 31 и 32, цепью отрицательной обратной св зи на резисторе 33 и цепью положительной обратной св зи на резисторе 34. Выход операционного усилител  30 подключен к управл ющему электроду тиристора 35, анод которого подключен к источнику тока + 12 В, а катод - к обмотке элктромагнитного клапана 21 и к индикатору 36. Индикатор 37 подключен к датчику 23 уровн  воды,

Выход термоэлемента 10 подключен к входу основного канала блока 29 управле- ни , который состоит из операционного уси- лител  38 с делителем напр жени  на резисторе 3S, целью отрицательной обратной св зи на резисторе 40 и цепью положительной обратной св зи на резисторе 41.

Выход операционного усилител  38 подключен к управл ющему электроду тиристора 42. анод которого подключен к контактам 43 коммутатора 44 цепи литани , а катод - к электронагревательным злемен- там 8 термохимического реактора 4 и к первому входу логического злемента ИЛИ 45, выход которого подключен к коммутатору 44 через усилитель 46.

Вспомогательный датчик 12 температу- ры пара подключен к входу вспомогательного канала блока 2S управлени , который состоит из операционного усилител  47 с делителем напр жени  на резисторе-48, цепью отрицательной обратной св  зи на ре- зисторе 49 и цепью положительной обратной св зи на резисторе 50. Выход операционного усилител  47 подключен к управл ющему электроду тиристора 51. анод которого подключен к контактам 43 коммутатора 44, а катод - к вспомогательному электронагревательному элементу 13.

Преобразователь 52 колебаний транспортного средства в электрический ток и электромагный тормоз-замедлитель 53 под- ключены соответственно через электрический вентиль 54 и через упрэл емый электрический вентиль 55 к пороговому элементу 56 и к контактам 43 коммутатора 44. Пороговый элемент 56 состоит, например. из накопительного конденсатора 57 и реле 58, контакты 59 которого коммутируют +12 В к цепи питани  усилител  46. Управл ющий электрод вентил  55 подключен к источнику тока через регулируемый делитель

напр жени , состо щий из резистора 60 и потенциометра 61, который кинематически св зан с педалью 62 тормоза транспортного средства. Запас жидкого топлива находитс  в баке 63.

Устройство работает следующим образом .

При движении транспортного средства по ровной дороге, по мере прогрева до рабочей температуры 100-110°С двигател  1, датчик 28 температуры жидкости в системе 2 охлаждени  уменьшает свое сопротивление , что приводит к уменьшению напр жени  на инвертирующем входе операционного усилител  30. Поэтому с не- инвертирующего входа положительное напр жение выдаетс  на выход усилител  30 и открывает тиристор 35 пропорционально увеличению температуры жидкости. Элетк- ромагнитный клапан 21 открываетс  током тиристора 35 и подает холодную воду из бака 22 в вод ной испаритель 15, что стабилизирует оптимальную температуру двигател  в рабочих пределах 100 - 110°С и обеспечивает образование вод ного пара в испарителе 15.

Вод ной пар по трубопроводу 14 поступает Е теплообменник 11, где нагреваетс  до 250 - 300°С выхлопными газами и поступает в термохимический реактор 4. Реакционна  камера 6 подвергаетс  внешнему нагреву выхлопными газами и внутреннему нагреву электронагревательными элементами 8 до рабочей температуры 1400 - 1500°С. Угольна  или коксова  крошка, наход ща с  между элементами 8, окисл етс  с образованием синтез-газа, который отводитс  в накопительную емкость 24, а затем поступает в двигатель 1 через орган 26 перекрыти .

По мере увеличени  температуры в реакционной камере 6 до оптимальной величины 1400- 1500°Стермоэлемент 10 выдает на инвертирующий вход операционного усилител  38 пропорционально возрастающее напр жение. которое закрывает тиристор 42, что ведет к устранению тока подогрева элементов 8 и стабилизации рабочей температуры в реакционной камере 6. При этом на первый вход логического элемента ИЛИ 45 поступает уровень О.

По мере увеличени  температуры пара в теплообменнике 11 до оптимальной зели- чины 250 - 300°С, вспомогательный датчик 12 температуры уменьшает сопротивление, что ведет к уменьшению напр жени  на неинвертирующем входе усилите/-.- 47. Тиристор 51 закрываетс  и отключает ток подом,ева вспомогательного электронагре- азте ..ного злемента 13. стабилизиру  рэбочую температуру в теплообменнике 11. При этом на второй вход элемента ИЛИ 45 поступает также уровень О. На выходе ИЛИ 45 формируетс  уровень О, который поступает на вход усилител  46 и закрывает его независимо от того, поступает или нет на него питание +12 В от порогового элемента 56. Тогда коммутатор 44 выключен и его контакты 43 в исходном положении подключают источник тока +12 В в дежурном режи- ме к тиристорам 42 и 51, а вентиль 54 и управл емый вентиль 55 преобразовател  52 колебаний транспортного средства в электрический ток и электромагнитный тормоз-замедлитель 53 соответственно к на- гревательному элементу 19 теплового аккумул тора 17.

При движении транспортного средства по неровной дороге или торможени х с преобразовател  52 или с электромагнитного тормоза-замедлител  53 на пороговый элемент 56 поступает напр жение, пропорциональное неровност м дороги и интенсивности торможени . Когда на пороговом элементе 56 напр жение мень- ше 12 В, то реле 58 не срабатывает и не подключает контактами 59 источник тока + 12 В к цепи питани  усилител  46. Поэтому коммутатор 44 остаетс  в выключенном положении и через его контакты 43 ток с источников 52 и 53 поступает на нагревательный элемент 19 и преобразуетс  в тепловую энергию пара. Когда на пороговом элементе 56 напр жение больше 12 В, то реле 58 срабатывает и подключает контак- тами59 источник тока + 12 В к цепи питани  усилител  46.

Однако на режиме сохранени  оптимальных температур в термохимическом реакторе 4 и в теплообменнике 11 на двух входах элемента ИЛИ 45 присутствуют уровни О, что приводит к подаче на неинвертирующий вход усилител  46 уровн  О и сохранению коммутатора 44 в исходном положении.

Таким образом, поступлени  тока на элементы 8 и 13 не происходит, что сохран ет их от перегрева и перегорани , а это повышает эффективность и надежность работы силовой установки. На данном режиме энерги  с источников 52 и 53 поступает в тепловой аккумул тор 17 и преобразуетс  в синтез-газ.

При понижении температуры в термохимическом реакторе 4 или в теплообмен- нике 11 ниже оптимальной величины, на первый или второй вход элемента ИЛИ 45 поступает уровень 1, что ведет к подаче на вход усилител  46 напр жени . Тогда, при поступлении с источников 52 и 53 тока напр жени  ниже 12 В реле 58 не срабатывает и через контакты 59 на усилитель46 питани  + 12 В не поступает, коммутатор 44 остаетс  в исходном положении. Через контакты 43 подогрев элементов 8 и 13 выполн етс  от источника тока + 12 В, что обеспечивает стабильность работы силовой установки. Низкий уровень энергии источников 52 и 53 на данном режиме запасаетс  в тепловом аккумул торе 17, преобразу сь в синтез- газ.

При понижении температуры в термохимическом реакторе 4 или в теплообменнике 11 в отдельности или одновременно ниже оптимальной величины, на первом или втором входе элемента ИЛИ 45 в отдельности или одновременно присутствует уровень 1, что ведет к подаче на вход усилител  46 напр жени . Если в указанный период времени с источников 53 и 52 поступает напр жение выше 12 В, то реле 58 срабатывает и контактами 59 подключает питание + 2 В на усилитель 46, который включает коммутатор 44. Контакты 43 отключают тепловой аккумул тор 17, источник 52 и 53 тока - к тиристорам 42 и 51, которые через указанные каналы блока 29 управлени  автоматически устанавливают оптимальный ток элементов 8 и 13 и стабилизируют рабочую температуру в термохимическом реакторе 4 и в теплообменнике 11 на оптимальной величине. На данном режиме работы силова  установка использует тепловую энергию выхлопных газов, тепловую энергию системы охлаждени , энергию колебаний транспортного средства и энергию торможени , что обеспечивает высокую эффективность и надежность силовой установки.

На всех режимах работы силовой установки индикаторы 36 и 37 блока 29 управле- ни  выполн ют индикацию работы электромагнитного клапана 21 и уровн  воды в баке 22. Индикатор 36 включаетс  при перегреве двигател , а индикатор 37 включаетс  при снижении уровн  воды в баке 22 ниже допустимого, что дополнительно повышает надежность и эффективность силовой установки,

Claims (3)

1. Силова  установка, содержаща  двигатель внутреннего сгорани  с системой охлаждени  и с системой питани , термохимический реактор с электронагревательными элементами, сообщенный с выпускным трактом двигател , источник тока, вод ной бак с датчиком уровн  воды, электромагнитный клапан, подключенный к датчику температуры, размещенному в системе охлаждени , вспомогательный датчик температуры , вод ной испаритель, теплообменник , установленный в выпускном тракте , накопительную емкость дл  синтез-газа, трубопровод с органом перекрыти , подключенным к органу управлени  двигател  и к системе питани , вспомогательный элек- тронагревательный элемент, преобразователь колебаний транспортного средства в электрический ток с электрическим вентилем и электромагнитный тормоз-замедлитель с управл емым электрическим вентилем, управл ющий электрод которого подключен к регулируемому делителю напр жени , кинематически св занному с педалью тормоза транспортного средства, о т- личающа с  тем, что, с целью повыше- ни  эффективности путем обеспечени  долговечности и надежности и более полной утилизации теплоты, она дополнительно содержит тепловой аккумул тор, снабженный электронагревателем и паровым клапаном, расходуемое активное вещество, например угольную или коксовую крошку, термоэлемент и блок управлени , снабженный основным и вспомогательным каналами, каждый из которых выполнен с входом и выходом, измерительным каналом, и индикатор, причем электронагреватель подключен через блок управлени  к электрическому вентилю преобразовател  колебаний транспортного средства в электрический ток и к управ- л рмому электрическому вентилю электромагнитного тормоза-заме дли те л , вспомогательный электронагревательный элемент и датчик температуры пара размещены в теплообменнике и подключены соответственно к выходу и входу вспомогательного канала блока управлени , расходуемое активное вещество размещено между электронагревательными элементами термохимического реактора, в последнем установлен термоэлемент и это вещество и термоэлемент подключены соответственно к выходу и входу основного канала блока управлени , а электромагнитный клапан подключен к датчику температуры через измерительный канал блока управлени .

2,Установка по п. 1,отличающа - с   тем, что она дополнительно содержит логический элемент ИЛИ, коммутатор и усилитель , причем система охлаждени  выполнена герметичной и подключена к вод ному испарителю, последний св зан через электромагнитный клапан с вод ным баком, датчик уровн  воды которого подключен к индикатору блока управлени , выходы основного и вспомогательного каналов блока управлени  св заны с входами логического элемен а ИЛИ, его выход через усилитель подключен к коммутатору, включенному в цепь питани  нагревательных элементов, а цепь питани  усилител  подключена к источнику тока через пороговый элемент.

3.Установка по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю - щ а   с   тем, что каждый из каналов блока управлени  выполнен в виде операционного усилител  с входным делителем напр жени  и цеп ми положительной и отрицательной св зей и тиристора, причем входы усилителей  вл ютс  входами указанных каналов, а выходы - выходами тиристоров ,

4251

«I

.,B2