SU68752A1 - Газогенераторный тепловоз - Google Patents

Description

Насто щим изобретением предлагаетс  газогенераторный тепловоз, отличительной особенностью которого  вл етс  совокупное применение: главных реверсивных двигателей непосредственного действи , газогенераторов с вод ными парообразующими рубашками, вспомогательного газового двигател -компрессора и, наконец , турбогазовоздуходувки.

Последн   состоит из имеющих общий вал газовой турбины, колеса воздушного нагнетател  и колеса газового нагнетател .

Вспомогательный газовый двигатель-компрессор служит дл  сжати  воздуха с присадкой в него пара из рубашек газогенераторов и подачи смеси сжатого воздуха с паром в резервуары. Эта смесь служит рабочим телом дл  главных двигателей при трогании тепловоза с места и преодолении подъемов.

На фиг. 1 схематически изображен общий вид газогенераторного тепловоза сбоку; на фиг. 2 - то же сверху; на фиг. 3 - поперечный разрез главного реверсивного двигател  и передачи к колесам; на фиг. 4 - продольный разрез части цилиндра главного двигател ; на фиг. 5 - разрез по А-Б; на фиг. 4; на фиг. б и 7 - воздухораспределитель в двух проекци х; на фиг. 8 - продольный разрез турбогазовоздуходувки.

На тендере тепловоза установлены два газогенератора 7 и 2 (фиг. 1) с вертикально расположенными загр зочньши шахтами, снабженными во д ными парообразующими рубашками (на фиг. 1 не показаны). Вырабатываемый в газогенераторах газ, пройд  через очистители и охладители, поступает в главные реверсивные двигатели непосредственного действи  3 к 4, а затем в вспомогательный газовый двигатель-компрессор 5. Двигатели расположены на раме 6 тепловоза , имеющего колесную формулу 2-5-2.

В газогенераторах 1 и 2 сжигают каменный уголь или другое топливо.

При нормальном режиме, во врем  движени  поезда, двигатели 3 и 4 работают непосредственно на газогенераторном газе и привод т во вращение п ть ведущих осей 7 тепловоза .

При трогании . с места груженого состава, а также на подъемах,, в рабо95

чие полости цилиндров двигателей 3 и 4, или одного из них, рабочее тело- сжатый воздух с примесью пара-давлением до 16 am - подают из резервуара 8. В этом случае рабочие полости двигателей 5 и 4 работают как цилиндры паровой машины.

Приготовление смеси сжатого воздуха с паром производит вспомогательный газовый двигатель - компрессор 5. Пар, поданный в рабочие лолости компрессора в начале хода сжати , приготовленный в вод ной парообразующей рубашке газогенераторов 7 и 2, смешиваетс  с засасываемым компрессором из атмосферы воздухом и сжимаетс  до давлени  16jm. Сжата  смесь воздуха с паром подаетс  в резервуары 8, откуда он расходуетс  по мере надобности. Двигатели 3 VI 4 работают по двухтактному циклу и имеют шесть цилиндров с общей дл  каж.дых двух смежных .цилиндров камерой сжати . Зажигание осуществл етс  от магнето (на чертеже не показано). С целью уменьшени  дезаксажа угол между ос ми смежных цилиндров прин т равным 9° (см. фиг. 3). Все шатуны 9 центральные , дл  чего правый р д цилиндров смещен относительно левого р да на ширину шатуна.

Оси двигателей 3 т 4 расположены перпендикул рно продольной оси тепловоза .

Во втулке цилиндра над р дом продувочных окон Ю расположен р д газовых окон 77. Фазы открыти  их определ ютс  положением непрерывно вращающегос  золотника 72 (фиг. 4 и 5), снабженного снаружи черв чным колесом, приводимым в движение от черв чного вала 13. При движении поршней вниз в цилиндре с тактом выхлопа поршень 14 открывает выхлопные окна, и выхлопные газы устремл ютс  в коллектор. В то же врем  в цилиндре с тактом сжати  поршень 75 открывает газовые окна, но они под действием вращающегос  золотника 72 продолжают оставатьс  закрытыми. При дальнейшем движении поршн  к нижней мертвой точке открываютс  продувочные окна и начинаетс  процесс продувки. Волна продувочного воздуха течет вверх по

96

ЦИЛИНДР} с тактом всасывани , плавно поворачивает по сферическому днищу крышки цилиндров и далее опускаетс  в цилиндре тактом выхлопа. Когда поршень начинает подниматьс  вверх золотник 72 открывает газовые окна, в цилиндр одновременно поступает и газ и воздух; при дальнейшем движении поршн  75 вверх воздушные окна закрываютс  и в цилиндры начинает поступать только газ. Далее газовые окна закрываютс  поршнем 75 и одновременно с этим выхлопные окна закрываютс  поршнел: 14. Регулиру  момент открыти  газовых окон, .Г10жно легко добитьс  положени , при котором исключаетс  попадание газа в выхлопной коллектор . При понижении нагрузки тепловоза момент открыти  газовых окон золотником 72 отдал етс  и при определенной нагрузке он может наступить после момента закрыти  продувочных окон.

Регулирование начала подачи газа производитс  смещением черв чного вала 13 в осевом направлении, ввиду большого количества газовых окон с малой шириной аксиальное перемещение черв чного вала дл  регулировки , равное ходу по винтовой линии,  вл етс  небольшой величиной . Величина осевого перемещени  черв чного вала при регулировке, соответствующа  полному его обороту , дает возможность регулировать врем  - сечение газовых окон от нул  до максимума - и осуществл ть реверс двигателей.

Приготовление воздуха и газа дл  зар дки цилиндров двигател  происходит в турбогазовоздуходувках 16, расположенных непосредственно с торца двигателей. Турбогазовоздуходувка состоит из объединенных общил валом 77 газовой турбины 18 колеса 19 воздушного нагнетател  и колеса 20 газового нагнетател . Колесо 19 засасывает воздух непосредственно из помещени  тепловоза, вентилиру  его. Колесо 20 засасывает газ из газогенераторов 7 и 2, причем газ по пути последовательно проходит грубый очиститель 27, охладитель 22, тонкий очиститель и охладитель 23, расположенный между двигател ми 3 и 4.

Наружный диаметр колеса 20 значительно больше диаметра колеса 79, так что газ на своем пути преодолевает сопротивление, значительно большее сопротивлени , преодолеваемого на своем пути воздухом.,

Газова  турбина 18 приводитс  в движение выхлопными газами и смесью сжатого воздуха с паром.

Дл  увеличени  мощности двигател  количество сжатого воздуха, подаваемого дополнительно в газовую турбину, увеличивают, в результате чего число оборотов вала турбогазовоздуходувки растет, давление наддува газа и воздуха увеличиваетс  и пропорционально этому- увеличиваетс  мощность двигател . Увеличение весового зар да выхлопных газов , получающихс  при этом, создает автоматическую приспособл емость турбины и всего двигател  к изменению нагрузки и режима работы. Аналогичные  влени  будут происходить при снижении нагрузки тепловоза , только в обратном пор дке. Передача энергии от двигател  на ведущие оси тепловоза осуществл етс  через две ведущие шестерни 24 (фиг. 3), сид щие на торцах коленчатого вала 25. Кажда  шестерн  24 передает .усилие на две ведомые шестерни 26, сид щие на полых валах 27 ведущих осей тепловоза. От каждого полого вала механическа  энерги  передаетс  на внутренний вал, т. е. на ведущие оси 7 колеса 28 через шесть цилиндрических пружин 29. Последние работают только на сжатие и  вл ютс  амортизаторами, предохран ющими зубчатую передачу от толчков и ударов при прохождении тепловозом стыков, стрелок, закруглений пути и т. п. Таким образом, передача крут щего момента двигател  происходит одновременно через два зуба каждой ведущей шестерни 24. Дл  увеличени  полезного сцепного веса и осуществлени  реверса тепловоза средн   ведуща  ось св зана- с двум  соседними сцепными ос ми спарниками 30 (фиг. I). Регулирование наполнени  рабочих полостей двигателей 3 и 4 смесью воздуха и пара, при работе на смеси,, производитс  воздухораспределител ми 31

Свод в. 6.

(фиг. 3), расположенными в крышках

32цилиндров. Смесь через канал

33(фиг. б и 7) в крышке 32 цилиндра поступает в корпус 34, где расположен клапан со стержнем 35, на нижнем конце которого сидит тарелка 36, а на верхнем конце - подпружиненный поршенек 37.

Распределительный вал 38 (фиг. 7) имеет два осевых канала 39, соединенных с резерву аром-5, и два осевых канала 40, соединенных с атмосферой.

При вращении распределительного вала 38 эти каналы попеременно сообщают полость над поршеньком 37 через отверстие 41 то с атмосферой, то с резервуаром 8, Когда,полость над поршеньком соединена с резервуароАн 8 - клапан опуститс  благодар  разности диаметров тарелки 36 и поршенька 37, и рабоча  смесь поступит в цилиндры двигател . При сообщении полости над поршеньком с атмосферой клапан подниметс  и прекратит доступ рабочей смеси в цилиндры . Благодар  тому, что окна 42 и 43 осевых каналов имеют скошенные кромки, необходима  отсечка устанавливаетс  путем осевого смещени  распределительного вала. Р д окон 42 служит дл  правого вращени , р д окон 43 - дл  левого вращени  валов двигателей.

Предмет изобретени 

Газогенераторный тепловоз, о тличающийс  совокупным применением: а) главных реверсивных двигателей непосредственного действи ; б) газогенераторов с вод ными парообразующими рубашками; в) резервуаров смеси сжатого воздуха и пара, рабочим телом дл  главных двигателей при трогании тепловоза с места и преодолении подъемов; г) вспомогательного газового двигател  компрессора, сл окащего дл  сжати  воздуха и присадки пара из вод ных парообразующих рубашек газогенераторов, с целью пополнени  резервуаров; д) турбогазовоздуходувки , состо щей из объединенных общим валом газовой тзфбины, колеса воздушного нагнетател  и колеса газового нагнетател .

9Т

-, г

vMi

32

7

Фиг. 3

99

iT

Фиг. 4