Claims (2)
Указанна цель достигаетс тем, 30 что двигатель снабжен воздушным нагнетателем , воздушной турбиной и воздухоподогревателем , причем нагнета-тель кинематически св зан с утилизационной турбиной и подключен напорны патрубке к магистрали подачи воздуха в воздушную турбину, последн кинематически св зана с вертил тором обдува воздухоохладител , а воздухоподогреватель включен своими нагреваемыми поверхност ми в магистраль выпуска отработавших газов утилизац онной турбины и охлаждаемыми - в ма гистраль подачи воздуха в воздушную турбину. Кроме того, вентил тор радиатора системы охлаждени снабжен дополнительной воздушной турбиной и кинема тически св зан с двигателем через ва риатор, а магистраль подачи сжатого воздуха выполнена разветвленной и кажда ее ветвь подключена к одной из воздушных турбин, причем вариатор может быть выполнен в виде гидромуфт Двигатель снабжен также дополнительной камерой сгорани и напорный патрубок нагнетател сообщен с утили зационной турбиной через обводную трубу, причем дополнительна камера сгорани установлена в отводной труб а газопровод снабжен органом поочере ного подключени выхлопного патрубка турбокомпрессора к утилизационной турбине и к атмосфере. На чертеже схематически изображен предлагаемый двигатель внутреннего сгорани . Силова установка, содержаща дви гатель внутреннего сгорани 1 с валом 2, снабжена вспомогательным элек тростартером 3, обеспечивающим его питание, и ресивером 4 с подключенным к нему турбокомпрессором 5. К вы хлопному патрубку 6 турбокомпрессора через газопровод 7 подключена утилизационна турбина 8, кинематически св занна с нагнетателем 9, и кинематически св занна через муфту 10 с вспомогательным электростартером 9 и снабженна магистралью 11 выпуска отработавших газов. Нагнетатель подключен напорным патрубком 12 к магистрали 13 подачи сжатого воздуха в воздушные турбины 14 и 15. В магистраль 11 выпуска отработавших газов включен своими 1нагреваемыми поверхност ми воздухоподогреватель 16, выполненный врашающимс с механическим приводом 17 Охлаждаемые поверхности воздухоподо гревател включены в магистраль 13 подачи сжатого воздуха в воздушную турбину 14 привода вентил тора 1б обдува воздухоохладител 19 и в дополнительную воздушную турбину 15 привода вентил тора 20 обдува радиа тора 21 системы охлаждени . Вентил тор 20 через вал 22 св зан с Всшом 2 двигател через вариатор 23,который может быть выполнен в виде гидромуфты. Напорный патрубок 12 нагнетател сообщен с утилизационной турбиной 8 через обводную трубу 24,в которой установлена дополнительна камера 25 сгорани и запорные клапаны 26. Газопровод 7 снабжен органом 28 поочередного подключени вых/ опного патрубка трубокомпрессора кутилизационной турбине 8 и к атмосфере , например золотником 27. Магистраль 13 выполнена разветвленной на две ветви 29 и 30 и кажда ее ветвь подключена к одной из турбин. Причем н ветви 30 установлен дополнительный запорный орган 31. Работа двигател внутреннего сгорани на различных режимах осуществл етс следующим образом. На экслуатационных режимах атмосферный воздух сжимаетс в турбокомпрессоре 5 и, пройд воздухоохладитель 19, попадает через ресивер 4 непосредственно в двигатель внутреннего сгорани 1. Поток газов от двигател расшир етс в турбине 8 турбокомпрессора и затем, проход через золотник 27, установленный в положении Открыто, вторично расшир етс в утилизационной турбине, а затем по магистрали 11 выпуска отработавших газов поступает к нагреваемым поверхност м воздухоподогревател 16. Одновременно нагреватель 9, св занный ки-нематически с утилизационной турбиной 8 и приводимый ею во вращение, сжимает поток воздуха и направл ет его к охлаждаемым поверхност м воздухоподогревател 16. При этом запсрные клапаны 26 наход тс в положении Закрыто,а посредством муфты 10 вспомогательный злектростартер 3 отключен от нагревател 9. С помощью привода 17 осуществл етс вращение воздухоподогревател (если он выполнен вращающимс ). Затем сжатый воздух по обводной трубе 24 подаетс на рабочие решетки воздушных турбин 14 и 15 привода вентил торов обдува воздухоохладител 19 и радиатора 21 системы охлаждени . Через вал 22 избыток мощности передаетс гидромуфтой 23 на вал 2 двигател 1. Запуск двигател осуществл етс в следующей последовательности. Запорные клапаньл 26 устанавливаютс в положении Открыто, золотник 27 - в положении Перепуск,запорный орган 31 - в положении Закрыто, муфта 10 обеспечивает жесткую св зь вспомогательного электростартера 3 с нагревателем 9. Электростартер 3 включают в цепь питани и производ т раскрутку общего ротора утилизаци-онной турбины и нагнетател до режима воспламенени топлива, подаваемого в дополнительную камеру 25 сгорани . После достижени устойчивого горени и iMepe 25 сгорани дальней ша раскрутка упом нутого ротора происходит за счет увеличени подачи топлива в камеру 25 сгорани , при этом производ т отключени электростартера 3 от ротора муфтой 10. Рас ширившийс в утилизационной, турбине 8 газ поступает в магистраль 11 выпу ка отработавших газов и далее - в воздухоподогреватель 16, а затем в атмосферу. Часть сжатого в нагнетателе 9 во духа (около 30-40%) поступает через воздтухоподогреватель на рабочую реше ку воздушной турбины 15, мощностью которой через вал 22 и вариатор 23 осуществл етс .раскрутка вала 2 двигател 1. После запуска двигател газы, выход щие из двигател 1, расшир ютс в турбине 6 турбокомпрессора и, пройд орган поочередного подключени 27, з -пускаютс в атмосферу (по линии 3). По дос- ижек-ик устойчивой работы двигател 1 прекращаетс подача топлива в ка-.еру 25 сг .„/,..ани , клапаны 26 устанавливаютс в положение закрыто , орган 27 - в положение подключени выхлопного патрубка турбокомпрессора к утилизационной турбине . Наличие воздушного нагнетател воздушной турбины и воздухоподогревател позвол ет повысить эффективность системы за счет использовани , в дополнение к энергии, вырабатываемой в утилизированной турбине, тер 1ического потенциала отработавших газов, что более, чем в 1,5 раза увеличивает работоспособность сжатого воздуха. Благодар отбору тегшоты от упом нутых газов высвободивша с энерги повышаетс до уровн , близкого к эффективной работе утилизационной турбины. Учить} ва эффективность турбопривода вентил торов обдува воздухоохладител и радиатора системы охлаждени двигате л около 50% мощности т;рбин можно передавать на вал двигател через гидромуфту, так как эта мощность не может быть использована на вентил то рах системы охлаждени двигател . Таким образом, образованна замкнута система отбора мощности от утилизационной турбины может использоватьс как в случае избыточного потреблени мощности, по сравнению с требуемой дл системы охлаждени , так и на дру гих эксплуатв-ционных режимах. . Установка Дополнительной обводной трубы с камерой сгорани системы поз вол ет получить дополнительные преим щества поскольку дл раскрутки ротор с утилизационной турбиной требуетс стартер, мощностью на пор док меньшей , чем дл непосредственного двигател . Формула изобретени 1.Двигатель внутреннего сгорани , содержащий турбокомпрессор, подключенный к ресиверу через воздухоохладитель , утилизационную турбину, подключенную к выхлопному патрубку турбокомпрессора через газопровод, кинематически св занную с вспомогательным электростартером и снабженную магистралью выпуска отра ботавших газов, вентил тор обдува воздухоохладител и радиатор системы охлаждени с вентил тором , отличающийс тем, что, с целью повышени экономичности путем повышени эффективности использовани энергии сжатого воздуха, двигатель снабжен воздушным нагнетателем, воздушной турбиной и воздухоподогревателем, причем нагнетатель кинематически св зан с утилизационной турбиной и подключен напорным патрубком к магистрали подачи воздуха в воздушную турбину, последн кинематически св зана с вентил тором обдува воздухоохладител , а воздухоподогреватель включен своими нагреваемыми поверхност ми в магистраль выпуска отработавших газов утилизационной турбины и охлаждаемыми - в магистраль подачи воздуха в воздушную турбину. 2.Двигатель по п. 1, отличающийс тем, что вентил тор радиатора системы охлаждени снабжен дополнительной воздушной турбиной и кинематически св зан с двигателем через вариатор, а магистраль подачи сжатого воздуха выполнена разветвленной и кажда ее ветвь подключена к одной из воздушных турбин. 3.Двигатель по п. 2, о т л ичающийс тем, что вариатор выполнен в виде гидромуфты. 4.Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийс тем, что он снабжен дополнительной камерой сгорани и напорный патрубок нагнетател сообщен с утилизационной турбиной через обводную трубу, причем дополнительна камера сгорани установлена в обводной трубе, а газопровод снабжен органом поочередного подключени выхлопного патрубка турбокомпрессора к утилизационной турбине и к атмосфере. Источники информации, прин тые во внимание при эксперакзе 1.Патент США № 3570240, кл. 60-611, опублик. 1971. This goal is achieved by the fact that the engine is equipped with an air blower, an air turbine and an air heater, the blower is kinematically connected to the utilization turbine and the pressure pipe is connected to the air supply line to the air turbine, the latter is kinematically connected to the air cooler blowing unit, and the air heater is connected by its heated surfaces to the exhaust gas line of the utilization turbine and cooled — to the air supply line to the air tour Inu. In addition, the radiator fan of the cooling system is equipped with an additional air turbine and is kinematically connected to the engine through a variator, and the compressed air supply line is branched and each branch is connected to one of the air turbines, and the variator can be made in the form of hydraulic couplings. it is also provided with an additional combustion chamber and the pressure pipe of the supercharger communicates with the utilization turbine through a bypass pipe, with an additional combustion chamber installed in the exhaust pipe and gas rovod body provided poochere Nogo connecting the exhaust manifold to the turbocharger turbine and to the utilization atmosphere. The drawing shows schematically the proposed internal combustion engine. The power plant containing an internal combustion engine 1 with shaft 2 is equipped with an auxiliary electric starter 3 providing its power, and a receiver 4 with a turbocompressor 5 connected to it, through a gas pipeline 7 a utilization turbine 8 is connected, kinematically connected with a supercharger 9, and kinematically connected through a coupling 10 with an auxiliary electric starter 9 and provided with a main line 11 for exhaust gas exhaust. The blower is connected by a pressure pipe 12 to the compressed air supply line 13 to the air turbines 14 and 15. The exhaust gas line 11 includes an air preheater 16, which is made with a mechanical drive, with its 1 heated surfaces. 17 The cooled air heater surfaces are connected to the compressed air supply line 13. an air turbine 14 for driving the fan 1b to blow air cooler 19; and to an additional air turbine 15 for driving the fan 20 blowing on the radiator 21 of the cooling system. The fan 20 is connected via a shaft 22 to the Vschom 2 engine through a variator 23, which can be made in the form of a hydraulic clutch. The discharge nozzle 12 of the supercharger communicates with the utilization turbine 8 through a bypass pipe 24, in which an additional combustion chamber 25 and shut-off valves 26 are installed. The gas pipeline 7 is equipped with an organ 28 for alternately connecting the exhaust / opne pipe of the compressor for the utilization turbine 8 and to the atmosphere, for example a spool 27. Highway 13 is branched into two branches 29 and 30 and each branch is connected to one of the turbines. Moreover, on branch 30, an additional locking member 31 is installed. The operation of the internal combustion engine in various modes is carried out as follows. In operational modes, atmospheric air is compressed in turbocharger 5 and, after passing through air cooler 19, passes through receiver 4 directly into the internal combustion engine 1. The gas flow from the engine expands in the turbine 8 of the turbocharger and then pass through the spool 27 installed in the Open position for the second time expands in the utilization turbine, and then via the exhaust line 11 goes to the heated surfaces of the air preheater 16. At the same time, the heater 9, which is connected kinetically to the u 8 and driven by it, rotates, compresses the air flow and directs it to the cooled surfaces of the air preheater 16. At the same time, the valves 26 are in the Closed position, and the clutch 10 is used to disconnect the auxiliary starter 3 from the heater 9. By means of the drive 17 the air preheater is rotated (if it is made rotating). The compressed air is then supplied through the bypass pipe 24 to the working grilles of the air turbines 14 and 15 of the drive of the fans of the air cooler 19 and the radiator 21 of the cooling system. Through the shaft 22, the excess power is transmitted by the hydraulic coupling 23 to the shaft 2 of the engine 1. The engine is started in the following sequence. Shut-off valves 26 are installed in the Open position, the spool 27 is in the Bypass position, the locking member 31 is in the Closed position, the clutch 10 provides a rigid connection between the auxiliary electric starter 3 and the heater 9. The electric starter 3 is turned on in the power supply circuit and the common rotor of the utilization system one of the turbines and the supercharger to the mode of ignition of the fuel supplied to the additional combustion chamber 25. After sustained combustion and iMepe 25 long-distance combustion have been achieved, spinning of said rotor occurs by increasing the supply of fuel to combustion chamber 25, and the electric starter 3 is disconnected from the rotor by coupling 10. The gas expanded in the utilization turbine 8 goes to line 11 and is discharged ka exhaust gases and then - in the air heater 16, and then into the atmosphere. Part of the compressed air in the supercharger 9 (about 30-40%) enters through the air heater to the working grate of the air turbine 15, whose power through the shaft 22 and the variator 23 is the unwinding of the shaft 2 of the engine 1. After starting the engine, the gases coming from the engine 1 is expanded in the turbine 6 of the turbocharger and, having passed the alternate connection organ 27, are released into the atmosphere (via line 3). As a result of stable operation of the engine 1, the fuel supply to the chamber 25 of the mill. /, .. stops. The valves 26 are set to the closed position, the organ 27 to the position of the connection of the exhaust pipe of the turbocharger to the utilization turbine. The presence of an air blower of an air turbine and an air preheater makes it possible to increase the efficiency of the system by using, in addition to the energy generated in the recycled turbine, the thermal potential of the exhaust gases, which more than 1.5 times increases the efficiency of compressed air. Thanks to the selection of tagshots from the aforementioned gases, the liberated energy rises to a level close to the efficient operation of the utilization turbine. Teach} the efficiency of the turbo drive of the air cooler fans and the engine cooling system radiator and about 50% of the power; the staff can be transferred to the engine shaft through the hydraulic coupling, since this power cannot be used on the engines of the engine cooling system. Thus, the resulting closed power take-off system from the scraper turbine can be used both in the case of excess power consumption, as compared to the cooling system required, and in other operating modes. . The installation of an additional bypass pipe with a combustion chamber of the system makes it possible to obtain additional advantages, since a rotor with a scraper turbine requires a starter for spin-up, which is much less power than a direct engine. Claim 1. An internal combustion engine comprising a turbo compressor connected to a receiver through an air cooler, a utilization turbine connected to an exhaust pipe of a turbo compressor through a gas pipeline connected kinematically with an auxiliary electric starter and fitted with a exhaust pipe for exhaust gases, a fan cooler and a cooling fluid. with a fan, characterized in that, in order to increase efficiency by increasing energy efficiency compressed air, the engine is equipped with an air blower, an air turbine and an air heater, the blower is kinematically connected to a scraper turbine and connected by a pressure pipe to the air supply to the air turbine, the latter is kinematically connected to the blower of the air cooler, and the air heater is turned on by its heated surfaces in the exhaust gas line of the utilization turbine and cooled - in the air supply line to the air turbine. 2. An engine according to Claim 1, characterized in that the fan of the cooling system radiator is provided with an additional air turbine and is kinematically connected to the engine through the variator, and the compressed air supply line is branched and each branch is connected to one of the air turbines. 3. The engine according to claim 2, about the fact that the variator is designed as a hydraulic coupling. 4. The engine of PP. 1 and 2, characterized in that it is provided with an additional combustion chamber and the discharge port of the supercharger communicates with the utilization turbine through a bypass pipe, the additional combustion chamber installed in the bypass pipe, and the gas pipeline is provided with a body for alternately connecting the exhaust pipe of the turbocharger to the utilization turbine and to the atmosphere. Sources of information taken into account in the experiment 1. US Patent No. 3570240, cl. 60-611, published. 1971.
2.Авторское свидетельство СССР 661127, кл. F 02 В 37/00, 1976.2. Authors certificate of the USSR 661127, cl. F 02 B 37/00, 1976.
сиsi
1$1 $
2121
19nineteen