SU857521A1

SU857521A1 - Internal-combustion engine

Info

Publication number: SU857521A1
Application number: SU782609189A
Authority: SU
Inventors: Станислав Александрович Синатов; Владимир Константинович Аберьянов
Original assignee: Ленинградское Высшее Инженерное Строительное Училище Им. А.Н.Комаровского
Priority date: 1978-04-24
Filing date: 1978-04-24
Publication date: 1981-08-23

Description

(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(54) INTERNAL COMBUSTION ENGINE

1one

Изобретение относитс к машиностроению , в частности к двигател м внутреннего сгорани с наддувом и с системами испарительного охлаждени .This invention relates to mechanical engineering, in particular, to internal combustion engines with supercharging and evaporative cooling systems.

Известны двигатели, содержащие испаритель , установленный в выхлопном тракте, и паровую турбину. В испаритель подаетс вода из постороннего источника и потери тепла в систему охлаждени не утилизируютс 1.Known engines containing an evaporator installed in the exhaust path, and a steam turbine. Water from an external source is supplied to the evaporator and heat losses to the cooling system are not utilized.

Известны также двигатели внутреннего сгорани , содержащие систему жидкостного испарительного охлаждени , снабженную подогревателем, установленным в выхлопном тракте двигател , и испарителем, вод на полость которого подключена к рубащке охлаждени двигател через насос, а парова - к расширительной турбине, вал которой соединен с валом компрессора 2.Also known are internal combustion engines containing a liquid evaporative cooling system equipped with a heater installed in the engine exhaust duct and an evaporator, water to the cavity of which is connected to the engine cooling jacket through the pump, and the steam to the expansion shaft of the compressor 2 .

Известные двигатели внутреннего сгорани неудовлетворительно работают в режимах пуска и останова двигател , когда температура воды Б системе охлаждени недостаточно высока дл генерации пара в пароотделителе.The known internal combustion engines do not perform satisfactorily in the engine start and stop modes when the temperature of water B in the cooling system is not high enough to generate steam in the steam trap.

Цель изобретени - улучшение запуска и охлаждени двигател в режимах пуска и останова.The purpose of the invention is to improve the starting and cooling of the engine in the start and stop modes.

Дл достижени поставленной цели соединение вала турбины с валом компрессора выполнено через управл емую фрикционную муфту, вал компрессора дополнительно соединен с валом двигател через обгонную муфту, а вал насоса кинематически св зан с валом компрессора.To achieve this goal, the turbine shaft is connected to the compressor shaft via a controllable friction clutch, the compressor shaft is additionally connected to the engine shaft via an overrunning clutch, and the pump shaft is kinematically connected to the compressor shaft.

На чертеже представлена принципиальна схема предлагаемого устройства.The drawing shows a schematic diagram of the proposed device.

Двигатель 1 внутреннего сгорани содержит корпус с последовательно соединенными полост ми охлаждени (рубашка охлаждени ). Теплообменник 2 (подогреватель) установлен в выхлопном тракте 3 двигател . 15 Пароотделитель 4 с устройством дл его подпитки, струйный насос 5 и циркул ционный насос 6, снабженный байпасным трубопроводом 7, который подключен к соплу струйного насоса 5, образуют систему подачи жидкости в двигатель. Кроме того, в байпасном трубопроводе 7 размещен регулирующий клапан 8. Вал 9 циркул ционного насоса 6 св зан с вспомогательнымThe internal combustion engine 1 comprises a housing with cooling cavities connected in series (cooling jacket). The heat exchanger 2 (heater) is installed in the exhaust path 3 of the engine. 15 A steam separator 4 with a device for its feeding, a jet pump 5 and a circulation pump 6, equipped with a bypass pipe 7, which is connected to the nozzle of the jet pump 5, form a system for supplying fluid to the engine. In addition, a control valve 8 is placed in the bypass line 7. The shaft 9 of the circulation pump 6 is connected to the auxiliary

валом 10, приводимым от двигател 1, через обгонную муфту 11, а с валом 12 наддувочного компрессора 13 посредством зубчатой передачи 14. Вал 12 компрессора 13 соединен с валом 15 утилизационной паровой турбины 16 через управл емую фрикционную муфту 17. Турбина 16 подключена к пароотделителю 3 трубопроводом 18.shaft 10 driven by engine 1 through an overrunning clutch 11, and with shaft 12 of the charge compressor 13 via a gear train 14. Shaft 12 of compressor 13 is connected to shaft 15 of a utilization steam turbine 16 via a controlled friction clutch 17. Turbine 16 is connected to a steam separator 3 pipeline 18.

В режиме пуска и прогрева двигател обгонна муфта 11 включена, а управл ема фрикционна муфта 17 отключена. Привод циркул ционного насоса 6, работающего на относительно холодной воде, и наддувочного компрессора 13, осуществл етс от коленчатого вала двигател 1 через вал IQ, муфту 11, вал 9, зубчатую передачу 14 и вал 12. Регулирующий клапан 8 на байпасном трубопроводе 7 закрыт.In the mode of starting and warming up the engine, the overrunning clutch 11 is on, and the friction clutch 17 is switched off. The circulation pump 6, operating on relatively cold water, and the charge compressor 13, are driven from the engine crankshaft 1 through the IQ shaft, the coupling 11, the shaft 9, the gear 14 and the shaft 12. The control valve 8 on the bypass pipe 7 is closed.

При выходе двигател на нагрузочный режим температура воды в системе охлаждени достигает значени , при котором начинаетс генераци пара в пароотделителе 3, поступление его по трубопроводу 18 в утилизационную паровую турбину 16 и разгон последней. После достижени валом 15 определенной скорости вращени производитс выключение муфты 17. При этом муфта 11 автоматически разъедин ет валы 9 и 10 в тот момент, когда скорость вращени вала 9 превысит скорость вращени вала 10. Таким образом, в нагрузочном режиме привод циркул ционного насоса 6 и компрессора 13 осуществл етс от вала 15 утилизационной паровой турбины 16 через муфту 17, вал 12, зубчатую передачу 14 и вал 9.When the engine reaches the load mode, the temperature of the water in the cooling system reaches the value at which the steam generation in the steam separator 3 begins, its flow through pipeline 18 to the utilization steam turbine 16 and acceleration of the latter. After the shaft 15 has reached a certain rotational speed, the clutch 17 is shut down. At the same time, the clutch 11 automatically disconnects the shafts 9 and 10 at that moment when the rotation speed of the shaft 9 exceeds the speed of rotation of the shaft 10. Thus, in load mode, the drive of the circulation pump 6 the compressor 13 is carried out from the shaft 15 of the utilization steam turbine 16 through the coupling 17, the shaft 12, the gear 14 and the shaft 9.

Характерной особенностью работы утилизационной паровой турбины 16 вл етс увеличение ее мощности и скорости вращени вала 15 при возрастании нагрузки на двигател{1. Это приводит к соответствующему повыщению давлени наддува и увеличению подачи циркул ционного насоса 6, что позвол ет обеспечить устойчивую бескавитационную работу циркул ционного насоса на гор чей воде с температурой выще 100°С при малой высоте расположени пароотделител . При этом подача насоса при работе двигател в нагрузочном режиме тем больще превыщает необходимую дл нормального охлаждени двигател , чем A characteristic feature of the operation of the utilization steam turbine 16 is an increase in its power and speed of rotation of the shaft 15 with an increase in the load on the engine {1. This leads to a corresponding increase in the charge pressure and an increase in the supply of the circulation pump 6, which ensures a stable cavitation free operation of the circulation pump on hot water with a temperature higher than 100 ° C at a low height of the steam trap. In this case, the pump flow during engine operation under load conditions, the more it exceeds that required for normal engine cooling than

выще нагрузка на двигатель. Это дает возможность направл ть избыток воды с нагнетани на всасывание насоса по байпасному трубопроводу 7 через частично открытый регулирующий клапан 8, использу энергию перепускаемого потока дл создани необходимого подпора на всасывании циркул ционного насоса.Higher engine load. This makes it possible to direct excess water from the injection to the pump suction through the bypass pipe 7 through the partially open control valve 8 using the energy of the bypass flow to create the necessary suction pressure of the circulation pump.

В режиме остановки и расхолаживани двигател привод валов компрессора и насоса вновь осуществл етс от коленчатого вала две, что обеспечиваетс отключением муфты 17 и включением муфты 11.In the mode of stopping and cooling the engine, the drive shafts of the compressor and pump are again carried out from the crankshaft two, which is ensured by disengaging the clutch 17 and turning on the clutch 11.

Таким образом, улучшаетс запуск и охлаждение двигател в режимах пуска и останова за счет увеличени расхода воздуха и более полного сгорани топлива в цилиндрах, а также повыщаетс экономичность за счет использовани дл привода циркул ционного насоса и наддувочного компрессора утилизационной паровой турбины .Thus, starting and cooling the engine in start and stop modes is improved by increasing air flow and more complete combustion of the fuel in the cylinders, and also improves efficiency by using a circulating pump and boost compressor for the utilization steam turbine to drive.

Claims

1. US patent number 3979913, class. 60-618, published. 1976.

2. USSR author's certificate number 119039, cl. F 01 R 9/00, 1933.