Комбинированный двигатель
Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для более полного использования энергии топлива, сжигаемого в поршневом двигателе внутреннего сгорания. Предлагаемый комбинированный двигатель содержит: поршневой двигатель внутреннего сгорания 1 с выпускным 2 и впускным 3 коллекторами, причем первый соединен с газовой турбиной 4, вал которого приводит во вращение ротор высокочастотного электрогенератора 6, вырабатывающего электроэнергию, и вал компрессора 5, подающего сжатый воздух во впускной коллектор 3.
Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для более полного использования энергии топлива, сжигаемого в поршневом двигателе внутреннего сгорания.
Известны созданные для этих целей комбинированные двигатели. Известен комбинированный двигатель внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом, содержащий: поршневую часть - дизель или бензиновый двигатель, компрессор для предварительного сжатия воздуха, подаваемого в цилиндры, и турбины для продолженного расширения газов, приводящей в действие компрессор (Белов П.М., Бурячко В.Р., Акатов Е.И. Двигатели армейских машин. Часть 1. М.: Воениздат, 1971. - 512 с.).
Недостатком этой конструкции является использование весьма незначительной доли энергии отработавших газов, выбрасываемых в атмосферу.
Известен также комбинированный двигатель внутреннего сгорания, содержащий: поршневую часть - дизель или бензиновый двигатель, компрессор для предварительного сжатия воздуха, подаваемого в цилиндры, газовой турбины, приводящей в действие компрессор, и силовой
газовой турбины, работающей за счет энергии отработавших газов и передающей вырабатываемую мощность на коленчатый вал поршневого двигателя с помощью механической шестеренной передачи (Климов А.К, Керамика «осваивает» дизель // Автомобильная промышленность. №12. 1993. - С.10-11).
Недостатком этой конструкции являются:
1. Наличие механических потерь в процессе передачи энергии от вала силовой турбины на коленчатый вал поршневого двигателя с помощью механической шестеренной передачи.
2. Невозможность согласования частот вращения вала силовой газовой турбины и коленчатого вала поршневого двигателя, которые имеют различную динамику, только с помощью механической шестеренной передачи без установки гидравлической муфты.
Данная конструкции двигателя является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и принята за прототип.
Задачей предложения является выработка дополнительной мощности без дополнительных затрат топлива за счет энергии отработавших газов при исключении недостатков, присущих прототипу.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в комбинированном двигателе внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом между газовой турбиной и компрессором, подающим сжатый воздух во
впускной коллектор, установлен высокочастотный электрический генератор, вырабатывающий электроэнергию, ротор которой приводит во вращение от вала газовой турбины.
Анализ предлагаемого решения и известных позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.
Предложение поясняется рисунком (фиг.1), где изображено принципиальное устройство комбинированного двигателя.
Предлагаемый комбинированный двигатель содержит: поршневой двигатель внутреннего сгорания 1 с выпускным 2 и впускным 3 коллекторами, причем первый соединен с газовой турбиной 4, вал которого приводит во вращение ротор высокочастотного электрогенератора 6, вырабатывающего электроэнергию, и вал компрессора 5, подающего сжатый воздух во впускной коллектор 3.
Предлагаемый комбинированный двигатель работает следующим образом.
Отработавшие газы поршневого двигателя внутреннего сгорания 1 по выпускному коллектору 2 поступают в газовую турбину 4, вал которой вращает ротор высокочастотного электрогенератора 6, производящего электроэнергию, которая может быть полезно использована. Часть энергии, передаваемая от вала газовой турбины 4 ротору высокочастотного
электрогенератора, передается через него на вал компрессора 5, с помощью которого производится наддув поршневого двигателя внутреннего сгорания 1.
По сравнению с прототипом в предлагаемом комбинированном двигателе отсутствует механическая передача, и, следовательно, связанные с ее наличием механические потери, а также нет необходимости согласовывать частоты вращения коленчатого вала поршневого двигателя и устройства (электрогенератора), производящего, производящего дополнительную работу.
Комбинированный двигатель, содержащий поршневой двигатель внутреннего сгорания, газовую турбину и компрессор для нагнетания воздуха в цилиндры поршневого двигателя внутреннего сгорания, отличающийся тем, что между газовой турбиной и компрессором размещен высокочастотный электрогенератор, причем его ротор приводится в действие от вала газовой турбины.
