Комбинированный двигатель

Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано для повышения мощности и надежности поршневых двигателей 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, приводящую в действие компрессор 5, сжатый воздух из которого поступает в впускной коллектор 3 через стабилизатор температуры 6, содержащий теплоаккумулирующее вещество фазового перехода

Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано для повышения мощности и надежности поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Известны созданные для этих целей комбинированные двигатели внутреннего сгорания с наддувом.

Известен комбинированный двигатель внутреннего сгорания, содержащий: поршневую часть - дизель или бензиновый двигатель, компрессор для предварительного сжатия воздуха, подаваемого в цилиндры, и турбины для продолженного расширения отработавших газов, приводящей в действие компрессор (Белов П.М., Бурячко В.Р., Акатов Е.И. Двигатели армейских машин. Часть 1. М.: Воениздат, 1971. - 512 с.).

Недостатками этой конструкции являются:

1. Высокая температура надувочного воздуха, подаваемого в цилиндры поршневого двигателя внутреннего сгорания при его работе на больших нагрузках, что приводит к снижению плотности свежего заряда, и соответственно, к уменьшению коэффициента наполнения, в результате чего уменьшается мощность поршневого двигателя.

2. Относительно низкая температура наддувочного воздуха,

подаваемого в цилиндры поршневого двигателя внутреннего сгорания, при его работе на малых нагрузках, что приводит нарушениям в протекании рабочего процесса, вплоть до пропуска некоторых циклов при работе на газоконденсатных топливах. Кроме того, относительно низкая температура свежего заряда ведет к осмолению поршневых колец, отверстий распылителя форсунки и, как следствие, уменьшению сечения сопловых каналов, а значит и цикловой подачи топлива, что также вызывает снижение мощности двигателя.

Известен также комбинированный двигатель внутреннего сгорания, содержащий: поршневую часть - дизель или бензиновый двигатель, компрессор для предварительного сжатия воздуха, подаваемого в цилиндры, охладитель наддувочного воздуха, обеспечивающий его охлаждение перед поступлением в цилиндры при работе поршневого двигателя на больших нагрузках, и турбины для продолженного расширения отработавших газов, приводящей в действие компрессор (Дехович Д.А., Иванов Г.И., Круглов М.Г. и др. Агрегаты воздухоснабжения комбинированных двигателей. - М.: Машиностроение, 1973. - 295 с.).

Недостатками этой конструкции являются:

1. Значительные массогабаритные характеристики охладителей наддувочного воздуха и необходимость затраты энергии на перемещение холодного теплоносителя.

2. Дополнительное снижение температуры наддувочного воздуха при работе поршневого двигателя внутреннего сгорания на малых нагрузках, что усугубляет недостаток 2 аналога, изложенный выше.

3. Принципиальная невозможность обеспечения повышения температуры наддувочного воздуха при работе поршневого двигателя внутреннего сгорания на малых нагрузках.

Данная конструкции двигателя является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и принята за прототип.

Задачей предложения является обеспечение охлаждения наддувочного воздуха при работе поршневого ДВС на режимах больших нагрузок, подогрев наддувочного воздуха при работе поршневого ДВС на режимах малых нагрузок и, как следование, увеличение наполнения цилиндров поршневого ДВС свежим зарядом на режимах больших нагрузок и исключение осмоления деталей на режимах малых нагрузок.

Решение поставленной задачи достигается тем, что во впускной системе дизеля или бензинового двигателя после компрессора устанавливается стабилизатор температуры наддувочного воздуха, который содержит теплоаккумулирующее вещество фазового перехода и

обеспечивает практически неизменную температуру воздуха независимо от нагрузки на поршневой двигатель.

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, приводящеей в действие компрессор 5, сжатый воздух из которого поступает в впускной коллектор 3 через стабилизатор температуры 6, содержащий теплоаккумулирующее вещество фазового перехода.

Предлагаемый комбинированный двигатель работает следующим образом.

Отработавшие газы поршневого двигателя внутреннего сгорания 1 по выпускному коллектору 2 поступают в газовую турбину 4, приводящую в действие компрессор 5, из которого сжатый воздух поступает в стабилизатор температуры 6, где высокая температура воздуха, сжатого в компрессоре на режимах больших нагрузок, снижается за счет нагрева теплоаккумулирующего вещества фазового перехода, а невысокая

температура воздуха, сжатого в компрессоре на режимах малых нагрузок, повышается за счет подогрева от нагревшегося ранее теплоаккумулирующего вещества.

По сравнению с прототипом в предлагаемом комбинированном двигателе охлаждение наддувочного воздуха на режимах больших нагрузок (обеспечивающее повышение коэффициента наполнения и, соответственно, мощности) не требует затрат энергии на его охлаждение, а на режимах малых нагрузок исключает охлаждение наддувочного воздуха, а наоборот, обеспечивает его подогрев, что исключает опасность осмоления деталей поршневого двигателя внутреннего сгорания, что обеспечивает повышение мощности и надежность его работы.

Комбинированный двигатель, содержащий поршневой двигатель внутреннего сгорания, газовую турбину и компрессор для нагнетания воздуха в цилиндры поршневого двигателя внутреннего сгорания, отличающийся тем, что свежий заряд, сжатый в компрессоре, поступает в цилиндры через стабилизатор их температуры, причем последний содержит теплоаккумулирующее вещество фазового перехода.