Комбінований двигун внутрішнього згоряння

Комбінований двигун внутрішнього згоряння, що містить поршневі циліндри з індивідуальними впускними і випускними каналами, підключеними до обмінника тиску відповідно магістраллю для 3 35958 тоти обертання ротора хвильового обмінника тиску до його балансування пред'являються високі вимоги, так само як і до якості виготовлення підшипникового вузла. В основу корисної моделі поставлене завдання вдосконалення комбінованого двигуна вн утрішнього згоряння шляхом того, що обмінник тиску виконано у вигляді каскадного обмінника тиску, що приведе до підвищення коефіцієнта корисної дії двигуна і розширення області його ефективної роботи. Поставлена задача досягається тим, що у комбінованому двигуні вн утрішнього згоряння, що містить поршневі циліндри з індивідуальними впускними і випускними каналами, підключеними до обмінника тиску відповідно магістраллю для підведення стискаючого середовища і магістраллю для відведення стисненого повітря, згідно корисної моделі, обмінник тиску виконано у вигляді каскадного обмінника тиску, підключеного магістраллю для підведення стискаючого середовища до індивідуальних випускних каналів лише частини поршневих циліндрів, індивідуальні впускні канали яких підключено до нагнітального тракту приводного компресора, сполученого повітрозаборним трактом з магістраллю для відведення стисненого повітря, з'єднаної з індивідуальними впускними каналами інших поршневих циліндрів, індивідуальні випускні канали яких підключено до розширювальної турбіни. Виконання обмінника тиску у вигляді каскадного обмінника тиску дозволяє здійснити стиск повітря в комірках ротора не у хвильовому, а в енергетичне більш досконалих статичних процесах масообміну газоповітряних середовищ із формуванням хвиль незначної інтенсивності. Тому каскадний обмінник тиску й комбінований двигун у цілому мають більш високі значення коефіцієнта корисної дії і меншу чутливість до неузгодженості частоти обертання ротора обмінника. При цьому каскадний обмінник має істотно більш низьку частоту обертання ротора (2000...3000хв-1) щодо прототипу (10000…12000хв-1), завдяки чому знижуються вимоги до його балансування і якості підшипникового вузла ротора. Підключення магістралі підведення стискаючого середовища до індивідуальних випускних каналів лише частини поршневих циліндрів дозволяє знизити витрату газу і роботу насосних ходів двигуна на здійснення наддування каскадним обмінником, що забезпечить додаткове підвищення коефіцієнта корисної дії комбінованого двигуна. Підключення індивідуальних впускних каналів відзначеної вище частини циліндрів двигуна до нагнітального тракту приводного компресора, сполученого повітрозаборним трактом з магістраллю для відведення стисненого повітря, забезпечує необхідну якість продувки циліндрів двигуна наддувочним повітрям і знижує чутливість комбінованого двигуна до неузгодженості частоти обертання ротора обмінника. З'єднання магістралі для відведення стисненого повітря з індивідуальними випускними каналами інших циліндрів, індивідуальні випускні канали яких підключені до розширювальної машини, у 4 свою чергу, підвищує коефіцієнт корисної дії комбінованого двигуна за рахунок використання енергії відпрацьованих газів в цих циліндрах, для одержання корисної роботи в розширювальній турбіні. Таким чином, перераховані ознаки пристрою у своїй сукупності найбільше повно забезпечують реалізацію технічного результату. Сутність корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображений комбінований двигун внутрішнього згоряння. Комбінований двигун внутрішнього згоряння (КДВЗ) містить каскадний обмінник тиску 1 (КОТ), що складається з ротора 2 з комірками 3 і корпуса 4 з магістралями відповідно для підведення стискаючого середовища 5, відведення стисненого повітря 6, підведення свіжого повітря 7 і відведення стискаючого середовища 8, а також поршневу частину двигуна 9 з індивідуальними випускними каналами 10 циліндрів І і II, сполученими з магістраллю 5 для підведення стискаючого середовища і випускними каналами 11, підключеними до розширювальної турбіни 12, впускні канали 13 циліндрів IIІ і IV безпосередньо підключені до магістралі 6 для відведення стисненого повітря, а впускні канали 14 циліндрів І і II підключені до нагнітального тракту 15 приводного компресора 16, повітря приємний тракт 17 якого сполучений з магістраллю 6 для відведення стисненого повітря. Двигун працює наступним чином. При роботі КДВС атмосферне повітря надходить до комірки 3 ротора 2 через магістраль 7 для підведення свіжого повітря, де в результаті робочого процесу КОТ здійснюється його стиск відпрацьованими газами поршневої частини двигуна 9, які підводяться до комірки 3 ротора 2 через магістраль 5 для підведення стискаючого середовища. Відпрацьовані гази, які віддали значну частину потенційної енергії через магістраль 8 для відведення стискаючого середовища 8 відводяться у атмосферу, а стиснене повітря іде у магістраль 6 для відведення стисненого повітря. Частина стисненого повітря по магістралі 6 безпосередньо надходить у індивідуальні впускні канали циліндрів III і IV, інша частина стисненого повітря з магістралі 6 через повітроприємний тракт 17 підводиться до приводного компресора 16, де додатково стискується і далі через нагнітальний тракт 15 надходить в індивідуальні впускні канали 14 циліндрів І і II. Таким чином, створюється необхідний для продування циліндрів І і II перепад тисків між впускними каналами 14 і випускними каналами 10. Відпрацьовані гази із циліндрів І і II через випускні канали 10 відводяться до магістралі 5 для підведення стискаючого середовища і використовуються як стискаючий газ у робочому циклі КОТ 1. Відпрацьовані гази циліндрів III і IV через випускні канали 11 відводяться до розширювальної турбіни 12, де, розширюючись, роблять корисну роботу, яка передається на загальний вал відбору потужності КДВЗ 9. Оскільки робочий цикл КОТ заснований на перевищенні об'ємного балансу стисненого і стискаючого середовищ, то при температурі відпрацьованих газів на режимі повного навантаження двигуна рівної 750...800К масова витрата повітря, 5 35958 що нагнітає КОТ принаймні у два рази перевищує витрату стискаючого газу. Надлишкова частина відпрацьованих газів поршневої частини двигуна 9, щодо витрати необхідної для стиснення наддувочного повітря в КОТ, корисно використовується Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 6 в турбіні 12 для одержання додаткової потужності КДВЗ 9, власне кажучи, без збільшення витрати спалюємого в циліндрах І, II, III, IV палива. Відзначене забезпечує істотне підвищення коефіцієнта корисної дії комбінованого двигуна. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601