Рушійний пристрій транспортного засобу

Винахід відноситься до транспортних засобів і може бути використаний в залізничному і автомобільному транспорті, а також у стаціонарних рушійних установках. Відомий рушійний пристрій транспортного засобу [1], що містить ємність з робочим тілом (стиснуте повітря), і об'ємний двигун з циліндром низького тиску, теплообмінником і циліндром високого тиску. При роботі стиснуте повітря спочатку розширюється в циліндрі високого тиску, потім нагрівається в теплообміннику за рахунок теплообміну з навколишнім середовищем, потім знов розширюється в циліндрі низького тиску. Як і запропонований винахід відомий аналог містить ємність для робочого тіла, об'ємний двигун, теплообмінник і ємність робочого тиску. Причиною, що перешкоджає отриманню технічного результату, є низька економічність відомого аналогу, зумовлена великою вагою ємності із стиснутим повітрям. Відомий рушійний пристрій транспортного засобу [1], що містить теплообмінник, послідовно з'єднані в тракті робочого тіла, ємність робочого тіла (води), насос, пароперегрівач і об'ємний двигун. Пароперегрівач сполучений трубопроводом нагріваючого середовища з тепловим акумулятором. В цій установці підігріта вода постачається насосом до пароперегрівача, де вона випарюється, а одержаний пар перегрівається і подається до об'ємного двигуна. Як і запропонований винахід, відомий аналог містить ємність для робочого тіла, об'ємний двигун, трубопроводи і живильний насос. Причиною, що перешкоджає отриманню технічного результату, є низька економічність відомого аналогу, зумовлена великою вагою робочого тіла (води) і теплового акумулятора. Прототипом вибраний рушійний пристрій транспортного засобу [2], що містить ємність для рідкого повітря, що використовується як робоче тіло, теплообмінник, послідовно з'єднані між собою в лінії робочого тіла, ємність з робочим тілом, живильний насос, пароперегрівач і об'ємний двигун, при цьому пароперегрівач сполучений трубопроводами підведення і відведення нагріваючого середовища з тепловим акумулятором, пристрій містить рекуперативний підігрівач, встановлений між теплообмінником, з'єднаний з виходом живильного насоса, і пароперегрівачем, а отвір підведення підігріваю чого середовища підігрівача сполучений з випуском об'ємного двигуна. Як і запропонований винахід, прототип містить ємність з робочим тілом, рекуперативний підігрівай і об'ємний двигун, вихід якого з'єднаний з рекуперативним підігрівачем. Причиною, що перешкоджає отриманню технічного результату є незадовільно велика енергомісткість пристрою, зумовлена непродуктивними витратами енергії на переміщення робочого середовища за допомогою насоса, а також на недорекуперацію між нагріваючим середовищем і робочим тілом у перегрівачі при нагріванні робочого середовища. Задачею, на вирішення якої спрямований винахід, є створення рушійного пристрою транспортного засобу. Технічний результат, який може бути одержаний при використанні винаходу, полягає у зменшенні непродуктивних витрат енергії при нагріванні робочого середовища, що дає можливість зменшити енергомісткість. Суть винаходу полягає в тому, що в рушійному пристрої транспортного засобу, що містить ємність з робочим тілом, рекуперативний підігрівач і об'ємний двигун, вихід якого з'єднаний з рекуперативним підігрівачем, включені ємність робочого тиску, камера згорання, розміщена у внутрішній порожнині ємності робочого тиску, джерело горючого газу, наприклад природного, іскровий пристрій підпалювання, другий рекуперативний підігрівач, підключений до виходу об'ємного двигуна і три редуктори, два з яких - перший і другий виконані сукупними з першим і другим рекуперативними підігрівачами відповідно, при цьому ємність з робочим тілом (наприклад стиснутим газом) і джерело горючого газу через перший і другий редуктори і перший і другий рекуперативні підігрівачі, відповідно з'єднані з камерою згорання, до якої підключений іскровий пристрій підпалювання, а третій редуктор підключений між камерою робочого тиску і об'ємним двигуном. Для розширення видів робочих тіл використаний зріджений окислювач (наприклад, повітря), при цьому пристрій містить додатково підключені між ємністю з робочим тілом і першим редуктором живильний насос і теплообмінник. Запропонований винахід відрізняється від прототипу тим, що він містить ємність робочого тиску, камеру згорання, розміщену у внутрішній порожнині ємності робочого тиску, джерело горючого газу, наприклад природного, іскровий пристрій підпалювання, другий рекуперативний підігрівач, підключений до виходу об'ємного двигуна і три редуктори, два з яких - перший і другий виконані сукупними з першим і другим рекуперативними підігрівачами відповідно, при цьому ємність з робочим тілом (наприклад стиснутим газом) і джерело горючого газу через перший і другий редуктори і перший і другий рекуперативні підігріванні, відповідно з'єднані з камерою згорання, до якої підключений іскровий пристрій підпалювання, а третій редуктор підключений між камерою робочого тиску і об'ємним двигуном. Запропонований винахід відрізняється від прототипу також тим, що як робоче тіло використаний зріджений окислювач (наприклад, повітря), при цьому пристрій містить додатково підключені між ємністю з робочим тілом і першим редуктором живильний насос і теплообмінник. Між суттєвими ознаками запропонованого винаходу і технічним результатом, якого можна досягти при використанні винаходу, існує такий причинно- наслідковий зв'язок. Виконання системи нагрівання суміші, що надходить до об'ємного двигуна, у вигляді камери згорання, з'єднаної з трубопроводом подачі робочого тіла і горючого газу, а також з іскровим пристроєм підпалювання дає можливість зменшити витрати енергії на нагрівання за рахунок відмови від насосу для перекачування проміжного нагріваючого середовища, а також на недорекуперацію між нагріваючим середовищем і робочим тілом. Нагрівання і розширювання відбувається одночасно при згоранні робочої суміші, що складається з робочого тіла (повітря чи кисню) і горючого газу. Встановлення редуктора у лінію, що з'єднує ємність робочого тиску і об'ємного двигуна, дозволяє регулювати тиск і, як наслідок, число обертів і швидкість транспортного засобу. На кресленні зображена принципова схема запропонованого пристрою. На фіг.1 - при використанні як робочого стиснутого газу. На Фіг.2 - при використанні як робочого зрідженого окислювача (наприклад, повітря). Пристрій містить ємність з робочим тілом, виконану у вигляді балона 1 із стиснутим газом, оснащеним вентилем 2. Балон із стиснутим газом 1, підключений через перший редуктор 3, виконаний сукупним з рекуперативним підігрівачем 4 до ємності робочого тиску 5. У внутрішній порожнині ємності робочого тиску 5 розміщена камера згорання 6, з'єднана з джерелом робочого газу 7 (наприклад природного), оснащеним запірним вентилем 8. Балон 7 з'єднаний з камерою згорання 6 через другий редуктор 9 і другий рекуперативний підігрівач 10. Перший 4 і другий 10 рекуперативні підігрівачі підключені до виходу об'ємного двигуна 12. Камера згорання 6 з'єднана з іскровим пристроєм підпалювання 11. Ємність робочого тиску 5 з'єднана з об'ємним двигуном 12 через третій редуктор 13 за допомогою трубопроводів 14 та 15. Вихід об'ємного двигуна 12 з'єднаний з рекуперативними підігрівачами 4 та 10 за допомогою трубопроводу 16. При використанні в якості робочого тіла зрідженого окислювача (наприклад, повітря) (Фіг.2) вихід ємності з робочим тілом 1 підключають до першого редуктора 2 через живильний насос 17 і теплообмінник 18. Робота пристрою здійснюється таким чином. Робоче тіло із балона із стиснутим газом 1 через вентиль 2 і перший редуктор 3 надходить до рекуперативного підігрівача 4, виконаного сумісним з редуктором 3, де він нагрівається за рахунок теплообміну із зворотним потоком відпрацьованого газу. З рекуперативного підігрівача 4 робоче тіло надходить до камери згорання 6, в яку з балона 7 при відкритому вентилі 8 надходить горючий газ під тиском, що перевищує тиск в ємності робочого тиску 5. Горючий газ, наприклад природний, надходить до камери згорання 6 через другий редуктор 9 і рекуперативний підігрівач 10. В камері згорання 6 горючий газ змішується із робочим тілом і при включеному іскровому пристрої підпалення 11 загорається. Продукти згорання надходять до ємності робочого тиску 5, при цьому в ній зростає тиск. При досягненні заданого значення тиску відкривається вентиль на третьому редукторі 13 і газ надходить до об'ємного двигуна 12. Відпрацьований газ через трубопровід 16 надходить до рекуперативних підігрівачів 4 і 10, виконаних сукупними з першим і другим редукторами, після чого виходить до атмосфери. При використанні в якості робочого тіла зрідженого окислювача (наприклад, повітря) робоче тіло з ємності 1 надходить через живильний насос 17 і теплообмінник 18, де воно нагрівається за рахунок теплової енергії навколишнього середовища, до першого редуктора 3, сукупного з першим рекупераційним підігрівачем 4 і далі до камери згорання 6. Далі пристрій працює як описано вище. Джерела інформації: 1. Бекман Т., Килли П. "Тепловое аккумулирование энергии", М., Мир, 1987, с.258. 2. А.с. СРСР 1783127, кл. F01К 25/00 от 1992 (прототип).