КОМБИНИРОВАННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано в качестве устройства для повышения мощности снижения расхода топлива в поршневых двигателях внутреннего сгорания.
Известен комбинированный двигатель внутреннего сгорания (патент на полезную модель RU 64291 U1 F02G 5/02 от 27.06.07, В.С. Кукис и др.), содержащий: поршневой двигатель внутреннего сгорания с рубашкой охлаждения, выпускными и впускными коллекторами, газовую турбину, компрессор, стабилизатор температуры с полостью для прохода либо отработавших газов, либо охлаждающей жидкости, температурный датчик, управляющий блок, заслонку в выпускном патрубке отработавших газов и трубопровод с клапаном.
Недостатком этой конструкции является снижение мощностных и экономических показателей комбинированного двигателя при эксплуатации в высокогорных условиях в результате уменьшения плотности воздуха, поступающего в цилиндры поршневого двигателя, что ведет к снижению коэффициента избытка воздуха, ухудшению смесеобразования, увеличению периода задержки воспламенения и увеличению продолжительности процесса сгорания, что в совокупности приводит к снижению мощности, повышенному расходу топлива, так же не предусмотрен отводящий трубопровод для возврата охлаждающей жидкости  в рубашку охлаждения двигателя, что приводит к неоправданному расходу охлаждающей жидкости и необходимости иметь ее значительный запас, что экономически не выгодно, и практически невозможно в случае установки комбинированного двигателя на транспортном средстве.
Задачей предложения является обеспечение увеличения плотности наддувочного воздуха в условиях высокогорья и, как следствие, повышения коэффициента избытка воздуха, улучшения смесеобразования, уменьшения периода задержки воспламенения и продолжительности процесса сгорания, что в совокупности приведет к повышению мощности и снижению расхода топлива, а также исключение расхода охлаждающей жидкости.
Решение поставленной задачи достигается тем, что комбинированный двигатель содержит поршневой двигатель внутреннего сгорания с расположенными в нем впускными и выпускными коллекторами, выпускные коллекторы соединены с выпускным патрубком, на котором установлена газовая турбина, приводящая в действие  компрессор, впускные коллекторы, проходящие внутри стабилизатора температуры, соединены с компрессором, внутри стабилизатора температуры расположено теплоаккумулирующее вещество, образующее вокруг себя полость для прохода отработавших газов либо охлаждающей жидкости, заслонку, находящуюся в выпускном патрубке, входной клапан, расположенный в подводящем трубопроводе, управляющий блок, соединенный с температурным датчиком и заслонкой, температурный датчик, установленный в впускном коллекторе перед стабилизатором температуры, на выходе из стабилизатора  температуры в впускном коллекторе установлен датчик давления, на выходе  из полости установлена дополнительная заслонка, которые соединены между собой дополнительным управляющим блоком, а стабилизатор температуры снабжен отводящим трубопроводом и расположенным на нем выходным клапаном. Отводящий трубопровод возвращает охлаждающую жидкость в рубашку охлаждения и образует контур жидкостного охлаждения. Дополнительный датчик давления наддувочного воздуха, связанный с дополнительным блоком управления, обеспечивающим открытие и закрытие клапанов в контуре жидкостного охлаждения стабилизатора температуры, а заслонка, изолирует полость от окружающей среды.
Устройство способно компенсировать изменение атмосферного давления регулированием температуры наддувочного воздуха и изменения количества охлаждающей жидкости в жидкостном контуре стабилизатора температуры наддувочного воздуха.
Анализ предлагаемого решения позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.
Предложение поясняется рисунком (фиг.), где изображено принципиальное устройство комбинированного двигателя.
Предлагаемый комбинированный двигатель содержит: поршневой двигатель внутреннего сгорания 1 с выпускными 2 и впускными 3 коллекторами, первые из которых соединены с газовой турбиной 4, приводящей в действие компрессор 5; сжатый воздух из компрессора 5 поступает во впускные коллекторы 3 через стабилизатор температуры 6, содержащий теплоаккумулирующее вещество 7 и оборудованный полостью 8 для прохода либо отработавших газов, либо охлаждающей жидкости. На выходе наддувочного воздуха из стабилизатора температуры 6 в впускном коллекторе установлен температурный датчик 9, сигнал от которого передается на управляющий блок 10, обеспечивающий регулировку положения заслонки 11 в выпускном патрубке отработавших газов 12 на входе отработавших газов в полость 8 и дополнительной заслонки 13, расположенной на выходе отработавших газов из стабилизатора температуры 6. Рубашка охлаждения (на фиг. не показана) поршневого двигателя внутреннего сгорания 1 соединена с полостью 8 стабилизатора температуры 6 подводящим трубопроводом 14, в котором размещен входной клапан 15, связанный с управляющим блоком 16, получающим сигнал также от температурного датчика 9 и отводящим трубопроводом 17, на входе в который размещен выходной клапан 18, также связанный с дополнительным  управляющим блоком 16. На выходе наддувочного воздуха из стабилизатора температуры 6 в впускном коллекторе 3 установлен также датчик давления 19 с устройством, обеспечивающим его включение при расходах наддувочного воздуха, характерных для режимов средних и больших нагрузок на двигатель внутреннего сгорания 1. Сигнал от датчика давления 19 передается на дополнительный управляющий блок 16, обеспечивающий регулировку положения входного клапана 15 на подводящем трубопроводе 14 и выходного клапана 18 на отводящем трубопроводе 17.
Предлагаемый комбинированный двигатель работает следующим образом.
Отработавшие газы поршневого двигателя внутреннего сгорания 1 по выпускным коллекторам 2 поступают в газовую турбину 4, приводящую в действие компрессор 5, из которого сжатый воздух направляется в стабилизатор температуры надувочного воздуха 6, где высокая температура воздуха, сжатого в компрессоре 5 на режимах больших нагрузок, снижается за счет нагрева воздухом теплоаккумулирующего вещества 7, в результате чего плотность наддувочного воздуха увеличивается. На режимах длительных малых нагрузок и холостого хода температура наддувочного воздуха становится недостаточно высокой для обеспечения качественного процесса сгорания и температурный датчик 9 подает сигнал на управляющий блок 10, обеспечивающий перемещение заслонки 11 в выпускном патрубке 12 и дополнительной заслонки 13 на выходе из полости 8 таким образом, что часть отработавших газов проходит через полость 8 стабилизатора температуры надувочного воздуха 6 и снаружи нагревает теплоаккумулирующее вещество 7, от которого относительно холодный наддувочный воздух подогревается перед поступлением в цилиндры поршневого двигателя внутреннего сгорания 1. При этом (на режимах длительных малых нагрузок и холостого хода) входной клапан 15 на подводящем трубопроводе 14 и выходной клапан 18 на отводящем трубопроводе 17 закрыты.
На режимах средних и больших нагрузок температурный датчик 9 подает сигнал на управляющий блок 10, который обеспечивает закрытие заслонки 11 в выпускном патрубке 12 (на входе в полость 8) и дополнительной заслонки 13 на выходе из полости 8 стабилизатора температуры надувочного воздуха 6 и изолирует полость 8 от попадания отработавших газов. Одновременно начинает работать датчик давления 19, сигнал от которого поступает в дополнительный управляющий блок 16, обеспечивающий открытие входного клапана 15 на подводящем трубопроводе 14 и выходного клапана 18 на отводящем трубопроводе 17. В результате чего часть охлаждающей жидкости начинает циркулировать через полость 8 стабилизатора температуры наддувочного воздуха 6 и снаружи охлаждает теплоаккумулирующее вещество 7, от которого температура наддувочного воздуха понижается, а плотность - возрастает перед поступлением в цилиндры поршневого двигателя внутреннего сгорания 1.
По сравнению с прототипом в предлагаемом комбинированном двигателе осуществляется снижение температуры и соответствующее повышение плотности воздуха, поступающего в цилиндры поршневого двигателя, что ведет к повышению коэффициента избытка воздуха, улучшению смесеобразования, уменьшению периода задержки воспламенения и продолжительности процесса сгорания, что в совокупности приводит к увеличению мощности и снижению расхода топлива в процессе эксплуатации поршневого двигателя внутреннего сгорания при пониженном давлении окружающей среды в условиях высокогорья, а также исключается расход охлаждающей жидкости
Указанные особенности свидетельствуют о достижении поставленной задачи.