ЭЖЕКЦИОННЫЙ ОХЛАДИТЕЛЬ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА В КОМБИНИРОВАННЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для повышения топливно-экономических, мощностных показателей комбинированных двигателей и их надежности, а так же эффективности промежуточного охлаждения наддувочного воздуха.
Известна система охлаждения наддувочного воздуха в комбинированных двигателях (RU 119809, опубл. 27.08.2012), содержащая поршневой двигатель внутреннего сгорания с впускными и выпускным коллекторами, выхлопную трубу, на которой установлена газовая турбина, приводящая в действие компрессор. Компрессор соединен с воздухо-воздушным охладителем наддувочного воздуха трубопроводом. На выходе из воздухо-воздушного охладителя наддувочного воздуха установлен температурный датчик, связанный с регулирующим устройством, управляющим дроссельным вентилем. Данная система принята за прототип.
Недостатком прототипа является то, что для обеспечения охлаждения наддувочного воздуха требуются существенные затраты мощности, обусловленные отбором газа за компрессором наддува.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении эффективности охлаждения наддувочного воздуха при работе комбинированных двигателей в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов и, как следствие, повышении мощностных показателей двигателей, их надежности в процессе эксплуатации.
Указанный технический результат достигается за счет того, что эжекционный охладитель наддувочного воздуха в комбинированных двигателях, содержит поршневой двигатель внутреннего сгорания с впускными и выпускным коллекторами, выхлопную трубу, газовую турбину, компрессор, воздухо-воздушный охладитель наддувочного воздуха, трубопровод, температурный датчик, регулирующее устройство, при этом он дополнительно содержит вихревой эжектор, сообщающийся посредством трубопроводов с газовой турбиной и воздухо-воздушным охладителем наддувочного воздуха.
Применение вихревого эжектора, обеспечивающего поток охлаждающего воздуха, обусловлено тем, что он позволяет создать разряжение и «бросовую» энергию отработавших газов (Суслов А.Д., Иванов С.В., Мурашкин Ю.В. Вихревые аппараты - [Текст] М.: Машиностроение, 1984. - с. 106-117).
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. изображена принципиальная схема эжекционного охладителя наддувочного воздуха в комбинированных двигателях.
На фиг. заявляемый эжекционный охладитель наддувочного воздуха в комбинированных двигателях содержит: поршневой двигатель внутреннего сгорания 1 с выпускными 2 и впускным коллекторами 3, выхлопной трубой 4, на которой установлена газовая турбина 5, приводящая в действие компрессор 6. Компрессор 6 через трубопровод 7 соединен с воздухо-воздушным охладителем наддувочного воздуха 8, который в свою очередь через трубопровод 9 сообщается с вихревым эжектором 10. Для работы вихревого эжектора 10 используются выпускные газы подводимые по трубопроводу 11 от газовой турбины 5. На выходе из воздухо-воздушного охладителя наддувочного воздуха 8 установлен температурный датчик 12, связанный с регулирующим устройством 13, управляющим перепускным клапаном 14.
Предлагаемый эжекционный охладитель наддувочного воздуха в комбинированных двигателях работает следующим образом.
Выпускные газы поршневого двигателя внутреннего сгорания 1 по выхлопной трубе 4 поступают в газовую турбину 5, которая приводит в действие компрессор 6. Компрессор 6 сжимает атмосферный воздух и по трубопроводу 7 подает его в воздухо-воздушный охладитель наддувочного воздуха 8, откуда воздух попадает в цилиндры поршневого двигателя внутреннего сгорания 1 через впускные коллекторы 3. Выпускные газы по патрубку 11 через перепускной клапан 14 подаются в вихревой эжектор 10, во внутренней полости которого за счет организации закрученных потоков (Суслов А.Д., Иванов С.В., Мурашкин А.В., Чижиков Ю.В. Вихревые аппараты [Текст] - М.: Машиностроение, 1984. - с. 106-117) происходит эжектирование (всасывание) атмосферного воздуха и перемешивание с выхлопными газами, которые затем выводятся в атмосферу. Атмосферный воздух засасывается за счет созданного в вихревом эжекторе 10 разряжения и омывает поверхность теплообмена воздухо-воздушного охладителя наддувочного воздуха 8, снижая температуру свежего заряда воздуха поступающего в двигатель.
Установленный на выходе из охладителя наддувочного воздуха 8 датчик температуры 12 передает информацию на управляющее устройство 13, которое, воздействуя на перепускной клапан 14, изменяющий расход выпускных газов поступающих в вихревой эжектор 10, устанавливает такой режим его работы, который обеспечивает требуемую температуру наддувочного воздуха на входе в цилиндры поршневого двигателя внутреннего сгорания 1.
Таким образом, при использовании заявляемого эжекционного устройства для охлаждения наддувочного воздуха в комбинированных двигателях исключаются затраты мощности на обеспечение работы охладителя наддувочного воздуха, повышается эффективность охлаждения наддувочного воздуха при работе комбинированных двигателей в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов и, как следствие, снижается расход топлива на производство единицы полезной мощности, снимаемой с коленчатого вала двигателя для использования потребителем. Обеспечивается более глубокое охлаждение наддувочного воздуха, что ведет к повышению мощностных показателей и показателей надежности поршневого двигателя.