початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2143347
СИЛОВА ВСТАНОВЛЕННЯ ДЛЯ АВТОМОБІЛЯ

English

Ім'я заявника: Рада ВОИР НВО "Блискавка"
Ім'я винахідника: Саєнко В.І .; Арутюнов С.Г .; Гусинський І.І.
Ім'я патентовласника: Рада ВОИР НВО "Блискавка"
Адреса для листування: 123459, Москва, ул.Новопоселковая, 6, Рада ВОИР НВО "Блискавка"
Дата початку дії патенту: 1998.06.03

Винахід відноситься до транспортного машинобудування і може бути використано в автобусах та інших пасажирських і вантажопасажирських автомобілях, що експлуатуються переважно в міських умовах. Силова установка містить паровий двигун із замкнутим паровим контуром, в якому послідовно встановлені водяний бак, живильний насос, парогенератор, багатоциліндрові поршнева парорасшірітельная машина подвійної дії і охолоджується повітрям конденсатор, трансмісію, що сполучає парорасшірітельную машину з провідними колесами автомобіля. Трансмісія виконана гідравлічної із замкнутим гідравлічним контуром, що включає бак з робочою рідиною, реверсивні оборотні гідромотори по числу ведучих коліс автомобіля і поршневі насоси подвійної дії по числу циліндрів парорасшірітельной машини, при цьому поршневі насоси встановлені тандемно з циліндрами парорасшірітельной машини, а поршні останньої з'єднані з відповідними поршнями насосів гідротрансмісій прямоходового штоками. Технічний результат від використання винаходу полягає в підвищенні ефективності передачі механічної енергії від парового двигуна до коліс автомобіля.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до транспортного машинобудування і може бути використано в автобусах та інших пасажирських і вантажопасажирських автомобілях, що експлуатуються переважно в міських умовах.

Використання парового двигуна в силових установках для автомобілів розглядається як альтернатива поршневому двигуну внутрішнього згоряння, так як така заміна забезпечує істотне зниження вмісту токсичних речовин у вихлопних газах силової установки, оскільки циклічне згоряння палива в циліндрах поршневого двигуна замінюється на стаціонарне горіння палива в парогенераторі.

Відома силова установка для автомобіля, що містить паровий двигун із замкнутим паровим контуром з парорасшірітельной поршневий машиною, пов'язаної через механічну трансмісію з колесами автомобіля. У паровому контурі зазначеної силової установки послідовно встановлені водяний бак, живильний насос, однотрубний парогенератор, поршнева парорасшірітельная машина, теплообмінник-рекуператор і охолоджується повітрям конденсатор (див. Патент США N 3818699, кл. 60/665, F 22 D 1/28, 1974 ). Система регулювання парогенератора забезпечує достатню прийомистість силової установки, щоб задовольняти експлуатаційним вимогам міського транспорту. У даній силовій установці автор для перетворення енергії пари в механічну енергію і передачі її на колеса пішов по стандартному шляху використання кривошипно шатунной поршневий машини і механічної трансмісії, що знижує ефективність використання силової установки.

Відома і силова установка для автомобіля, розроблена фірмою SAAB (Швеція). Установка містить паровий двигун із замкнутим паровим контуром з парорасшірітельной роторної лопатевої машиною, пов'язаної через механічну трансмісію з колесами автомобіля. У паровому контурі зазначеної силової установки послідовно встановлені водяний бак, живильний насос, парогенератор, роторна парорасшірітельная машина, теплообмінник-рекуператор і охолоджується повітрям конденсатор (див. The hot spot. "Light steam power". Vol. 24, N 3, p. 178 -182, 1975). Дана силова установка має прийнятні економічні характеристики і хороші екологічні параметри. Так само, як і в попередньому прикладі, розробники пішли по стандартному шляху використання механічної трансмісії, що збільшило вагу силової установки і зробило її неконкурентноспроможною в порівнянні з двигунами внутрішнього згоряння.

Найбільш близькою до заявляється винаходу за сукупністю суттєвих ознак є силова установка для автомобіля, розроблена австралійським інженером E.Pritchard і описана в статті: The steam car - fact and fantasy. "Light steam power". Vol. 21, N 2, p. 58-65, 1972. Силова установка містить паровий двигун із замкнутим паровим контуром з парорасшірітельной V-подібної двоциліндрової кривошипно-шатунной поршневий машиною подвійної дії, пов'язаної через механічну трансмісію з колесами автомобіля. У паровому контурі зазначеної силової установки послідовно встановлені водяний бак, живильний насос, однотрубний парогенератор, поршнева парорасшірітельная машина, теплообмінник-рекуператор і охолоджується повітрям конденсатор. Використання парорасшірітельной поршневий машини подвійної дії дало можливість істотно поліпшити моментні характеристики силової установки на запуск і при рушанні автомобіля з місця. У даній силовій установці краще використовується об'єм циліндрів, оскільки двоциліндрова парорасшірітельная машина еквівалентна по робочому об'єму простому чотирициліндровому двигуну, але має меншу вагу. Однак використання кривошипно-шатунного механізму і механічної трансмісії суттєво збільшує вагу силової установки і знижує її ефективність за рахунок втрат в трансмісії і складності в управлінні швидкістю руху. Крім цього, кривошипно-шатунний механізм вимагає високої точності виготовлення його деталей, що знижує технологічність установки.

Завданням, на вирішення якої спрямовано заявляється винахід, є створення силової установки для автомобіля з використанням парового двигуна з широким регулюванням діапазону споживаної потужності зі збереженням номінального питомої витрати палива і з підвищеною ефективністю передачі механічної енергії від парового двигуна до коліс автомобіля. Додатковим завданням, на вирішення якої спрямовано заявляється винахід, є створення силової установки для автомобіля з підвищеною технологічністю виготовлення і меншою вартістю. Ще одним завданням, на вирішення якої спрямовано заявляється винахід, є створення силової установки для автомобіля з підвищеною ефективністю при використанні його в міських умовах, де потрібні часті зміни швидкості, зупинки і повторні зрушення автомобіля з місця.

Поставлені технічні завдання вирішуються тим, що в силовій установці для автомобіля, що містить паровий двигун із замкнутим паровим контуром, в якому послідовно встановлені водяний бак, живильний насос, парогенератор, багатоциліндрові поршнева парорасшірітельная машина подвійної дії і охолоджується повітрям конденсатор, і трансмісію, що сполучає парорасшірітельную машину з провідними колесами автомобіля, згідно заявляється винаходу трансмісія виконана гідравлічної із замкнутим гідравлічним контуром, що включає бак з робочою рідиною, реверсивні оборотні гідромотори по числу ведучих коліс автомобіля і поршневі насоси подвійної дії по числу циліндрів парорасшірітельной машини, при цьому зазначені поршневі насоси встановлені тандемно з циліндрами парорасшірітельной машини, а поршні парорасшірітельной машини з'єднані з відповідними поршнями насосів гідротрансмісій прямоходового штоками.

Крім цього, реверсивні оборотні гідромотори можуть бути встановлені в маточинах ведучих коліс автомобіля, утворюючи з ними мотор-колеса.

Силова установка може бути забезпечена гідравлічним рекуператором енергії, підключеним до магістралі високого тиску гідротрансмісій.

Суть винаходу полягає в тому, що введення в силову установку гідравлічної трансмісії з реверсивними оборотними гідромоторами і поршневими насосами подвійної дії по числу циліндрів парорасшірітельной машини дає можливість встановити поршневі насоси тандемно з циліндрами парорасшірітельной машини і безпосередньо з'єднати їх поршні з поршнями парорасшірітельной машини прямоходового штоками. Це дає можливість управляти потужністю двигуна, змінюючи кількість одночасно працюючих циліндрів парорасшірітельной машини і поршневих насосів, підтримуючи цю потужність найбільш близькою до споживаної відповідно до характеру руху автомобіля. Підтримка рівності або близького відповідності зазначених потужностей забезпечує роботу силової установки на номінальних режимах по питомій витраті палива у всьому діапазоні регулювання потужності силової установки. Використання гідравлічної трансмісії дозволяє зменшити втрати на тертя, характерні для механічних трансмісій. Безпосереднє з'єднання поршнів насосів гідротрансмісій з поршнями парорасшірітельной машини прямоходового штоками дозволить відмовитися від кривошипно-шатунного механізму і істотно підвищити технологічність силової установки.

Постачання силової установки гідравлічним рекуператором енергії, підключеним до магістралі високого тиску гідротрансмісій, забезпечує підвищену ефективність при використанні його в міських умовах, так як дозволяє накопичувати енергію при гальмуванні і віддавати її при розгоні. При цьому не потрібно істотних змін в гідравлічній трансмісії.

Технічний результат від використання винаходу полягає в зниженні питомої витрати палива при експлуатації автомобіля, особливо в міських умовах.

Заявнику невідомі силові установки для автомобілів з вказаною сукупністю суттєвих ознак і заявлена ​​сукупність істотних ознак не випливає явно з сучасного рівня техніки, що підтверджує відповідність винаходу критеріям "новизна" і "винахідницький рівень".

На кресленні зображена блок-схема пропонованої силової установки.

Силова установка для автомобіля містить паровий двигун із замкнутим паровим контуром. Паровий контур має парогенератор 1, що виробляє перегріта пара високого тиску, який по паропроводу 2 високого тиску через отсечной клапан 3 подається в багатоциліндрові поршневую парорасшірітельную машину 4 подвійної дії. Відпрацьований пар відводиться по паропроводу 5 низького тиску через рекуперативний теплообмінник 6 і охолоджується повітрям конденсатор 7, де переходить в рідкий стан, і зливається в водяний бак 8. Для інтенсифікації охолодження конденсатора 7 використовується вентилятор 9. Вода з водяного бака 8 за допомогою живильного насоса 10 повертається в парогенератор 1 через рекуперативний теплообмінник 6. у спрощеному варіанті виконання рекуперативний теплообмінник 6 може бути відсутнім. Кожен циліндр 11 оснащений керованими клапанами-перемикачами 12 і 13, встановленими відповідно на підвідних і відвідних паропроводах. Парогенератор має корпус з камерою згоряння 14, в якій розміщені послідовно з'єднані два змійовика 15 і 16. При прокачуванні через змійовики 15 і 16 вода перетворюється в пар, який надходить в паропровід 2 високого тиску. Для інтенсифікації процесів парогенератор оснащений вентилятором 17, а вступник повітря попередньо проходить через теплообмінник 18, обдувається вихлопними газами. Парогенератор має і теплообмінник 19 для попереднього нагріву палива перед подачею його в форсуночний колектор 20. Витрата палива регулюється клапаном 21.

Силова установка має гідравлічну трансмісію для привода ведучих коліс 22 автомобілі. Гідравлічна трансмісія має замкнутий контур. Робоча рідина прокачується через контур поршневими насосами 23 подвійної дії, число яких відповідає кількості циліндрів 11 парорасшірітельной машини. Поршневі насоси 23 встановлені тандемно з циліндрами парорасшірітельной машини. Поршні 24 парорасшірітельной машини з'єднані з відповідними поршнями 25 насосів 23 прямоходового штоками 26. На виході і на вході в циліндри поршневих насосів на магістралях високого 27 і низького 28 тиску встановлені відповідно клапани-перемикачі 29 і 30. До магістралі 27 високого тиску через клапан-перемикач 31 підключені вбудовані в маточини провідних автомобільних коліс 22 оборотні гідроприводи 32 (наприклад, гідропривід МРО-1,6 конструкції НАТІ або гідропривід МРФ-400 розробки Людиновского автобусного заводу), утворюючи з ними мотор-колеса. Відпрацьована рідина зливається через клапан-перемикач 33 по трубопроводу 34 в ємність 35 і по магістралі 28 низького тиску повертається в поршневі насоси 23.

Силова установка оснащена гідравлічним рекуператором енергії, виконаним у вигляді поршневого гідроакумулятора 36, підключеного до магістралі 27 високого тиску через клапан-перемикач 37.

Силова установка має допоміжний гідропривід 38 для обертання генератора 39, який виробляє електроенергію для освітлення салону автобуса і приводу допоміжних агрегатів, наприклад електромоторів 40, 41 і 42, що обертають відповідно живильний насос 10 і вентилятори 9 і 17. Паровий контур установки оснащений байпасним трубопроводом 43 з клапаном 44, що з'єднує вихід зі змійовика 16 з паропроводом 5 низького тиску.

Пропонована силова установка працює наступним чином. Поживний насос 10 забирає воду з водяного бака 8 і подає її в змійовики 15 і 16, де вода перетворюється в пар високого тиску. Пар по паропроводу 2 високого тиску через отсечной клапан 3 і клапани-перемикачі 12 подається в циліндри 11 парорасшірітельной машини 4. Зростаючи, пар переміщує поршні 24. Що розвивається зусилля через штоки 26 передається на поршні 25 насосів 23, які через клапани-перемикачі 29 нагнітають робочу рідина, наприклад силіконове масло, в магістраль 27 високого тиску. Робоча рідина під високим тиском подається через клапан-перемикач 31 в оборотні гідроприводи 32, вбудовані в маточини ведучих коліс 22. Відпрацьована рідина зливається по трубопроводу 34 в ємність 35 і повертається по магістралі 28 низького тиску через клапани-перемикачі 30 в поршневі насоси 23. Частину робочої рідини подається в гідропривід 38, який обертає генератор 39, виробляючи електроенергію для допоміжних систем, зокрема електромоторів 40, 41 і 42 для приводу живильного насоса 10, вентилятора 9 для обдування конденсатора 7 і вентилятора 17 в парогенераторі 1.

При гальмуванні автомобіля оборотні гідроприводи 32 працюють в режимі насоса і нагнітають робочу рідину з ємності 35 через клапан-перемикач 37 в поршневий гідроакумулятор 36, перетворюючи кінетичну енергію для керування автомобілем під в потенційну енергію рідини при високому тиску. При розгоні автомобіля робоча рідина з гідроакумулятора прокачується через гідроприводи 32, повертаючи накопичену енергію і підвищуючи економічність силової установки. Підвищенню економічності силової установки сприяє наявність теплообмінників 18 і 19 для нагрівання повітря і палива теплом вихлопних газів, а й теплообмінника 6 для попереднього нагріву води відпрацьованою парою.

Потужність силової установки визначається витратою пара, його тиском і температурою і може регулюватися зміною витрат води та палива. Кількість задіяних циліндрів 11 парорасшірітельной машини 4 визначається потрібної потужністю і може змінюватися. На холостому ходу частина пара перепускается по байпасному трубопроводу 43, що дозволяє утримувати оптимальний режим роботи парогенератора.

Заявляється винахід може бути виготовлено промисловим способом з використанням сучасних матеріалів і технологій, що підтверджує його промислову застосовність.

МОЖЛИВІСТЬ РЕАЛІЗАЦІЇ ВИНАХОДИ

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Силова установка для автомобіля, що містить паровий двигун із замкнутим паровим контуром, в якому послідовно встановлені водяний бак, живильний насос, парогенератор, багатоциліндрові поршнева парорасшірітельная машина подвійної дії і охолоджується повітрям конденсатор, і трансмісію, що сполучає парорасшірітельную машину з провідними колесами автомобіля, що відрізняється тим, що трансмісія виконана гідравлічної із замкнутим гідравлічним контуром, що включає бак з робочою рідиною, реверсивні оборотні гідромотори по числу ведучих коліс автомобіля і поршневі насоси подвійної дії по числу циліндрів парорасшірітельной машини, при цьому зазначені поршневі насоси встановлені тандемно з циліндрами парорасшірітельной машини, а поршні парорасшірітельной машини з'єднані з відповідними поршнями насосів гідротрансмісій прямоходового штоками.

2. Силова установка для автомобіля по п.1, що відрізняється тим, що реверсивні оборотні гідромотори встановлені в маточинах ведучих коліс автомобіля, утворюючи з ними мотор-колеса.

3. Силовая установка для автомобиля по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она снабжена гидравлическим рекуператором энергии, подключенным к магистрали высокого давления гидротрансмиссии.

Версія для друку
Дата публикации 27.12.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів