改进的燃气轮机

摘要

本发明公开了改进的燃气轮机——燃气轮机和电机复合驱动系统。适合于汽车等交通运输设备；军用设备；工程和农用等动力机械用作发动机。它系二次开发，将现有燃气轮机通过离合器连接有飞轮——电动机/发电机组，并装有自动操纵系统。它不但继承了原有燃气轮机的优点，并且克服了其严重缺点，提高了燃气轮机部分负荷时经济性，而且能自动防止负荷突然减小时发生超速危险，提高加速性能，且大大减小尾气污染，市区外仅为柴油机的1/7-1/3，市区内为零污染。

主权项

1.一种由单级轴流式动力涡轮[26]、轴流式压气机涡轮[27]、离心式压气机 [30]、带调节机构的动力涡轮喷管[10]、带调节机构的压气机涡轮喷管[8]、带调 节机构的压气机扩压管[3]、动力涡轮轴[25]、压气机涡轮轴[7]、燃烧室[28]、点 火器[29]、燃油喷嘴[5]、燃油泵[32]、燃油管[31]、空气滤清器[2A]、空气进气管 [2]、压缩空气流道[4]、燃气流道[12]、回热器[6]、传动机构[9]、起动机[1]和减 速装置[15]组成的柴油燃气轮机[11]，其特征是在动力涡轮轴[25]与减速装置 [15]的输入轴[14]之间装有离合器[13A]，在减速装置[15]的输出轴[24]与变速 器[21]的输入轴[22]之间装有离合器[13C]，在减速装置[15]其输入轴[14]的另 一端，通过离合器[13B]连接有飞轮一电动机/发电机组[18]，飞轮一电动机/发 电机组[18]与蓄电池[20]通过导线[19]电连接，该发动机装有机械、气动和电自 动操纵系统[51]，每只离合器[13]的杠杆[36]与其离合器踏板[40]做成一体，每 只用以驱动离合器[13]的薄膜式气缸[47]与其离合器[13]的杠杆[36]，通过杆 [37]铰接，每只用以控制离合器[13]的二位三通电磁阀[48]其出气口[A]与薄膜 式气缸[47]其管接头用气管相连接，每只二位三通电磁阀[48]的进气口[P]与压 力容器[54]出气管口通过气管相连接，电磁阀[48]的排气[0]与大气连通，当电磁 阀[48]不通电时，电磁阀[48]使薄膜式气缸[47]与压力容器[54]之间的气路断 开，而使薄膜式气缸[47]与大气接通，离合器[13]的摩擦片[132]与园盘[131]保 持结合状态，从而能传递扭矩，当电磁阀[48]通电时，电磁阀[48]使薄膜式气缸 [47]与压力容器[54]之间的气路接通，而使薄膜式气缸[47]与大气隔开，薄膜式 气缸[47]驱动离合器[13]的摩擦片[132]与园盘[131]分离，从而不能传递扭矩， 气压式制动器传动装置其操纵阀[66]的进气管接头通过气管与压力容器[54]的 出气管口连接，操纵阀[66]的杠杆[70A]通过长杆[70]和杠杆[71]与制动踏板 [65]连接，操纵阀[66]的出气管接头，通过软管与前轮制动室[68]和后轮制动室 [69]连接，压力容器[54]的进气管口通过气管与滤清器[56]和活塞式压缩机[58] 串联，在活塞式压缩机[58]的进气管口装有空气滤清器，在活塞式压缩机[58]曲 轴上有一皮带轮[72]，通过皮带与减速装置[15]其输出轴[24]上的皮带轮连接， 在压力容器[54]上装有压力表[64]，燃油泵[32]的二位三通电磁阀[48D]其出油 口[A]与燃油泵[32]的出油管口用燃油管连接，二位三通电磁阀[48D]其进油口 [P]与燃油箱[33]用燃油管连接，其排油口[0]与燃油喷嘴[5]用燃油管连接，当电 磁阀[48D]不通电时，电磁阀[48D]使燃油泵[32]与燃油喷嘴[5]接通，并使燃油 泵[32]与燃油箱[33]之间油路切断，若燃油泵[32]旋转，则燃油输入燃油喷嘴 [5]并向燃烧室[28]喷油，当电磁阀[48D]通电时则电磁阀[48D]使燃油泵[32]与 燃油箱[33]之间油路连通，并使燃油泵[32]与燃油喷嘴[5]之间油路断开，若燃 油泵[32]旋转，则燃油流回燃油箱[33]，使燃油喷嘴[5]停止向燃烧室[28]喷油， 燃油泵[32]的进油管口通过燃油管与滤油器以及燃油箱的出油口连接，机械、气 动和电自动操纵系统[51]的电路是由起动电路[1-1′-3-4-2′-2]、电力驱动 电路[1-1′-5-6-2′-2]、加速电路[1-1′-7-8-2′-2]、部分动能发电电路 [1-1′-9-10-2′-2]、全部动能发电电路[1-1′-11-12-2′-2]、发电制动 电路[1-1′-13-14-2′-2]、共六种电路并联，且每种电路的并联部位首端 [1′]都与总开关[60]的正极连接，每种电路的并联部位尾端[2′]都与电机[18]的 负极连接，起动电路[1-1′-3-4-2′-2]是由总开关[60]、安装在离合器踏板 [40C]下面的按键开关[44C]、用以控制薄膜式气缸[47C]的二位三通电磁阀 [48C]、飞轮—电动机/发电机组[18]用作电动机[18A]均通过导线串联，其首端 [1]与蓄电池[20]的正极连接，其尾端[2]与蓄电池[20]的负极连接，电力驱动电 路[1-1′-5-6-2′-2]是由总开关[60]、安装在离合器踏板[40B]下面的按键 开关[44B]、用以控制薄膜式气缸[47B]的二位三通电磁阀[48B]、用以控制燃油 泵[32]油路的二位三通电磁阀[48D]、飞轮-电动机/发电机组[18]用作电动机 [18A]均通过导线串联并且其首端[1]与蓄电池[20]的正极连接，其尾端[2]与蓄 电池[20]的负极连接，加速电路[1-1′-7-8-2′-2]是由总开关[60]、安装在 操纵台[53′]上的琴键开关[53A]、离心式电子开关[52A]、飞轮-电动机/发电机 组[18]用作电动机[18A]均通过导线串联，并且其首端[1]与蓄电池[20]的正极 连接，其尾端[2]与蓄电池[20]的负极连接，部分动能发电电路[1-1′-9-10- 2′-2]是由安装在操纵台[53′]上的总开关[60]、琴键开关[53B]、离心式电子开 关[52B]、用以控制发电机[18B]的三相绕组[100A]其每相绕组线圈总数一半处 引出的三个定触点J_1A、J_2A和J_3A是否接通的电磁开关[35A]其线圈、飞轮-电动 机/发电机组用作发电机[18B]都用导线串联，并且部分发电电路[1-1′-9- 10-2′-2]的首端[1]与蓄电池[20]的正极连接，其尾端[2]与蓄电池[20]的负极 连接，全部动能发电电路[1-1′-11-12-2′-2]是由安装在操纵台上[53′]的总 开关[60]、琴键开关[53C]、用以控制薄膜式气缸[47C]是否驱动离合器[13C]气 动分离的二位三通电磁阀[48C]、用以控制发电机[18B]其三相绕组[100]的尾端 引出的三个定触点J_1B、J_2B和J_3B是否接通的电磁开关[35B]其线圈、发电机[18B] 都用导线串联，并且全部动能发电电路[1-1′-11-12-2′-2]的首端[1]与蓄 电池[20]的正极连接，其尾端[2]与蓄电池[20]的负极连接，发电制动电路[1-1′ -13-14-2′-2]是由安装在操纵台[53′]上的琴键开关[53D]与离心式电子开 关[52D]用导线并联，两者左边接线柱上的两根导线相并于接点[13′]，其右边接 线柱上的两根导线相并于接点[13″]，而接点[13′]通过导线[13′-13-1′-]与总 开关[60]的正极连接，总开关[60]的负极与蓄电池[20]的正极连接，用以控制发 电机[18B]其三相绕组[100]尾端引出的三个定触点J_1B、J_2B和J_3B是否接通的电 磁开关[35B]其线圈、以及发电机[18B]都用导线串联，并且其左边电磁阀[48D] 的正极与接点[13″]连接，其右边发电机[18]的正极与蓄电池[20]的负极连接，飞 轮—电动机/发电机组[18]用作发电机[18B]时，硅整流交流发电机[18B]其三相 绕组[100]按星形接法连接，每相绕组的首端分别与整流器[101]的三相桥式全 波整流电路[102]相连，其三相绕组与整流器[101]的连接电路其输出端装有正 极接线柱[103]，其输入端装有负极接线柱[107]，当发电机[18B]全发电时，由三 相绕组[100]的尾端引出三个定触点J_1B、J_2B、J_3B，当电磁开关[35B]通电时，由导电 板[82]将它们连接在一起，作为发电机[18B]全发电时的中性点[108]，不通电 时，则三相绕组[100]尾端的三个定触点J_1B、J_2B2J_3B在电磁开关[35B]其弹簧[79] 作用与导电板[82]分离而断开，当发电机[18B]用来部分发电时，由三相绕组 [100]每相线圈总圈数的中间点引出三个定触点J_1A、J_2A和J_3A当电磁开关[35A] 通电时，通过导电板[82]连接在一起，作为发电机[18B]部分发电时的中性点 [108]，不通电时则三相绕组[100]中间点的三个定触点J_1A、J_2A和J_3A在电磁开关 [35A]其弹簧[79]的作用下与导电板[82]分离而断开，飞轮—电动机/发电机组 [18]用作电动机[18A]时，电磁开关[35B]不通电，使三相绕组[100]尾端所引出 的三个定定触点J_1B、J_2B和J_3B断开，电磁开关[35A]亦不通电，使三相绕组[100] 其每相线圈总圈数中间点所引出的三个定触点J_1A、J_2A和J_3A断开，发电机[18B] 的两个接线柱用作电动机[18A]正负极接线柱[103]与[107]，机械、气动和电自 动操纵系统[51]内所采用的电磁开关[35]系在外壳[77]内装有线圈[78]，在线 圈[78]中央有可动电磁铁[76]，电磁铁[76]的上端装有顶杆[80]，顶杆[80]的上 端固定有绝缘板[81]和导电板[82]，顶杆[80]上套装有弹簧[79]，弹簧[79]的上 端顶在上盖[80A]上，弹簧[79]的下端压在电磁铁[76]上，在电磁开关[35]的下 端有一底盖[75]，全发电时采用电磁开关[35B]，部分发电时采用电磁开关 [35A]，机械、气动和电自动操纵系统[51]内所采用的二位三通电磁阀[48]和 [48′]是在外壳[88]内装有线圈[87]，线圈[87]中央有可动电磁铁[86]，在电磁铁 [86]上、下两端各锒有密封用橡皮柱塞[89]，上端柱塞[89]用以复盖上端排气口 [O]，下端柱塞[89]用以复盖进气口[P]，在电磁铁[86]上开有供气体流通的花键 槽[86A]，电磁铁[86]上套装有弹簧[90]，弹簧[90]的上端顶在电磁阀盖[85]上， 弹簧[90]的下端压在电磁铁[86]的台肩上，电磁阀体[84]其内腔底部中央有一 小孔，与阀体[84]左侧的进气口[P]连通，电磁阀体[84]其内腔底部右边有一小 孔[83B]与阀体[84]右侧的出气口[A]连通，当线圈[87]不通电流时，进气口[P] 断开，出气口[A]接通排气口[O]，当线圈[87]通过电流时，进气口[P]与出气口 [A]接通，出气口[A]与排气口[O]断开，当用来控制燃油流路时，燃油箱[33]与二 位三通电磁阀[48D]的进油口[P]用燃油管相连接，其出油口[A]却与燃油泵[32] 用燃油管相连接，其排油口[O]与油喷嘴[5]用燃油管相连接，当线圈[87]不通电 流时，供油口[P]断开，燃油泵[32]接通燃油喷嘴[5]，当线圈[78]通电时，燃油箱 [33]与燃油泵[32]接通，而燃油泵[32]与燃油喷咀[5]断开，机械、气动和电自动 操纵系统[51]所采用的离心式电子开关[52]是在转轴[114]上部的台肩[116]上， 通过销轴[118]连接有两根悬臂[120]，在悬臂[120]下端各有一重球[121]，在悬 臂[120]中间用小轴[119]各连接有支承杆[122]，支承杆[122]下端用小轴[123] 铰接在套筒[113]上，套筒[113]套在转轴[114]上，套筒[113]下端固定有法兰盘 [112]，在法兰盘[112]上固定有绝缘盘[112A]和导电圆环[124]，法兰盘[112]与 转轴[114]通过花键连接，在套筒[113]内装有弹簧[115]，弹簧[115]的下端压在 法兰盘[112]上，弹簧[115]的上端顶在转轴[114]的台肩[116]上，转轴[114]支承 在上、下轴承座[117]其轴承内，在转轴[114]下端装有从动伞齿轮[125]并与装在 主动轴[126]上的主动伞齿轮[111]啮合，在电路上对应于导电圆环[124]中径圆 周上方，装有两个定触点[K₁]与[K₂]，两个定触点[K₁]与[K₂]装在导电圆环[124] 下方的离心式电子开关[52A]，是当转轴[114]的转速大于设计给定的额定值时， 则导电圆环[124]与两个定触点[K₁]与[K₂]分离，电路断开，两个定触点[K₁]与 [K₂]装在导电圆环[124]上方的离心式电子开关[52B]和[52D]，是当转轴[114] 的转速大于设计给定的额定值时，则导电圆环[124]与两个定触点[K₁]与[K₂]接 触，电路接通，机械、气动和电自动操纵系统[51]内所采用的琴键开关[53]是市 场上出售的琴键开关，第一位琴键[O]为断电琴键，当按下第一位琴键[O]时，则 使通电的任一琴键弹起，并断电，且自身弹起，当按下第二位或第二位以后的任 一琴键时，则由该琴键控制的电路通电，并使其他通电的琴键弹起，使其控制的 电路断电，机械、气动和电自动操纵系统[51]内总开关[60]和安装在离合器踏板 [40]下的按键开关[44]是采用市场出售的一种按键开关，当用手或脚第一次按下 按键[44]或[60]时，电路接通，且松开手指或踏板[40]时，按键[60]或[44]不会弹 起，当第二次通过手或踏脚板[40]按下按键[60]或[44]时，刚按键弹起并断开电 路，机械、气动和电自动操纵系统[51]内所采用的离合器[13]都是在主动轴[130] 上装有一圆盘[131]，而在从动轴[140]的花键[134]上，套装有带压板[133]的套筒 [135]，在套筒[135]的凹槽[136]内，锒嵌有分离叉[137]，分离叉[137]与离合器踏 板[40]及其支臂[36′]做成一体，且其上面有一支承轴[141]，支承轴[141]的两端 支承于轴承座[142]内，组合成杠杆[36]，在从动轴[140]上装有压缩弹簧[138]， 弹簧[138]的一端压在从动轴[140]的台肩[139]上，弹簧[138]的另一端压在套筒 [135]的端面上，在套筒[135]的端面压板[133]上，固定有从动摩擦片[132]，在杠 杆[36]上面有一销孔[143]通过销轴[144]用来与薄膜式气缸[47]的连接叉[95]铰 接，在弹簧[138]其力的作用下，从动摩擦片[132]被紧贴在圆盘[131]上，使离合 器[13]处于接合状态，使主动轴[130]的转矩传递给从动轴[140]，当踩下离合器 踏板[40]时，则使离合器[13]的从动摩擦片[132]与圆盘[131]分离，使主动轴[130] 的转矩不能传递给从动轴[140]，机械、气动和电自动操纵系统[51]内所采用的薄 膜式气缸[47]系在外壳[96]和盖子[97]之间装有橡皮膜[91]，在其周边有螺栓与螺 母紧固，在盖子上有一气管及其接头[98]，橡皮膜[91]通过圆盘[92]与杆[37]连接， 在杆[37]上有弹簧[94]，弹簧[94]下端压在外壳[96]底部，弹簧[94]的上端顶在圆 盘[92]上，在杆[37]的端部装有连接叉[95]。