Устройство для контроля горения в двигателе внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к технике контроля горения в тепловых машинах. Целью изобретения является повышение надежности и достоверности работы устройства для контроля горения в широком диапазоне изменения контролируемых режимов работы двигателя внутреннего сгорания за счет увеличения допустимых механических нагрузок на устройство и увеличения угла ойзораiконтролируемой зоны горения . Для контроля процесса горения устройство входным узлом 1 уста /7 i (Л 1C 4i Nd Ч 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 1) 4 G 01 1. 23/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1l 1g

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3681620/25-06 (22) 28.!2.83 (46) 07.07.86. Бюл. У 25 (71) Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) -Ф.В. Голов, В.В. Корбан и Д.Я. Носырев (53) 621.43.00).5 (088.8) (56) Заявка ФРГ ))- 3001711, кл. G 01 L 23/22, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГОРЕНИЯ В ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

„„80„„1242738 А 1 (57) Изобретение относится к технике контроля горения в тепловых машинах.

Целью изобретения является повьппение надежности и достоверности работы устройства для контроля горения в широком диапазоне изменения контролируемых режимов работы двигателя внутреннего сгорания за счет увеличения допустимых механических нагрузок на устройство и увеличения угла обзора, контролируемой зоны го- рения. Для контроля процесса горения устройство входным узлом 1 уста1242738 навливают в адаптерное отверстие индикаторного крана и закрепляют на корпусе двигателя. Устройство соединяется с внутренним объемом камеры сгорания посредством канала 8.

Лучистый поток с помощью собирающих

29, 30Ä 31 направляют на фотвприемник 18. Сигнал с фотоприемника 18 выводят на регистрирующий прибор и анализируют. Для увеличения диапазона измерений световоды 15, 16 расположены последовательно. В процессе работы устройства осуществляется

Изобретение относится к технике контроля горения в тепловых машинах, а точнее к устройствам для автоматизированного или визуального контроля горения топливо-воздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания, и может найти применение в транспортных теплоэнергетических и судовых устройствах.

Целью изобретения является повышение надежности и достоверности ра-боты устройства для контроля горения в широком диапазоне изменения контролируемьгх режимов работы двигателя внутреннего сгорания за счет увеличения допустимых механических нагрузок на устройство и увеличения угла обзора контролируемой зоны горения.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольнья разрез.

Устройство для контроля горения содержит разъемньп» корпус, состоящий из входного узла 1, корпусных вту— .лок 2 и 3, переходных втулок 4-6 и выходного узла 7, соединенных меж— ду собой с помощью резьбы. По оси входного узла выполнен канал 8, с помощью ксторого устройство соединяется с внутренним объемом камеры сгорания двигателя (не показана).

На наружной поверхности входного узла » выполнен фланец 9 с отверстиями 10 для крепления устройства на камере. сгорания. По оси корпусных втулок-2 и 3 установлены тонкостенные гильзы 11 и 12, которые закреплены гайками 13 и 14. В гильзы 11 газодинамическая разгрузка световодов от максимального перепада давления эя счет перетекания газа из разгрузочной полости 20 по перепускному каналу 32 с жиклером 33 в разгрузочную полость 21. Разгрузочные полости 20, 21, 22 служат для раз— грузки собирающих линз 29, 30, 31, которые увеличивают угол обзора зоны горения от осевых сил и ра.спределения максимального ™ерепада давлений между световодами в процессе работы дизеля. 1 ил. и 12 плотно установлены световоды 15 и 16., выполненные в виде стеклянных цилиндрических стержней. По осн выходного узла 7 через теплоизоляционную нроставку 17 установлен с зазором фотоприемник 18, закрепленный в узле пружинным кольцом 19 (электрические выводы фотоприемника 18 не показаны). Переходные втулки 4-6 с

1О торцами входного узла 1, корлусных втулок 2, 3 и выходного узла 7 образуют разгрузочные камеры 20-22. В разгрузочных камерах 20 — 22 по внутреннему диаметру переходных втулок

15 4 -б установлены переходные кольца

23-25 с перепускными отверстиями

26-28, выполненными по периферии. По внутреннему диаметру переходных колец 23--25 установлены собирающие

20 линзы 29-31.

В корпусной в1улке ? выполнен перепускной канал 32, в который на резьбе установлен жиклер ЗЗ. Перепускной канал: 32 с жиклером 33 сое—

25 диняет разгрузочные камеры 20 и 21 между собой. Разгрузочная камера 22 через образовавшийся при установке фотоприемник 18 сообщена с атмосфе рой„ При выполнении устройства для

З0 контроля горения с числом корпусных втулок больше двух перепускные каHBJIbl с жиклером выполнены в каждой корпусной втулке, кроме последней, считая от входного узла. Зффективная площадь жиклера 33 выбрана в зависимости от объемов разгрузочных камер 20 и 21 и параметров, харак1242738

15

V . и

11Й .Т.теризующих режим работы двигателя таким образом, чтобы обеспечивался одинаковый перепад давления Р =

Р— на световодах !0 и 11. Здесь

Р— максимальное давление в камере сгорания двигателя. При выполнении устройства с числом корпусных вту.лок 2 и 3 больше двух максимальный перепад давлений на каждом световоP де равен Д P = †: -, где 1 — число корпусных втулок, равное числу световодов.

Эффективную площадь жиклера 33 определяют, решая систему извеотных уравнений, которая описывает процесс перетекания газа из разгрузочной камеры 20 в разгрузочную камеру 21 при сжатии газа и последующем сгорании топливо-воздушной смеси. Для критического режима истечения получают формулу где à — эффективная площадь жиклера; и — максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя; 30 — газовая постоянная продуктов сгорания;

Т вЂ” температура продуктов сгорания;

k — показатель адиабаты сгора35 ния;

Y — объем разгрузочной камеры.

При выполнении устройства с числом корпусных втулок 2 и 3 больше двух формула для Определения зффек 40 тивной площади жиклеров примет вид где ь — число корпусных втулок; порядковый номер жиклера, считая от входного узла;

Ч вЂ” объем разгрузочной камеры

sa i м жиклером. 50

Устройство работает следующим образом.

Для контроля процесса горения устройство входным узлом 1 устанавливают в адаптерное отверстие индика-55 торного крана дизеля и закрепляют с помощью фланца 9 с отверстиями 10 на корпусе двигателя. Устройство соединяется с внутренним объемом камеры сгорания посредством канала

8. При работе дизеля в объеме камеры сгорания периодически повторяются процессы впуска, сжатия рабочего тела, сгорания топливо-воздушной смеси, расширения и выпуска продуктов сгорания. При этом температура рабочего тела и продуктов сгорания периодически изменяется. Лучистый тепловой поток, пропорциональный температуре продуктов сгорания в четвертой степени (по закону Стефана-Больцмана}, направляют с помощью собирающих линз

29-31, установленных в переходных кольцах 23-25 с перепускными отверстиями 26-28, на фотоприемник 18, установленный в выходном узле 7 через теплоизоляционную проставку 17 и закрепленный в узле 7 пружинным кольцом 19. Сигнал с фотоприемника

18 выводят на регистрирующий прибор и анализируют. По величине и характеру сигнала, снимаемого с фотоприемника 18, контролируют горение в цилиндре и осуществляют подрегулировку агрегатов в дизеле.

Устройство позволяет осуществлять визуальный контроль горения, для чего демонстрируют пружинное кольцо

l9 и удаляют фотоприемник 18.

Надежность работы устройства в широком диапазоне изменения режимов работы дизеля обеспечивается за счет последовательного расположения световодов 15, 16, установленных в тонкостенные гильзы 11 и 12. Гильзы 11 и

12 закреплены в корпусных втулках

2 и 3 с помощью гаек 13 и 14. В процессе работы устройства о уществляется газодинамическая разгрузка све— товодов 2 и 3 от максимального перепада давления за счет перетекания газа из разгрузочной полости 20 по перепускному каналу 32 с.жиклером 33 в разгрузочную полость 21. Разгрузочные полости 20-22, образованные переходными втулками 4-6 и торцами входного 1, выходного 7 узлов и корпусных втулок 2 и 3 служат для разгрузки собирающих линз 29 — 31, которые увеличивают угол обзора зоны горения, от осевых сил и распределения максимального перепада давлений между световодами в процессе работы дизеля. Это повьнпает надежность работы устройства в условиях высоких давлений.

1242738

Устройство для контроля горения в двигателе внутреннего сгорания, содержащее корпус, световод и фотоприемник, причем корпус выполнен в виде входного и выходного узлов и корпусной втулки, в которой размещен световод, входной узел выполнен с каналом связи с камерой сгорания двигателя, а в выходном узле размещен фотоприемник, о т л и ч а ю—

Составитель Н. Патрахальцев

Техред О.Гортвай Корректор Л. Патай

Редактор П.. Коссей

Заказ 3690/37

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Результаты испытаний предложенного устройства показали его высокую надежность. За счет оптимизации расхода -.îïëèâà по режимам работы и цилиндрам достигнуто снижение.удельного расхода топлива на 1-3Х. Это эквивалентно годовой экономии топли- ва 70-210 т в расчете на один тепловоз.

Использование изобретения позволяет повысить надежность работы устройства и угол обзора контролируемой зоны горения, Формула изобретения щ е е с я тем, что, с целью повышения его надежности и достоверности и увеличения угла обзора, устройство дополнительно содержит по меньшей мере одну дополнительную корпусную втулку с дополнительным световодом, переходные втулки и кольца, собирающие линзы и жиклеры, причем

1О переходные втулки размещены последовательно между входным узлом и корпусной втулкой, между основной и дополнительной корпусными втулками и дополнительной корпусной втулкой

,5 и выходным узлом, переходные кольца размещены в переходных втулках и образуют в них разгрузочные камеры по сторонам переходных колец, а собирающие. линзы расположены в переходных кольцах, при этом все корпусные втулки, кроме последней перед выходным узлом, выполнены с перепускными каналами, в которых размещены жиклеры и которые связывают

25 между собой разгрузочные камеры, а переходные кольца выполнены с перепускнымн отверстиями, связывающими разгрузочные камеры.