Устройство для запуска и реверса двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом

 

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить стабильность работы устр-ва на переходных режимах. Устр-во содержит главный пусковой клапан 1, соединенный трубопроводом 2 с источником 3 сжатого воздуха, а пусковой магистралью 4 с рабочими полостями 5 пусковых клапанов 6. С управляющими полостями 1.1 последних связан воздухораспределитель 8, подключенный к магистрали 4. Сервомотор 12 двустороннего действия имеет рабочие полости 13-, 14, связанные с управляющей полостью 17 сервомотора 18 регулятора частоты вращения и с линией 19 пневмозадатчика системы управления. В патрубке 16 расположен регулируемый дроссель 20 одностороннего действия. Трубопровод 2 соединен с управляющей полостью 26 клапана 1 системой трубопроводов и клапанов. При резком переходе с одного режима двигателя на другой происходит дозарядка цилиндра двигателя сжатым воздухом, в результате частота вращения турбины резко возрастет. Давление наддувочного воздуха во впускном коллекторе будет интенсивно возрастать. Увеличится приемистость двигателя. 1 ил. ё сл J5 Ст пмКмамдат - . am nHtanuJuuuin-i / читсистеныам со 4 оо со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„1314139

А1 (5D y F 02 N 9/04

+3 д

/ э А,м;.

j Ф р.

4Щ, „

-ф .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3896553/25-06 (22) 20.05.85 (46) 30.05.87. Бюл. 9 20 (71) Горьковский институт инженеров водного транспорта (72) В.И. Горелкин, С.В. Петухов, В.О. Исаченко и А.Л. Новиков (53) 621 ° 436-57(088.8). (56) Авторское свидетельство СССР

N 492676, кл. F 02 N 9/04, 1973.

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПУСКА И PEBEPСА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

С ТУРБОНАДДУВОМ (57) Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить стабильность работы устр-ва на переходных режимах. Устр-во содержит главный пусковой клапан 1, соединенный трубопроводом 2 с источником 3 сжатого воздуха, а пусковой магистралью 4 с рабочими полостями 5 пусковых клапанов 6. С управляющими полостями 11 последних связан возфухораспределитель 8, подключенный к магистрали 4. Сервомотор 12 двустороннего действия имеет рабочие полости 13., 14, связанные с управляющей полостью 17 сервомотора 18 регулятора частоты вращения и с линией 19 пневмо- задатчика системы управления. В патрубке 16 расположен регулируемый дроссель 20 одностороннего действия.

Трубопровод 2 соединен с управляющей полостью 26 клапана 1 системой трубопроводов и клапанов. При резком переходе с одного режима двигателя на другой происходит дозарядка цилиндра а

Ф двигателя сжатым воздухом, в результате частота вращения турбины резко возрастет. Давление наддувочного воздуха во впускном коллекторе будет интенсивно возрастать. Увеличится приемистость двигателя. 1 ил.

1314139.Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к устройствам для запуска и реверса двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом. 5

Цель изобретения — повышение стабильности работы на переходных режимах.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит главный пусковой клапан 1, соединенный трубопроводом 2 с источником 3 сжатого воздуха (пусковыми баллонами) и пусковой магистралью 4 — с рабочими полостями 5 пусковых клапанов 6. Пусковая магистраль 4 трубопроводом 7 подключена к воэдухораспределителю 8, который импульсными каналами 9 через

20 отсечные клапаны 10 связан с управляющими полостями 11 пусковых клапанов 6. Устройство содержит также сервомотор 12 двустороннего действия, рабочие полости которого 13 и 14 свя- заны патрубками 15 и 16 с управляющей полостью 17 сервомотора 18 регулятора частоты вращения и с линией 19 пневмозадатчика системы управления, причем патрубок !6 снабжен регулируе- 30 мым дросселем 20 одностороннего действия.

Кроме того, трубопровод 2 трубопроводом 21 через нормально закрытый клапан 22, трубопроводом 23 через перекидной клапан 24 и трубопроводом 25 соединен с управляющей полостью 26 главного пускового клапана 1.

Сервомотор 12 двустороннего действия содержит мембрану 27,пружины 28 и 29 и тягу 30, связанную жестко со штоком 31 нормально закрытого клапана 22, снабженного разгрузочным каналом 32.

I . 45

Кроме того, клапан 22 имет полос- ти 33 и 34 и уплотнение 35 с пружиной 36.

Регулируемый дроссель 20 содержит регулировочную иглу 37, уплотнение 38 с дроссельным отверстием 39 и пружиной 40.

Перекидной клапан 24 снабжен полостями 41 и 42,и свободноплавающим уплотнением 43.

Сервомотор 18 регулятора скорости содержит мембрану 44 и шток 45, связанный с органом управления подачи топлива.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства при постепенном (медленном или многоступенчатом) перемещении органа управления системы дистанционного автоматизированного управления (ДАУ), например, иэ положения Малый вперед" в положение "Средний вперед". При этом в линии 19 пневмозадатчика давление повышается незначительно от ранее заданного, и воздух, который поступает в полость 17 сервомотора 18, деформируя мембрану 44 вниз, через шток 45 плавно воздействует на рейку топливного насоса и несколько увеличивает нагрузку на двигатель, который переходит на новый режим работы. Переходный режим работы двигателя при этом практически отсутствует.

Вместе с тем воздух иэ линии 19 по патрубкам 15 и 16 поступает соответственно в полости 13 и 14 сервомотора 12. При этом скорость нарастания давления в полости 13 незначительно выше, чем в полости 14, благодаря тому, что патрубок 16 содержит регулируемый дроссель 20. В результате чего мембрана 27 деформируется вправо, перемещая тягу 30 со штоком 31 нормально закрытого клапана 22, но вследствие незначительного перепада давлений в полостях 13 и 14 сервомотора 12 пружина 28 препятствует мембране 27 деформироваться настолько, чтобы выбрался зазор между торцом штока 31 и уплотнением 35 клапана 22, а потому последний не может открыться. При плавном или незначительном перемещении органа управления устройство на работу штатной сис-. темы управления никакого влияния не оказывает.

При резком (что, как правило, имеет место на практике) перемещении органа управления с целью перевода двигателя на работу, например, с режима

1 малого хода на средний или полный ход давление воздуха в линии 19 пневмозадатчика и в полости 17 сервомотора 18 резко возрастает, и вследст- вие деформации мембраны 44 и перемещения штока 45 резко увеличивается подача топлива в цилиндры двигателя.

При этом наблюдается неполное сгорание топлива, двигатель ндымит потому что подача топлива нарастает быстрее, чем повышается частота вращения

1314139 из пусковой магистрали 4 по трубопроводу 7 поступает к воздухораспределителю 8, от которого по одному из импульсных каналов 9 через отсечной клапан 10 — в управляющую полость 11 пускового клапана 6. Но клапан при этом не открывается, так как в цилинд— ре протекает процесс сгорания топлива и продукты сгорания находятся под высоким давлением. По мере поворота коленчатого вала давление в цилиндре падает, и, наконец, наступает момент когда усилием давления воздуха в управляющей полости ll пускового клапана 6 последний открывается, и цилиндр двигателя соединяется с ра50

55 бочей полостью 5. Происходит дозарядтурбокомпрессора, и в цилиндрах двигателя ощущается недостаток воздуха.

Еще резче это проявляется при реверсировании двигателя с переднего хода на задний, когда частота вращения турбокомпрессора заметно снижается.

Для устранения этого необходимо непосредственно в цилиндры двигателя ввести дополнительную порцию воздуха или же увеличить частоту вращения 10 турбокомпрессора.

При резком возрастании давления воздуха в линии 19 одновременно резко повышается давление воздуха в полости 13 сервомотора 12, а нарастание давления в полости 14 происходит медленнее из-за наличия в линии 16 дросселя 20, с помощью иглы 37 которого можно регулировать время выравнивания давлений в полостях 13 и 14. 20

Ввиду наличия большого перепада давлений в полостях 13 и 14 деформация мембраны 27 вправо максимальная, а ход тяги 30 и штока 31 такой, что не только выбирается зазор между торцом

25 штока 31 и уплотнением 35, но и происходит сжатие пружины 36, и уплотнение 35 открывается. При этом воздух из источника 3 по трубопроводу 21 поступает в полость 33 клапана 22, далее — в полость 34 и по трубопроводу 23 — в полость 42 перекидного клапана 24, откуда по трубопроводу 25 в управляющую полость 26 главного пускового клапана 1 и открывает его.

В результате этого пусковой воздух из источника 3 по трубопроводу 2 через открытый главный пусковой клапан 1 и пусковую магистраль 4 запол40 няет рабочие полости 5 пусковых клапанов 6. Одновременно с этим воздух ка цилиндра двигателя сжатым воздухом, давление в нем резко возрастает. 3а несколько градусов поворота коленчатого вала до момента открытия выпускного клапана воздухораспределитель 8 разгружает в атмосферу управляющую полость 11 пускового клапана 6,,последний закрывается. В момент открытия выпускного клапана смесь воздуха и продуктов сгорания с повышенным давлением направляется в выпускной коллектор и далее на лопатки турбины, вследствие чего частота вращения ее резко возрастает и, следовательно, так же интенсивно возрастает давление наддувочного воздуха во впускном коллекторе, что способстсвует более качественному сгоранию топлива в цилиндре, значит и приемистости двигателя.

Процесс разгона ротора турбокомппрессора продолжатся до момента выравнивания давлений воздуха в полостях 13 и 14 сервомотора 12. После чего мембрана 27 под действием пружин 28 и 29 занимает среднее нейтральное положение, тяга 30 и шток 31 смещаются влево так, что между торцом последнего и уплотнением 35 образовывается зазор. В результате. воздух из управляющей полости 26 главного пускового клапана 1 по трубопроводу 25, через перекидной клапан 24, далее по трубопроводу 23 и канал 32 штока 31 разгружается в атмосферу. После чего главный пусковой клапан I закрывается, и устройство прекращает свою работу, а двигатель в более короткий срок переходит на новый режим работы.

При резком переводе двигателя, например, с режима полного хода на малый давление воздуха в линии 19 пневмозадатчика, в патрубке 15 и полости 13 сервомотора 12 быстро снижается, но мембрана 27 не деформирует ся, так как под действием давления воздуха в полости 14 сервомотора 12 уплотнение 38 смещается влево, сжимая пружину 40, и поэтому падение давления воздуха в указанных полостях сервомотора 12 происходит практически с одинаковой скоростью.

Пуск двигателя осуществляется путем установки органа управления из положения "Стоп" в положение "Пуск", при этом в трубопроводе 46 появляется пусковой сигнал, выработанный в

1314139

Формула и з о б р е т е и и я

Составитель В. Морозов

Техред В. Кадар

Корректор С. Черни

Редактор Н. Киштулинец

4»

Заказ 2197/39 Тираж 504

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 системе ДАУ, который через перекидной клапан 24 и трубопровод 25 поступает в управляющую полость 26 главного пускового клапана 1 и открывает

его. После чего устройство начинает работать ранее описанным способом, но в пусковом режиме, т.е. до набора пусковой частоты вращения. При резкой перестановке органа управления возможно:,срабатывание сервомотора 12 и.открытие. клапана 22, но это не оказывает влйяния. на пусковой режим двигателя, так как в этом случае главный пусковой клапан 1 удерживается в открытом состоянии параллельно двумя сигналами как со стороны клапана 22, так и пусковым сигналом в трубопроводе 4б от системы ДАУ.

Устройство для эалуска и реверса двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, содержащее по меньшей мере один пусковой клапан, установленный в цилиндре двигателя и снабжен-. ный управляющей и рабочей полостями,, главный пусковой клапан с управляющей и рабочей полостями, связанный при помощи трубопровода с источником сжатого воздуха и подключенный своей рабочей полостью при помощи пусковой магистра-, 5 ли к рабочей полости пускового клапана и воэдухораспределителю, подсоединенному при помощи импульсного канала с отсечным клапаном к управляющей полости пускового клапана, и сервомоf0 тор регулятора частоты вращения с управляющей полостью, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности работы на переходных режимах, оно снабжено мембранным сервомотором двустороннего действия с рабочими полостями, сообщенными при помощи патрубков с управляющей полостью сервомотора регулятора частоты вращения, нормально закрытым клапаном, управляемым сервомотором двустороннего действия, и перекидным клапаном, причем в одном из патрубков установлен регулируемый дроссель dp25 ностороннего действия, а управляющая полость главного пускового клапана сообщена с трубопроводом через перекидной и нормально закрытый клапаны.