Управляющее устройство для двигателя внутреннего сгорания с турбокомпрессором

 

Изобретение позволяет улучшить характеристики двигателя при разгоне. Турбокомпрессор двигателя состоит из расположенных на общем валу 3 турбины 4 и компрессора 5. Турбина работает на вьпслопных газах двигателя. Устр-во содержит электромотор 6,муф-о-о ту 7 сцепления, преобразователь 8 тока, электрическую сеть 9, дизельгенераторные комплекты 10 и 1 1 ,вьгчислительное устр-во 13, измеритель 14 фактической частоты вращения турбокомпрессора , выполненный в виде тахогенератора, датчик 15 давления, развиваемого компрессором, датчик 16 частоты сети 9, выполняющей роль накопителя электрической энергии. Устр-во 13 из сравнения заданных и фактических значений, хранимых в памяти , вычисляет управляющие воздействия для блока управления преобразователем 8, при которых в случае работы электромотора 6 в режиме мотора , обеспечивается максимально быстрьй разгон и оптимальные условия для бездьмного сгорания по коэффициенту избытка воздуха. При избытке энергии в выхлопных газах электромотор 6 переводится на работу в режиме электрогенератора. 1 ил. § СО 00 00 to 4 О оо см

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 1 02 В 37/12

RCKCNAЗНАЯ 13,", „13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Нали, 1 .: с

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPblTI44 (21) 3958300/25-06 (22) 01.10,85 (31) Р 3437872.3 (32) 16.10.84 (33) DE (46) 15.03.88. Бюл. У 10 (71) M.А.Н,-Бунд В Дизель ГмбХ и Сименс АГ (РЕ) (72) Йоахим Нахтигаль и Ханнс-Гюнтер Боцунг (DE) (53) 621.43.052 (088.8) (56) Заявка ЕПВ У 0079100, кл. F 02 В 37/10 опублик. 1983 ° (54) УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ТУРБОK0MIIPE ССОРОМ (57) Изобретение позволяет улучшить характеристики двигателя при разгоне.

Турбокомпрессор двигателя состоит из распложенных на общем валу 3 турбины 4 и компрессора 5. Турбина работает на выхлопных газах двигателя.

Устр-во содержит электромотор б,муф

„„SU „„1382408 A 3 ту 7 сцепления, преобразователь 8 тока, электрическую сеть 9, диэельгенераторные комплекты 10 и 11 âû÷èñлительное устр-во 13, измеритель 14 фактической частоты вращения турбокомпрессора, выполненный в виде тахогенератора, датчик 15 давления, развиваемого компрессором, датчик

16 частоты сети 9, выполняющей роль накопителя электрической энергии.

Устр-во 13 из сравнения заданных и фактических значений, хранимых в памяти, вычисляет управляющие воздействия для блока управления преобразователем 8, при которых в случае работы электромотора 6 в режиме мотора, обеспечивается максимально быстрый разгон и оптимальные условия для бездымного сгорания по коэффициенту избытка воздуха. При избытке энергии в выхлопных газах электромотор 6 переводится на работу в режиме электрогенератора. ил.

1382408

Изобретение относится к устройствам для регулируемого наддува двигателей внутреннего сгорания при помощи турбокомпрессора, состоящего иэ расположенных на общем валу турбины и компрессора, приводимых в действие электромотором.

Цель изобретения — улучшение характеристик двигателя при разгоне.

На чертеже представлена схема управляющего устройства.

Двигатель 1 внутреннего сгорания снабжен турбокомпрессором 2, состоящим иэ расположенных на общем валу

3 турбины 4 и компрессора 5. Турбина 4 работает на выхлопных газах двигателя l. Электромотор 6 выполнен в виде обратимой электрической машины, соединен валом 3 турбокомпрессора через муфту 7 сцепления и связан через преобразователь 8 тока с электрической сетью 9, к которой подведено также питание от дизель-генераторных комплектов 10 и 11. К сети 9 под- 25 ключены потребители 12, такие как системы отопления, кондициониронания, трансформаторы и т. п. Блок управления выполнен в виде вычислительного устройства 13, которое связано с иэмери- 30 телем 14 фактической частоты вращения турбокомпрессора, выполненным в виде тахогенератора, и/или датчиком

15 давления, развиваемого компрессором. Кроме того, к вычислительному устройству 13 подключен датчик 16 частоты сети 9, выполняющей роль накопителя электрической энергии.

Ф

Вычислительное устройство 13 из 40 сравнения заданных и фактических значений, хранимых в памяти, н частности по характеру изменения давления, развиваемого компрессором, или по характеристике мощности, подводи- 45 мой к электромотору 6, как функции мощности двигателя внутреннего сгорания, вычисляет управляющие воздействия для блока управления статическим преобразователем 8 тока, при которых н случае работы электромотора

6 в режиме мотора обеспечивается максимально быстрый разгон и оптимальные условия для бездымного сгорания по коэффициенту избытка воздуха на сгорание.

При избытке энергии в выхлопных газах:.« ктромотор 6 переводится на работу режиме электрогенератора.

Статический преобразователь 8 тока выполнен преимущественно н виде импульсного иннертора с промежуточной цепью постоянного тока и содержит ведомый от электрической установки иннертор 17, соединенный через промежуточную цепь 18 постоянного тока с реверсивным преобразователем

19, Инвертор 17 управляется управляющим устройством 20, к которому подводятся управляющие воздействия от вычислительного устройства 13.Аналогично этому для реверсивного преобраэователя !9 привода предусмотрено управляющее устройство 21 которое получает соотнетствующее управляющее воздействие от вычислитель-, ного устройства 13 а опорные значения — от сети 9.

В зависимости от мощности двигатель может быть оборудован дополнительными блоками 22 и 23 турбокомпрессорон, при этом каждый турбокомпрессор выполнен так we, как и турбокомпрессор 5 и тоже соединен с электромотором 6.

Двигатель 1 внутреннего сгорания оборудован регулятором 24 для регулирования подачи топлива через систему 25 впрыска топлива. 11ощность двигателя заранее задается датчиком 26 заданного параметра в качестве эадающего воздействия.

В генераторном режиме работы электромотора 6 избыток энергии отработавших газов может подаваться н виде электрической энергии в сеть или подводиться к независимому потребителю 27.

Переключение электромотора 6 (обл

Ф ратимой электрической машины) в ре жим генератора и наоборот произ водится в зависимости от заданного значения давления, развиваемого компрессором, или от значения, вычисленного вычислительным устройством 13, или от значения мощности двигателя ! внутреннего сгорания. При этом управляющие воздействия, подводимые к статическому преобразователю 8 тока, определяют мощност ., отдаваемую электромотором 6 н режиме генератора. Дополнительные преимущества возникают в случае использования блока управления в совокупно ти с турбокомпрессором, у которого на основе расчетов число лопаток турбины 4 и компрессора 5 выгголн ll i из услония

138? 408

Составитель М.Файн

Техред А.Кравчук

Редактор М.Петрова

Корректор В.Бутяга

Тираж 505 .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д.4/5

Заказ 1197/57

Подписное

Проиэводственнс -полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 обеспечения такого значения КЩ1,при котором в верхнем диапазоне частичных нагрузок двигателя 1 внутреннего сгорания используется не вся энер5 гия отработавших газон, а избыточная энергия может быть преобразована в электрическую энергию. Оптимизация обеспечивается, например, применением колес компрессора с изогнутыми нааад лопастями и/или входными направляюпуми аппаратами.

В случае выполнения электромоторов 6 в виде асинхронных электрических двигателей, при регулировании напряжения и частоты они работают как обычные электрические машины на общую сеть.

Электромоторы 6 могут быть выполнены в виде синхронных электрических машин, в частности в виде синхронных машин с постоянным возбуждением.

Целесообразно выполнять электромотор 6 охлаждаемым путем разбрызгивания масла.. Этим обеспечивается ком- 25 пактность конструкции и возможность монтажа глушителя шума всасывания турбокомпрессоров.

Формула изобретения управляющее устройство для двигателя внутреннего сгорания с турбокомпрессором, состоящим из расположенных на общем валу компрессора и турбины, работающей на выхлопных гаэах, и кинематически связанным с обратимой электрической машиной, подключенной к накопителю электрической энергии через статический преобразователь тока, содержащее блок управления, связанный с иэмеритслем фактической скорости вращения турбокомпрессора, с измерителем фактического напряжения накопителя и с измерителем величины ускорения и снабженный преобразователем сигналов измерителей в управляющий сигнал на статичес.-кий преобразователь тока для перевода обратимой электрической машины в режим электромотора при разгоне двигателя внутреннего сгорания, в режим генератора при избытке энергии выхлопных газов и для выпрямления тока генератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения характеристик двигателя при разгоне, устройство дополнительно снабжено датчиком мощности двигателя, датчиком давления, развиваемого компрессором, и датчиком частоты накопителя электрической энергии, а блок управления выполнен в виде вычислительного устройства, снабжен блоком памяти заданных величин мощности, давления и частоты и элементом сравнения заданных величин с фактическими, причем последний дополнительно подключен к преобразователю сигналов измерителей.