Дизельный двигатель с замкнутым газовым трактом

 

Изобретение обеспечивает повышение надежности дизеля (Д). В выходном участке 3 газового тракта 2 установлены датчики 9 и 12 соответственно концентрации кислорода и давления на впуске в Д 1. При отклонении концентрации кислорода от заданного значения по каналу датчика 9 в блоке 11 управления вырабатывается сигнал на срабатывание электропривода 19, который изменяет пропускную способность вентиля 7 регулирования расхода кислорода. При отклонении давления на впуске в Д от заданного значения по сигналу датчика 12 регуляторы 13 и 16 соответственно давления и поглощения двуокиси углерода изменяют уровень щелочи в поглотителе 17, что приводит к изменению давления на выходе этого поглотителя. Изменение пропускной способности вентиля 7 сопровождается изменением выходного сигнала датчика 26 положения вентиля 7. Указанный сигнал поднимает уставку давления на входе 22 регулятора 21 давления кислорода, который, воздействуя на механизм 28 подачи реагента (кислородсодержащего порошка), изменяет давление кислорода в реакторе 8. Датчик 20 давления кислорода в реакторе 8 обеспечивает образование обратной связи по давлению регулятора 21, повышая точность под

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1537853 (51)5 F 02 В 47/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4314410/25-06 (22) 09. 10. 87 (46) 23 ° 01.90. Бюл. ¹ 3 (72) В. В.Дыбок, Ф. Н. Рудавский, К.К.Тюпаев, Б.А.Шварцман и В.И.Шпилевой (53) 621 43.068.9 (088.8) (56) Nadai М., Asada Т. Investigations on recycle and closed-cycle

diesel engines — SAE Technikal Paper

Series, 1980, ¹ 800964, р,22-24 °

2 (54) ДИЗЕЛЬНЬЙ ДВИГАТЕЛЬ С ЗАМКНУТЫМ

ГАЗОВЫМ ТРАКТОМ (57) Изобретение обеспечивает повышение надежности дизеля (Д). В выходном участке 3 газового тракта 2 установлены датчики 9 и 12 соответственно концентрации кислорода и давления на впуске в Д 1. При отклонении концентрации кислорода от заданного значения по каналу датчика 9 в блоке 11

1537853 управления вырабатывается сигнал на срабатывание электропривода 19, который изменяет пропускную способность вентиля 7 регулирования расхода кислорода. При отклонении давления на впуске в Д от заданного значения по сигналу датчика 12 регуляторы 13 и 16 соответственно давления и поглощения двуокиси углерода изменяют уровень щело- 0 чи в поглотителе 17, что приводит к изменению давления на выходе этого поглотителя. Изменение пропускной способности вентиля 7 сопровождается! вентилем 7 регулирования расхода кислорода, в химическом реакторе 8 разчещен второй датчик 20 давления, подключенный к регулятору 21 давления в реакторе.

Вход 22 регулятора 21 связан с выходом 23 функционального преобразователя 24, а вход 25 последнего связан с датчиком 26 положения вентиля 7 регулирования расхода кислорода.

Выход 27 регулятора 21 давления кислорода в реакторе 8 подключен к механизму 28 подачи реагента в реактор, имеющему электропривод 29. В выходном участке 3 газового тракта 2 размещен отделитель 30 влаги.

Двигатель работает следующим образом.

Выхлопные газы дизеля 1 поступают в поглотитель 17 углекислого газа, 40 где реагируя со щелочью, оставляют определенную часть углекислого газа.

Смешавшись в смесителе 5 с определенным количеством кислорода, поданным через вентиль 7 из реактора 8, газы

45 проходят отделитель 30 влаги и поступают на впуск дизеля 1.

Регулирование количества поглощаемого углекислого газа производится регулятором 16 поглощения, реагирующим на выходные сигналы регулятора 13 давления газов в газовом тракте 2.

На входе в регуляторе 13 сравниваются выраженные в электрической форме заданное и фактическое (от датчика 12 давления) давления газов. Заданное давление на входе JlHaåëÿ 1 устанавливается, например, ва уровне 1 ат. Если по какой-либо причине происходит отклонение давления газов на впуске, Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а именно к дизельным двигателям с замкнутым газовым трактом.

Цель изобретения — повышение надежности.

На чертеже изображена схема предлагаемого двигателя °

Дизельный двигатель (дизель) 1 с замкнутым газовым трактом 2 содержит по меньшей мере один цилиндр, снабженный впускным и выпускным каналами (не показаны), первый из которых подключен к выходному участку 3 газового тракта 2, а второй — к его входному участку 4. Смеситель 5 размещен в выходном участке 3 тракта 2 и связан при помощи отводящего трубопровода Ь, снабженного вентилем 7 регулирования расхода, с источником кислорода, выполненным в виде химического реактора 8.В выходном . участке 3 газового тракта 2 установлены датчик 9 концентрации кислорода, связанный с входом 10 блока 11 управления, и первый датчик 12 давления, подключенный к регулятору 13 давления в газовом тракте 2, Вход 14 регулятора 13 давления в газовом тракте 2 дополнительно связан с источником уставки (не показан) в этом тракте, а выход 15 этого регулятора подключен к регулятору 16 поглощения двуокиси углерода, который связан с поглотителем 17 двуокиси углерода (углекислого газа), установленным во входном участке 4 газового тракта 2. Выход !S блок» 11 управления через электропривод 19 связан с изменением выходного сигнала датчика

26 положения вентиля 7. Указанный сигнал поднимает уставку давления на входе 22 регулятора 21 давления кислорода, который, воздействуя на механизм 28 подачи реагента (кислородсодержащего порошка), изменяет давление кислорода в реакторе 8. Датчик

20 давления кислорода в реакторе 8 обеспечивает образование обратной связи по давлению регулятора 21, повышая точность поддержания заданного давления кислорода в реакторе 8. 1ил.

1537853

20

40

55 то работа регуляторон 13 и 16, уп,равляя изменением уровня щелочи в поглотителе 17, приводит к изменению давления на выходе поглотителя 17 к такому значению, которое, суммируясь с давлением кислорода на выходе иэ отводящего трубопровода 6, обеспечивало бы восстановление давления газов в выходном участке 3 газового тракта 2 на заданном уровне. Так как газы на выходе поглотителя 17 составляют существенно большую часть потребного рабочего тела, то стабилизация давления газов на впуске вполне удовлет- 15 ворительно обеспечивается воздействием на поглотитель 17.

При изменении нагрузки дизеля 1 отклонение его скорости от заданного значения компенсируется системой автоматического регулирования скорости, воздействующей на регулятор топливного насоса дизеля (не показан). Увеличивающееся, например, при набросе нагрузки, количество топлива уменьшает концентрацию кислорода и увеличивает концентрацию углекислого газа в выхлопньгх газах. Отклонение концентрации Кислорода от заданного значения определяется блоком 11 управле- з0 ния путем сравнения сигналов датчика 9 концентрации кислорода и заданного значения концентрации.

Блок 11 управления при помощи электропривода 19 приоткрывает вентиль

7, увеличивая подачу кислорода в смеситель 5 и восстанавливая тем самым концентрацию кислорода на впуске дизеля.

Перемещение вентиля 7 сопровождается изменением выходного сигнала датчика 26 положения вентиля 7. Указанный сигнал через функциональный преобразователь 24, компенсирующий нелинейную зависимость расхода и дан 45 ления кислорода на выходе вентиля 7 от угла его открытия, увеличивает устанку давления на входе 22 регулятора 21 давления кислорода, который, воздействуя через электропривод 29 на механизм 28 подачи реагента (кислородсодержащего порошка), йовышает давление кислородА в реакторе 8. Датчик 20 давления кислорода в реакторе

8 обеспечивает образование обратной связи по давлению регулятора 21, повышая точнссть поддержания заданного давления кислорода и реакторе 8.

1 о

Возникаюнее вследствие дополнительной подачи кислорода в смеситель

5 небольшое отклонение давления на впуске дизеля 1 компенсируется регулятором 13 давления газов.

Формула изобретения

Дизельный двигатель с замкнутым газовым трактом, содержащий. по меньшей мере один цилиндр, снабженный впускным и выпускным каналами, первый иэ которых подключен к выходному участку газового тракта, а второй.— к его выходному участку, смеситель, размещенный в выходном участке газового тракта, источник кислорода, выполненный в виде химического реактора, снабженного механизмом подачи реагента, связанный со смесителем при помощи отводящего трубопровода, снаб-женного вентилем регулирования расхода, поглотитель днуокиси углерода, установленный но входном участке газового тракта, отделитель влаги, размещенный н выходном участке газового тракта, блок управления, связанный выходом с вентилем регулирования расхода, и датчик концентрации кислорода в выходном участке газового тракта, связанный с входом блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, двигатель дополнительно содержит первый датчик давления и связанный с ним регулятор давления в газовом тракте, регулятор поглощения двуокиси углерода, источник уставки давления н газоном тракте, датчик положения вентиля регулирования расхода, второй датчик давления и связанный с ним регулятор давления кислорода в реакторе и функциональный преобразователь, причем вход регулятора давления в газовом тракте дополнительно связан с источником устанки давления в газовом тракте, выход этого регулятора подключен к регулятору поглощения двуокиси углерода, регулятор давления кислорода в реакторе дополнительно связан с выходом функционального преобразователя, а вход последнего связан с датчиком положения вентиля регулирования расхода кислорода и выход регулятора лавления кислорода в реакторе подключен к механизму подачи реагента в реактор.