Система регулирования для дизеля с турбонагнетателем и камерой сгорания

 

ОП ИСАКИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскик

Социапнстмческмн

Республик

< п891996 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 23,08.76 (21) 2397628/2506 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Опубликовано 23.12.81 Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23 12 81 (51)NL. Кд.

F 02 g 37/00

1ааударственный комитет

СССР дв делам изобретений и открмтий ($3) УДК 621. .436-.545 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ g ДИ3ЕЛЯ

С ТУРБОНА HETATEJIEM И КАМЕРОЙ СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, а именно к регулированию дизелей с турбонаддувом.

Известны системы регулирования для дизелей с турбонагнетателем и камерой

S сгорания. В этих системах предусматривается подача воздуха и топлива в камеру сгорания для получения необходимых параметров во впускном коллекторе при минимальной частоте вращения вала турбонагнетателя (11.

Недостатками известных систем являются ограничение области их применения процессом запуска дизеля, в то время, как важнейшими для регулирования явля1j ются режимы холостого хода, частичных и номинальной нагрузок и постоянного крутящего момента.

Известны системы регулирования для дизеля с турбонагнетателем и камерой сгорания, установленной в обводной трубе и соединенной с топливным насосом, содержащая датчик температуры выхлопных газов, связанный с регулирующим ор2 ганом топливного насоса, и датчик оборотов дизеля, Система регулирования предназначена для того, чтобы в определенном скоростном диапазоне обеспечивать независимый от частогы вращения дизеля постоянный расход воздуха через компрессор12)., Однако известные системы регулирования не обладают необходимой гибкостью в формировании и реализации необходимой экономичной внешней характеристики. °

Регулирование температуры газов перед турбиной даже в узком диапазоне, является процессом сложным и трудно осуществимым ввиду значительной неравномерности поля температуры газов (до о

150 С) и его нерегулярности перед турбиной, существенных динамических погрел ностей приборов измерения температуры и их плохой надежности.

Кроме того, система не исполняет функ ции регулирования соотношения весового количества топлива и воздуха, подаваемых в камеру сгорания, Неудачно осушествление регулирования расхода воздуха в камеру сгорания в зависимости от частжы вращения дизеля, поскольку дизель обладает саморегулированием в потреблении воздуха. 5

Кель изобретения - обеспечение уско рения запуска дизеля и повышение его прие мистости.

Для достижения цели турбонагнетатедь снабжен датчиком частоты вращения, со.единенным через усилитель с . регулирующим органом топливного насоса и клапаном.

Кроме того, усилитель снабжен орга» ном задания. !5

При этом, к органу задания подклю,чен датчик оборотов дизеля.

На чертеже изображена схема системы.

Схема регудирования содержит регулирующий орган 1 топливного насоса 2 щ камеры 3 сгорания, связанный с датчиком частоты вращения 4, турбонагнетотедя 5 при помощи усилителя 6, Управляемый клапан 7 в обводной трубе 8 перед ка- мерой 3 сгорания также связан с датчи- 25 ком частоты вращения 4 посредством усилителя 6. Контур обратной связи 9 связывает датчик 10 оборотов дизеля 11 с усилителем 6 и содержит орган 12 зада» ния. Датчик 13 температуры, выполненный, например, в виде термопары, установлен в магистрали 14 турбины 15 и соединен с регулирующим органом 1 .Датчик 4 установден в корпусе нагнетатедя 16, 35

В качестве датчиков частоты вращения турбокомпрессора и оборотов дизеля используют индукционные или пневматичес кие тахометры. Орган задания представляет собой задатчики пневматического или 40 электрического типа с блоком программ, а- усилитель - эпектрогидравпического типа с работоспособностью, достаточной для перемещения воздушного клапана и регулирующего органа топливного насоса

45 камеры сгорания.

Система работает следующим образом.

При пуске системы наддува, образованной турбонагнетатедем 5, камерой 3 сгорания и обводной трубой 8 с магистралью 14, который предшествует пуску ди50 зеля, камера 3 сгорания и турбонагнетатель 5 запускаются специальным пуско-, вым устройством (не показан), Орган 1 2 эа" даний выводит турбонагнетатедь|5 на заданную частоту вращения его вала. При этом сигнал, исходящий иэ органа 1 2 за.— дания частоты вращения вада турбонагнетателя 5, сравниваетсй в усилителе 6 с сигналом датчика 4 частоты вращения, пропорциональным действитедьной частоте вращения вала. Там же сигнал рассогласования усиливается и подается на сервомеханизмы регулирующего органа 1 и клапана 7, устанавливая их исполнительные элементы в положение, при котором расходы топлива и воздуха через камеру увеличиваются, что позволяет увеличить; на выходе из камеры 3 сгорания температуру и расход газов до величин,достаточных дпя разгона вала турбонагнетателя 5 до заданной частоты вращения, при кото.рой степень сжатия воздуха в нагнетателе увеличивается, а температура воздуха соответствует условиям самовоспламенения топлива в цилиндрах дизеля 11.

После пуска дизеля и его прогрева на режиме холостого хода, с помощью органа 12 задания контур регулирования через исполнительные механизмы регулирующего органа 1 и клапана 7 устанавливает минимально необходимые для поддержания камеры сгорания в состоянии горячего резерва расходы топдива и воздуха, а турбонагнетатель 5 .уже работает на энергии выхлопных газов дизеля 11.

При работе на частичных .нагрузках, при необходимости иметь больший крутя.щий момент íà валу дизеля при известном характере изменения нагрузки, через орган 12 задания и контур регулирования частоты вращения вала турбонагнетателя 5 задается режим работы системы наддува с большей производительностью нагнетате- . ля 16 эа счет увеличения расхода. топлива и воздуха через камеру 3 сгорания.

Лишь при увеличении температуры газов в магистрали 14 турбины 15 сверх допустимых по условиям термической прочности деталей турбины 15, датчик 13 температуры подает сигнал на регулирующий орган 1 с целью уменьшения расхода топлива и ограничения температуры независимо от величины сигнала, вырабатываемого контуром регулирования, Известно, что при уменьшении оборотов дизеля, вызванном увеличением нагрузки, например, расход газов через турбину уменьшается и соответственно уменьшается частота вращения вала турбонагнетателя и расход воздуха через нагнетатель.

Датчик 10 оборотов дизеля 11 связан с органом 12 задания.

При уменьшении оборотов дизеля 11 уменьшаются расход газов через турбину 15 и частота вращения вала турбонаг нетатедй 5. Датчик 10: оборотов отме чает падение частоты вращения дизеля, а

891996

ВНИИПИ Заказ 1 11 81/50 Тираж 584 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 датчик 4 - падение частоты вращения вала турбонагнетателя. Датчик 10 через орган 12 задания подает сигнал задания в усилитель 6, где он сравнивается с сиг налом датчика 4 и где усиливается сигнал рассогласования, поступающий затем на сервомеханизмы регулирующего органа 1 и клапана 7, увеличивая расход топлива и воздуха в камеру 3 сгорания, Суммарный расход и температура газов в газовпуск!

4 ной магистрали 14 увеличиваются, что приВодит к увеличению частоты вращения вала турбонагнетателя 5 расхода воздуха через нагнетатель 16.

Таким образом, дизель получает возмож-1 ность при уменьшенной частоте вращения коленчатого вана сжигать больше топлива, развивать больший крутящий момент и улучшить приемистость.

ЗФ

Формула изобретения 1. Система регулирования для дизеля с турбонагнетатепем и камерой сгорания, установленной в обводной трубе и соединенной с топливным насосом, содержашая датчик температуры вылдопных газов, css занный с регулирующим органом топпивного насоса, управляемый клапан, установленный в обводной трубе, и датчик оборо тов дизеля, о т л и ч а ю m а я с я тем, что, с целью ускорения запуска дизеля и повышения его приемистости, турбонаг нетатепь снабжен датчиком частоты враше ния, соединенным через усилитель с регупирующим органом топливного насоса и клапаном.

2. Система пои. 1, отци чака. ш а я с.я тем, чго, усилитель снабжен органом задания, 3. Система по п. 2, о т и и ч а юш а я с я тем, что к органу задания под ключен датчик оборотов дизеля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции No. 2087095, кл, F 02 В 37/00, опублик. 1971.

2. Патент США М 3163984, кл. 60-11, опубпик. 1965 (прототип).