Двигатель внутреннего сгорания

(19 41/10, 37/12 15 Г ГОСУДАРСТВЕ 3+ЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1420204, кл. Е 02 В 37/00, 1986.Авторское свидетельство СССРМ 477248, кл. Р 02 В 37/00, 1973.(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Изобретение относится к машиностроению, а именно к комбинированным двигателям внутреннего сгорания с регулируемым наддувом.Цель изобретения - повышение экономичности двигателя,На чертеже представлена принципиальная схема двигателя,Двигатель 1 внутреннего сгорания выполнен с выхлопным коллектором 2, к которому последовател ьно по ходу отработавших газов подключены силовая турбина 3, соединенная при помощи кинематической передачи 4 с коленчатым валом двигателя 1, и турбина 5 турбокомпрессора 6. Газоприемный патрубок турбины 5 связан с магистралью выпуска отработавших газов силовой турбины 3 и соединен с атмосферой при помощи канала 7 перепуска, снабженного органом 8 перекрытия, который связан с исполнительным механизмом 9 привода.(57) Изобретение позволяет повысить экономичность двигателя внутреннего сгорания с регулируемым наддувом, К выхлопному коллектору 2 двигателя 1 внутреннего сгорания последовательно подключены силовая турбина 3 и турбина 5 турбокомпрессора 6, По сигналам датчиков 14 и 15 в блоке 16 управления формируется сигнал на перекрытие канала 7 перепуска газов в атмосферу и на изменение передаточного отношения передачи 4. При снижении давления во впускном трубопроводе 10 открывается обратный клапан и воздух поступает иэ атмосферы, 1 ил. Передача выполнена с переменным передаточным отношением. Впускной трубопровод 10 двигателя 1, к которому подключен воэдухонапорный патрубок турбокомпрессора, сообщен через канал 11 с атмосферой через впускной патрубок компрессора 12, входящего в состав турбокомпрессора 6. В канале 11 установлен с воэможностью открытия внутрь впускного трубопровода обратный клапан 13. Устройство снабжено датчиком 14 нагрузки двигателя и датчиком 15 частоты вращения вала двигателя 1, которые связаны с блоком 16 управления органом 8 перекрытия канала перепуска и органом изменения (не показан) передаточного отношения передачи 4,При работе двигателя на нагрузках, близких к номинальной, отработавшие газы подаются через выхлопной коллектор,2 на турбину 5 турбокомп рессора 6, где совершают работу, которая расходуется на сжатиевоздуха в компрессоре 12 и создание необходимого давления во впускном трубопроводе двигателя 1. С датчиков 14 и 15 нагрузки и частоты вращения коленчато,о вала двигателя 1 постоянно поступают сигналы в блок управления "6. Если энергия отработавших в цилиндре азов превышает величину, требуемую для создания необхо-. димого давления во впускном трубопроводе, то часть энергии передается через силовую турбину 3 на вал двигателя 1 с помощью блока 16 управления в соответствии с сигналами датчиков 14 и 15. Пои уменьшении нагрузки двигателя до определенной величины, корректируемой в зависимости от скоростного режима двигателя, в блоке 16 управления формируегся сигнал, который с помощью исполнительного механизма 9 открывает орган 8 перекрытия и отработавшие газы направляются после силовой турбины 3 через канал 7 непосредственно в атмосферу, минуя турбину 5 турбокомпрессора 6. При этом во впускном трубопроводе 10 возникает разрежение, которое приводит к открытию автоматического клапана 13, что г 1 оэволяет подавать воздушный заряд в двигатель, минуя компрессор 12, через канал1, Одновременно с блока 16 управления поступает управляющий сигнал на передачу 4, изменяя ее передаточное отношение и увеличивая таким образом сопротивление проточной части силовой турбины 3. Отработавшие газы, расширяясь в силовой турбине, совершагст работу, которая передается на вал двигателя 1 через передачу 4.Регулирование передаточным отношением передачи 4 осуществляется следующим образом. Используя сигналы с датчиков нагрузки 14 двигателя и оборотов 15 коленчатого вала, блок выправления с помощью положительной обратной связи устанавливает оптимальное передаточное отношение передачи 4, при котором двига. тель развивает максимальный момент на данном скоростном режиме,В памяти блока управл ения заложен за" кон изменения крутящего момента двигателя для создания необходимоо коэффициента приспосабливаемо:ти. Используя сигнале с датчиков 14 и 15, блек управления рассчитывает отклонение от требуемого закона изменения крутящего момена и с помощью отрицательной обратной связи устанавливает соответствующее положение газораспределительного орлеана 8, чтобы ликвидировать отклонение момента от расчетного. 1 20 25 30 35 40 45 50 г 5 Отключение турбокомпрессора производится на режимах частичных нагрузок, информация о которых находится в памятиблока управления по сигналам с датчиков 14 и 15, если загрузка двигателя на данном скоростном режиме соответствует данным, заложенным в блок 16 управления.Таким образом, управление работой двигателя производится с помощью двухконтурной системы автоматического регулирования с двумя регулируемымивеличинами. Первый контур представляет собой непрерывное регулирование с помощью положительной обратной связи передаточным отношением передачи 4, второй контур - неп реры вно-дискретное регулирование органом 8 с отрицательной обратной связью. В результате одновременного регулирования перепуска и передаточного отношения эффективность использования энергии отработавших газов увеличивается и повышается экономичность двигателя внутреннего сгорания.Формула изобретения Двигатель внутреннего сгорания, содержащий силовую турбину, связанную через кинематическую передачу с его коленчатым валом и подключенную к его выхлопном- коллектору, турбокомпрессор, подключенный воздухонапорным патрубком к впускному трубопроводу двигателя, и магистраль выпуска отработавших газов иэ силовой турбины в газоприемный патрубок турбокомп рессора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности, он дополнительно содержит блок управления с датчиком частоты вращения и нагрузки, элементом вычисления крутящего момента по их показаниям и элементом сравнения вычисленного крутящего момента с заданным, канал перепуска, соединяющий с атмосферой магистраль выпуска отработавших газов из силовой турбины, приводной орган перекрытия канала перепуска и обратный клапан, причем кинематическая передача выполнена с органом изменения передаточного отношения, привод органа перекрытия канала перепуска и орган изменения передаточного отношения связаны с блоком управления с возможностью открытия канала перепуска при нагрузке ниже заданной для измеренной частоты вращения и с возможнос. ью изменения передаточного отношения по показаниям элемента сравнения, а впускной трубопровод двигателя выполнен с каналом, соединяющим его с атмосферой, и обратный клапан установлен в последнем с возможностью открытия внутрь впускного трубопровода,аз 3586 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по изоб113035, Москва, Ж,Рау Подписноеениям и открытиям при ГКНТ ССая наб., 4/5