Система регулирования для дизеля с турбонагнетателем и камерой сгорания

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскикСоциапнстическмнРеспубликдо делам изобретений и откритий(54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ДИЗЕЛЯ С ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЕМИ КАМЕРОЙ СГОРАНИЯго насоса, и датчик обороаном топ Изобретение относится к машиностроению, а именно к регулированию дизелейс турбонаддувом,Известны системы регулирования длядизелей с турбонагнетателем и камеройсгорания. В этих системах предусматривается подача воздуха и топлива в камеру сгорания для получения необходимыхпараметров во впускном коллекторе приминимальной частоте вращения вала турбонагнетателя ).1 з,Недостатками известных систем являются ограничение области их примененияпроцессом запуска дизеля, в то время,как важнейшими для регулирования являются режимы холостого хода, частичныхноминальной нагрузок и постоянного крутящего момента.Известны системы регулирования длядизеля с турбонагнетателем и камеройсгорания, установленной в обводной трубе и соединенной с топливным насосом,содержащая датчик температуры выхлопных газов, связанный с регулирующим орСистема регулирования предназначенадля того, чтобы в определенном скоростном диапазоне обеспечивать независимыйот частогы вращения дизеля постоянныйрасход воздуха через компрессорГ 23Однако известные системы регулирования не обладают необходимой гибкостьюв формировании и реализации необходимойэкономичной внешней характеристики.Регулирование температуры газов передтурбиной даже в узком диапазоне, является процессом сложным и трудно осуществимым ввиду значительной неравномерности поля температуры газов (доо150 С) и его нерегулярности перед тур.биной, существенных динамических погрелностей приборов измерения температурыи 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 икамеру сгорания в зависимости отчастоты вращения дизеля, поскольку дизельобладает саморегулированием в потреблении воздуха. 5Цель изобретения - обеспечение ускорения запуска дизеля и повышение его приемистости,Для достижения цели турбонагнетатедьснабжен датчиком частоты вращения, со.единенным через усилитель с регулирующим органом топливного насоса и клапаном.Кроме того, усилитель снабжен органом задания. 15При этом, к органу задания подклю,чен датчик оборотов дизеля.На чертеже изображена схема системы.Схема регулирования содержит регулирующий орган 1 топливного насоса 2 20камеры 3 сгорания, связанный с датчикомчастоты вращения 4, турбонагнетвтедя Рпри помощи усилителя 6, Управляемыйклапан 7 в обводной трубе 8 перед ка-мерой 3 сгорания также связан с датчиком частоты вращения 4 посредством усилителя 6. Контур обратной связи 9 связывает датчик 10 оборотов дизеля 11 сусилителем 6 и содержит орган 12 зада.ния. Датчик 13 температуры, выполненный, например, в виде термопары, установлен в магистрали 14 турбины 15 исоединен с регулирующим органом 1 .Датчик 4 установлен в корпусе нагнетателя 16,35В качестве датчиков частоты вращениятурбокомпрессора и оборотов дизеля используют индукционные или пневматические тахометры. Орган задания представляет собой задатчики пневматического или 40электрического типа с блоком программ,а- усилитель - эдектрогидравдическоготипа с работоспособностью, достаточнойдля перемешения воздушного клапана ирегулирующего органа топливного насоса45камеры сгорания.Система работает следующим образом.При пуске системы наддува, образованной турбонагнетателем 5, камерой 3 сгорания и обводной трубой 8 с магистралью 14, который предшествует пуску ди 50зедя , камера 3 сгорания и турбонагнетатель 5 запускаются специальным пуско- ,вым устройством (не показан). Орган 1 2 эаданий выводит турбонагнетатель 5 на заданную частоту вращения его вала. Приэтом сигнал, исходящий иэ органа 1 2 задания частоты вращений вада турбонагнетателя 5, сравниваетсй в усилителе 6 с сигналом датчика 4 частоты вращения,пропорциональным действительной частотевращения вала. Там же сигнал рассогласования усиливается и подается на сервомеханизмы регулирующего органа 1 иклапана 7, устанавливая их исполнительные элементы в положение, при которомрасходы топлива и воздуха через камеруувеличиваются, что позволяет увеличить;на выходе из камеры 3 сгорания температуру и расход газов до величин,достаточных для разгона вала турбонагнетателя 5до заданной частоты вращения, при которой степень сжатия воздуха в нагнетателе увеличивается, а температура воздуха соответствует условиям самовоспламенения топлива в цилиндрах дизеля 1 1.После пуска дизеля и его прогрева нарежиме холостого хода, с помощью органа 12 задания контур регулирования через исполнительные механизмы регулирующего органа 1 и клапана 7 устанавливаетминимально необходимые для поддержания камеры сгорания в состоянии горячего резерва расходы топлива и воздуха, атурбонагнетатедь 5 .уже работает наэнергии выхлопных газов дизеля 11.При работе на частичных .нагрузках,при необходимости иметь больший крутя.щий момент на валу дизеля при известномхарактере изменения нагрузки, через орган 12 задания и контур регулированиячастоты вращения вала турбонагнетателя 5задается режим работы системы наддувас большей производительностью нагнетате- .ля 16 за счет увеличения расхода. топливаи воздуха через камеру 3 сгорания.Лишь при увеличении температуры газовв 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 независимоот величины сигнала, вырабатываемого контуром регулирования,Известно, что при уменьшении оборотов дизеля, вызванном увеличением нагрузки, например, расход газов через турбинууменьшается и соответственно уменьшается частота вращения вала турбонагнетатедя и расход воздуха через нагнетатель.Датчик 10 оборотов дизеля 11 связанс органом 12 задания.При уменьшении оборотов дизеля 11уменьшаются расход газов через турби-.ну 15 и частота вращения вала турбонагнетатедй 5. Датчик 10: оборотов отмечает пацение частоты вращения дизеля, а891996 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 черезорган 12 задания подает сигнал заданияв усилитель 6, где он сравнивается с сигналом датчика 4 и где усиливается сигнал фрассогласования, поступающий затем насервомеханизмы регулирующего органа 1и клапана 7, увеличивая расход топлива ивоздуха в камеру 3 сгорания, Суммарныйрасход и температура газов в газовпускФной магистрали 14 увеличиваются, что приВодит к увеличению частоты вращения валатурбонагнетателя 5 расхода воздуха черезнагнетатель 16,Таким образом, дизель получает возможфность при уменьшенной частоте вращенияколенчатого вана сжигать больше топлива,развивать больший крутящий момент иулучшить приемистость. ЗФф.ормула изобретения3 Система регулирования для дизеляс турбонагнетатепем и камерой сгорания,установленной в обводной трубе и соединенной с топливным насосом, содержащаядатчик температуры выхлопных газов, связанный с регулирующим органом топливного насоса, управляемый клапан, установленный в обводной трубе, и датчик обороътов дизеля, о т л и ч а ю ш а я с я тем,что, с целью ускорения запуска дизеляи повышения его приемистости, турбонагнетатель снабжен датчиком частоты врашения, соединенным через усилитель с регупирующим органом топливного насоса иклапаном,2, Системапоп. 1, отци чакаш а я с.я тем, чго, усилитель снабженорганом задания,3. Система по п. 2, о т л и ч а юш а я с я тем, что к органу задания под.ключен датчик оборотов дизеля.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент франции % 2087095,кл, Р 02 В 37/00, опублик. 1971.2. Патент США М 3163984,кл. 60-11, опублик. 1965 (прототип).