Система регулирования температуры наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН нна,д,ян ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) 1. СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая установленный во впускном трубопроводе двигателя теплообменник, подключенный к газовыхлопной магистрали через байпасный канал, заслонку, установленную во впускном отверстии байпасного канала, и датчики давления и температуры воздуха во впускном трубопроводе, связанные через исполнительный орган ЯО 1112135) 1 02 В 29/04; Г 01 Р 5/О с заслонкой, отлнцпюцояся тем, что, с целью цовцьцеция эффективности путем согласования температуры цадлувочного воздуха с нагрузкой лвигателя, она лополцительно снабжена газовым эжектором и вспомогательным возлуховцускцым патрубком с органом его перекрытия, причем газовый эжектор подключен своим пассивным соплом к выходному отверстию байпасного канала, а активное сопло эжектора выполнено в виде участка газовыхлопной магистрали, вспомогательный возлуховпускцой патрубок подсоелцнец к байцасцому каналу между заслонкой и теплообмецником, а орган перекры. тия патрубка сблокировац с заслонкой. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем,то датники давления н теипературы выполены в виле тензометрического измерителятерморезистора соответственно.Изобретение отнк ц с 1 к ч 1 Нинцстрц(- иин), а иченно к дви телесроенин, в част.ИО(ти к )стрцствх систем цхлджлени 51 ндлдувцВцчноГ) ВО:л)хс 1 ВНГЗ 1 слсй внхт)С 1.него сгорания с использованием энергии ВцХЛ Ц Ц и Ц Х Г ДО Н ЛЛ Я Ц Ц;1 Д 1 И 0 ХЛ 3 Ж Л Д Ю 1(1 О5воздуха.Известны системы регулирования течцердтурц 1 Зл(увочцого взпухд двигателяВНУтРЕННС Го СГОРЯНИЯ, СОДЕРждн(ИЕ УСтя);ОВ.лснццй вц вцчскцоч трубопр)гц)ле лвигате. 1 Оля тепло 06 чсцнцк, Кдключецццй к га:Овыхлопной хаСтрлц через 6 дйцдснцй кд.НД,Ч, ЗДС 10 К, ЪСТДНЦВЛСННХЮ ВГ В(С(КНЦЧотверсти 6(Ндснцго кднялд, и датчики давления и темературы воздуха вц внускночтруГоцровцле, связд)(цце через исногНи(сьнцй орган с заслонкой 1.В таких системах регулровдНе температуры наллувцчнцго возлухд цсуп(ествля( т.ся во всем лияцязоце изменения нагрузкина двигатель по закону пропорциональнойзависимости. Однако известнс, что в лви.гдтелях с повцци.цнцм запасом кругиис гцмомента (няпринер, В дизелях с хдрдкт(ри.стикой постоянвой моаности) характер рдс.пределения оптимальных значений гечцерятуры налдувочногц воздуха В зависимости 25от изменения нагрузки сугиественно отличается от закона цроцорииоцальной зднисимости и представляет собой функцию с экстремумом. Такое рдсцрелелее(е оптимальных значений темцердтуры ндддувочно(о воздуха обусловлсно нео 6 ходцмостью улучпш.ния эко(нмичности ц снижения жесткостиработы двигателей нд чдстичньх нагрузка.х,няцример, меньших 6080"/О, снижения максимальных значений. дВления сгорания принагрузках, больших укдздцно(о уровня. Всвязи с этим регулровдне тепсратхрнадлувочного воздухд с цзчеценисм нагрузки нд двигатель в извесНьх системах осу(иеств 1 яется цеотимдльно.Цсльн) изц 6 рстсни 51 явля(тся пцвы 1 нсниеэффсктцвности рд 6 отц систсчц и лвигдтеля 40в целом,(ля достижения цслц система регулцро.Взнця тсмцердт)рь( н(ЛлъвочноГО Во;лххдДНИ Гдт(.л я Внъ Гр( ннсГО с Горд ни я, сОде рж((ид 51 )ст Ицн,с ни 1 ц ВО н 1 с Ином Грх 60 ц ро.воле лви Зтсля теплцц 6 ченццк, цолклк)чец. 45ный к газвьхлсцОй магистрали черс: 6 дй.пяснцй канал, заслонку, усгдцовлеццую вцвпускном оти рстци 6 дйцдснцго кдндлд, илатчики лдвлецця и температуры волундВО Вцскно)1 трх 60 црцволс, связднньс чс50рез исполнителинцй орган с заслонкой, лц.цолнительно с 1;6 жецд газоны ч эжектороми всцом гд тел ьнцч воз.1 ухонцускным пдтрубкцм с цргднцч (о перекрытия, причемгазовый эжектор ццлк,ючсц своим пассивным соилом к ицхцлнсху отверстин) бдНдс.НОГО КДНД.11, Д )КТВНОС (.011.10 Эж.КТЦРД В 11.по,нено в вил) Зсткд гдивьхлоццой магистрали, Всцомцгятсльньй вц:лх ховхскнойпдтрбок подсоединен к 6 яйцдсному каналу хежду заслонкой и тецлццбчениикоч, а ор. гдц перекрытия ц)Трубкаблокирован с заслонкойКроме того, в системе регулирования лтчики давления и течце)Зтуры Выццлне. нь в виде тензочетрическоо измерсля и герморезистора соответственно.11 д фцг. 1 представлена схеча системы реулировация температуры надлувочного возлуха; цд фиг. 2 - латчик давления.Систех( регулирования содержит нагнетательс возлухонаццрным патрубком 2,впускной трубоцровол 3 лвигателя 4 внутреннего сг(,рация, теплцобченник 5, газо.выхлопную магистраль 6, баНсСный канал7, заслонку 8, латчики 9 и 1 О соответственно лявлсция и температуры воздуха во впускюм труоцпрцволе 3, исполнительный орган14 регулирования теплообмена, газовый эжектор 12 и вспомогательный воздухо. впускной ндтрубок 13 с органом 14 е о перекрытияТеплообченник 5 хстН( влен во вцхскночтру 6 цпроволе 3 и полклочсн к газ(выхлоп. ной магистрали 6 через бдйндснцй канал 7Зяс,тонка 8 установ.ена вц впускном отверстцц 15 6 дйцдс ного кан,ля 7,Чатчики 9 и О связаны через испо.Нительнцй орган 11 с заеликцй 8. В гязовцхлоцной магистра. ли 6 установлена турбина 16 прцволд ндгне.тдтеля .Гдзцвьй эксктор 12 полключен своим цдсси вццч сгцлом 17 к вц холноч у отверсгин 18 6 дйиаснцго кядлд 7, д активное сопло 19 эжектцря 12 Вьцлнецо в виде участка Г)зовьх,Оцно( магистра.(и. Всцомо гательный возлуховц) скнцй пд гру 6 ок 13 подсоелцнен к 6 яйпдсшчу каналу 7 чежлу з;)ели(кой 8; тсп,цц 6 мецнцкцч 5, а орган 14 нерскрцтия ц,гр)Гкд 13 сблцкцрцван с заслонкой 8.,1;чики 9 и 10 давления итемцердтурь Вцццлнецц в виле тснзочетри. чевкого измерителя ц терморезистора соотцстствннс.Уст(Но(ГСнный во впускном труооцроволе 3 дагчик 9 давлсния снабжен тензоре:Исторох 20, установленным ня пластине21, и лидфрагчцц 22, полсоели енной через шток 23 к цластине. Исполни)сльнцй орган 1 одсоелицен к датчикам 9 и 1 О через преобразователь 24, снабженный обмоткой25 и нц;)мдльно замкнутыми контактами 26. В бдйпдснцч канале 7 после телообменни. кд 5 выполнено отверстие 27 с органом 28его исрскрьтця, цолключенныч к исполнительном органу1. Систсхд регулирования рдГотает следую(ии.ч о бра зц ч.Отрд 6 отдвшце газы из двигателя 4 по. ступдюг и гдзцвыхлопню магистраль 6 и раскр)чивак)т турбину 16, которая приводит Во врдц 1 ение ндгнетатель 1. Воздух через Вцзлухонапорный пдтрубок 2 поступает во вцускнй трубопровод 3 и теплообменник 5. В цослелнеч осуиествляется либоОХЛажЛЕНИЕ, ЛИ 6 О СОдОГрЕВ НаЛЛузЧ НОП возлуха в зависимости от цдгр ки лвигателя по закону, опрелеляемому настройкой системы регулировдция, и, в частности, преобразователя 24 и исполнительного органа 11 регулирования тецлообменд. В преобразователе 24 формируется выхолной сигнал, который получается в резульчдте злгебраического сложения двух сигналов, вырабатываемых датчиками 9 и 10, ц яв,чяется функцией нагрузки на двигатель и температуры окружающего возлуд. Посредством нормально замкнутых контактов 26 ппеоб. разователя 24 производится включение и выклнпение исполнительного органа 11, а через него - заслонки 8 и органов 14 и28 перекрытия, .в резу,ьтате чего регулируется теплообмен и течпературд ндллувоч. ного возлуха.Активное соцло ) аониго эжектрд 12 осуществляет плсо(из пдивного сонлд 17 и выхолного отверстия 18 бдйцдсцогкд. нала 7) либо трботавших газов, пстуссд. югци из впускного отверстия 15, либо воздуха из цатрубкд 1,3 и отверстия 27, либо смеси возлухз и гдзов в завис имости от пс- ложения заслонки 8 и органов 4 и 28 перекрытия. При неизченнсм лдвлении налдува температура взлухд на впуке поллер. живается нз здланич уровне регулирования. При отклонении т залдннои темпера. туры в стопону увеличения сопротивление терморезисторд (лд гчика 10 течпс ратурь) возрастает. В связи с этич напряжение на обмотке 25 преобразователя 24 повынается При превышении температурсй регулируе. мого значения выхолной сигнал преобразователя 24 становится лостаточныч лля раз. мыкания контактов 26. Последние размыкаются, исполнительный орган 1 регулирования теплооб чена нереволит заслонку 8 и органы 14 и 28 перекрытия в положение, при котором всзлуховпускной патрубок 13 открывается, а газы из турбины 16 на. правляются по гдзовыхлопнои магистрали 6 в эжектор 12. Прсхолясцие через эжектор 12 газы просасывакт через итрубок 13 и теплообменник 5 воздух из окрыв;дкэцей среды, При этом ндллувочный воздух, проходящий через чеплсобчесник 5, охлажлается.С понижением течпературы надлувочного воздуха ца впуске в двигатель сопротивление терморезистора ла гфнкд 1 О температуры уменьшается. В результате снижается напряжение на обмотке 25. При уменьшении значения заланной температуры ниже регулируемой величины выхолнои сигнал преобразователя 24 становится недостаточным для удержания контактов 26 в разомкнутомсостоянии. Контакты 26 замыкаются, обеспечивая тем самым питание исполнительного органа 11 регулирования теплообмена. Последний срабатывает, переводя органы 14 и28 перекрытия и заслонку 8 в положение (фиг. 1, пунктир), при котором воздушный патрубок 13 закрывается, и газы из турбины5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 16 цпрдвляктся по байцдснчу каналу через теплобченник 5 нд вьпуск При этом нал,сувочный возлу, прокля через теплообменник, полос ровсетс я. Плогрс в прон- холит лте пр, нокд температура возлухд на впуке в дниатель 4: начнет прцыцать регулируемую всличину, ц,и чего опять начинается охлджление паллу вочцого воз. духа.1 ри изменении лднлеция нллувиного возлуха значение ру.прумого пдрдчетра менястся. 1.1;аостм холу и чалых нагрузка лвис дте.я 4 тецзоренгр 2, облдлдя подьшенным сонротицлени ч, ученьцдет па. лениеч напряжения н обмотке 25. В рсзультдте выходной сигнал преобразопателя 24 снижается, и егс величина стноьчстся нелостаточнои лля рзмыкдния ксг актов 26. Размыкание контактов, а ле 1 дательно, и изченение положения органов 4 и 28 перекрытия и заслонки 8 произойлет только при повышенном зна и нии температуры наллувочного возлчха. поэтому уровень регули. руечй величины температуры ндллувочного возлд ндсдльх сдгрхзка и холостом олу лвители 4 увеличивается.С повышениеч лавлсння наддува сопро. тинленитензорезисторд 20 уменьшается, вследствие чегвозратдт напряжение нд обмотке 25. В ре льтдте вьсхолной сигнал преобразователя 24 увеличивается, поэтому размыкание контактв 26 и изчсненне положения заслонки 8 и оргшц 14 и 28 иере. крытия произойдет при чсньнем значении температуры ндллувочногс возлухд. Следовательно, с повнцениеч давления наддува урвень регулируечой величины темпера. турь нсллувочногс в сухд снижается.При лс 2 ьсейнем увеличении давления наллувд (напричер больше 60 - 80% нагрузки на лвс дтль 4) сопротивление тензорезистора 20 нсчсндсч возрастать, что приводит к уменьн", ик ннряжения ца обмотке 25. В результате выолной сигнал преобразователя 24 снвд снижается, а следовательно, уровень ргулируехоГг величины тем. пературы ндллувочнсн о воздуха снова цовышаегся.Сопротивление тензср зистора 20 изменяется в зависимости тг давления наллува, являющегося ф нкцией шгрузки на лвига. тель 4 и температуры окружзюцсего воздуха по закону, прелстзвляюцгему собой функ. цию с экстремумоч в зоне, соответствуюцей 60 - 80% нагрузки на лвигатель 4. Такое изменение соцротивлс ния обеспечивается тем, что пластина 21 латчикд 9 давления (нагрузки) с закрепленным нд ней тензорезистором 20 имеет наименьсную деформа. цию при нагрузке на двигатель, равной 60 - 80%, так как подвижный конец этой пластины 21 соединен со штоком 23 лидфрагмы 22 в положении ее, соответствуюисем ука. занной нагрузке.Таким образом, применение преллагаемой системы регулирования, в которой в га.3зовыхлопной магистрали установлен газо. : алый эжек 1 ир, а во впускном трубопроводе раЗмешены датчики давления и температу. ры, подключенные через преобразователь и исполнительный орган к заслонке и органам 1235бперекрытия патрубков, позволяет обеспе.гить оптимальное регулирование температуры иа,чдувочиого воздуха с изменением нагрузки на двигатель по закону, представаяонему функцию с экстремумом.Составитель В. Козлов Редактор И. Николайчук Техред ИВерес Корректор Л. Пилипенко Заказ 605922 Тираж 523 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская иаб., д. 4/5 Филиал ППП Патеитэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4