Способ воздухоснабжения двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

(19) (И) А 37/00 Р 02 Э 23/00 САНИЕ ИЗОБРЕ РСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я ПИ К ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт железнодорокного транспорта(56) Тепловозные и судовые двига,тели. - Труды Харьковского политехнического инст-та, т. 32, вып, 2, изд, ХГУ, 1961, с139-148, рис. 1. (54) СПОСОБ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙ- . ,СТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1Способ воздухоснабжения двигателя внутреннего сгорания пу-.тем привода во вращение турбокомпрессора при помощи подачи в неговыхлопных газов двигателя, подачисжатого в турбокомпрессоре воздухачерез его воздухонапорный патрубокво входное отверстие приводногонагнетателя, связанного с валом . двигателя, подачи дополнительносжатого в приводном нагнетателе воздуха в цилиндры и сообщения входного отверстия приводного нагнетателя с атмосФерой в случае возникновения разрежения в этом отверстии,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,.с целью улучшения приемистости двигателя путем повышения эфФсктивности воздухоснабжения на переходных режимах, измеряют частоту вращения вала двигателя и давление ввоздухонапорном патрубке, сравнивают мгновенное значение давления в воздухонапорном патрубке с эталон-, нйм для данной частоты вращения ,вала двигателя иизменяют гидравли.ческое сопротивление воздухонапорного патрубка пропорционально полученной разности: в сторону. увеличения - при отрицательной разности и в сторону уменьшения - при положительной,2, Устройство для воздухоснабкения двигателя внутреннего сгорания, содержащее турбокомпрессор, работающий на выхлопных газах двигателя и подсоединенный своим воэдухонапорным патрубком ктрубопроводу подачи воздуха в приводной нагнетатель второй ступени наддува, патрубок подвода воздуха иэ ,атмосФеры в трубопровод и установленный в патрубке подпружиненный , клапан, о т л и ч а ю щ е е с я тем, нто оно снабжено датчиками частоты вращения вала двигателя и давления в воздухонапорном патрубке, регулируемым дросселем и его прйводом, причем дроссель установлен в трубопроводе между патрубком подвода воздуха из атмосферы и воздухонапорным патрубком турбокомпрес сора, а привод дросселя связан с датчиками давления наддува и часто-" ты вращения вала двигателя.3. Устройство по п.2, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что привод дросселя выполнен в виде подвижного ф штока, тяги, двух подпружиненных вту лок и двух кулачков, датчик частоты вращения вала выполнен гидравлическим, датчик давления наддува выполнен пневматическим, а дроссель выполнен, в виде поворотной заслонки, причем подвижный шток привода дрос1206457 15 селя подсоединен к поворотной заслонке через тягу, подпружиненные втулки установлены на концах подвижного штока и подсоединены каждая к Изобретение относится к машиностроению, а именно, двигателестроению, в частности к устройству системы воздухоснабжения двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом и 5 с приводным нагнетателем.Пель изобретения - улучшение приемистости двигателя путем повьппения эФФективности воздухоснабжения на переходных режимах.На чертеже приведена схема устройства для воздухоснабжения двигателя внутреннего сгорания.Устройство содержит турбокомпрессор 1, воздухонапорный патрубок 2, трубопровод 3 подачи .воздуха, приводной нагнетатель 4 второй ступени наддува, патрубок 5 подвода воздуха из атмосФеры в трубопровод 3, подпружиненный клапан 6, датчик 7 частоты,вращения вала двигателя 8, датчик 9 давления ввоздухонапорном патрубке 2, регулируемый дроссель, выполненный в виде поворотной заслонки 10. Турбокомпрессор 1, работающий на выхлопных газах двигателя 8, подсоединен своим воздухонапорным патрубком 2 к трубопроводу 3 подачи воздуха в приводной нагнетатель 4, Подпружиненный клапан 6 30 установлен в патрубке 5, Дроссель (заслонка 10) установлен в трубопроводе 3 между патрубком 5 подвода воздуха из атмосФеры и воздухонапорным патрубком 2 турбокомпрессора 1. Привод дросселя связан с датчиками 9 и 7 давления наддува и частоты вра. щения вала двигателя 8.Привод дросселя выполнен в виде ,подвижного штока 11, тяги 12, двух 40 подпружиненных втулок 13 и 14 и двух кулачков 15 и 16. Датчик 7 частоты вращения вала двигателя 8 выполнен гидравлическим и подсоединен к гидронасосу 17, установленному на ва лу двигателя 8, Датчик 9 давления соответствующему кулачку, а связьпривода дросселя с датчиками выполнена в виде реечной передачи междукаждым датчиком и одним из кулачков. наддува выполнен пневматическим и связан с воздухонапорным патрубком 2 турбокомпрессора 1. Подвижный шток 11 привода дросселя подсоединенк поворотной заслонке 10 через тягу 12, Подпружиненные втулки 13 и 14 установлены на концах подвижного штока 11 и подсоединены каждая к соответствуощему кулачку 15 или 16, а связь привода дросселя с датчиками 7 и 9 выполнена в виде реечной передачи 18 и 19 между каждым датчиком 7 или 9 и одним иэ кулачков 15 или 16.Устройство для воздухоснабжения работает следующим образом.Выхлопные газы двигателя 8 при подаче в турбокомпрессор 1 приводят его во вращение. Сжатый в турбокомпрессоре 1 воздух подается через его воздухонапорный патрубок 2 во входное отверстие приводного нагнетателя 4, связанного с валом дви гателя 8. Дополнительно сжатый в приводном нагнетателе 4 воздух подается в цилиндры двигателя 8. В случае возникновения разрежения во входном отверстии приводного нагнетателя 4 оно сообщается с атмосферой. Для повышения эФФективности воздухоснабжения двигателя на переходных режимах измеряется частота вращения вала двигателя 8 и давление в воздухонапорном патрубке 2 турбокомпрессора 1, Затем сравниваются мгновенное значение давления в воздухонапорном патрубке 2 с эталонным для данной частоты вращения вала двигателя 8 и изменяют гидравлическое сопротивление воэдухонапорного патрубка 2 пропорционально полученной разности в сторону увеличения - при отрицательной разности и в сторону уменьшения - при положительной.При постоянной нагрузке двигателя 8 давление масла, развиваемое1206457 гидронасосом 17, и давление в воздухонапорном патрубке 2 турбокомпрес 1 сора 1 постоянны, вследствие чего поршень датчика 7 и диафрагма датчика 9 и связанные с ними через реечные передачи 18 и 19 кулачки 15 и 16 неподвижны. ЛроФнли кулачков 15 и 16 соотношение площадей поршня и диафрагмы датчиков 7 и 9, а также характеристики их возвратных пружин подобраны таким образом, чтобы на каждой установившейся нагрузке тяга 12 находилась в вертикальном положении, а заслонка 1 О была бы полностью открыта.При мгновенном увеличении подачи топлива в двигатель 8 возрастает производительность приводного нагнетателя 4; вследствие чего давление воздуха в трубопроводе 3 подачи воздуха в приводной нагнетатель 4 падает. Одновременно с этим повышается давление масла в системе смазки двигателя 8, создаваемое гидронасосом 17. Под действием этого давления поршень датчика 7 опускается вниз и с помощью реечной передачи 18 поворачивает кулачок 15 по часовой стрелке. Кулачок 15 через подпружиненную втулку 13 смещает шток 11 вправо и тяга 12 поворачивает заслонку 10 таким образом, что она частично перекрывает трубопровод 3,4что вызывает уменьшение расхода воздуха и мощности турбокомпрессора 1,Кулачок 16 в начале переходного процесса остается неподвижным, так как 5в силу инерционности турбокомпрессора 1 его скорость вращения сначала изменяется мало, даже несмотряна то, что мощность, затрачиваемаятурбокомпрессором 1 на сжатие умень 1 О шающегося количества воздуха, упадет, а количество выхлопных газовдвигателя и мощность турбины останутся прежними. В дельнейшем по мере раскрутки турбокомпрессора 1 давление сжатого воздуха в воздухонапорном патрубке 2 начинает увеличиваться. Вследствие этого диаФрагмадатчика 9 перемещается вниз и через реечную передачу 19 поворачивает 2 О кулачок 16 против часовой стрелки.Этот кулачок 16 через втулку 14 начинает смещать шток 11 влево.При достижении в воздухонапорномпатрубке 2 давления, соответствую щего эталонному для данной частотывращения вала двигателя 8, усилия,действующие на шток 11 слева и справа, уравняются и заслонка 10 полностью откроет сечение трубопровода3. Таким образом, повышается эффективность воздухоснабжения на переходных режимах и улучшается приемистость двигателя.1206457Заказ 8673/34 Тнрай 524 Подписное Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,