Способ работы двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИРЕСПУ БЛИН 9) 11) А 6 ПИСАНИ ОБР ВТОРСК экстрезкостью гаки,21-125(54) СПОСОБ РРЕННКГО СГОРАЯ(5 7)И зоб рететелестроениюэкономичностьционные показ АБОТЫ ДВИГА НУТ кость топлива.ливается экстре8, на который и танавляторомалы пок оследняя у альным рег одаютс рабоч ие относится ателя качеств о повысить воля температуры то гатель. Импуль в дви- еГулямый смеива на вхо ехнико-эксплуатуправленя на регулир тели дви ах путем есса рег ателя на ра дают ния инер реходных режим ционности про тель 9. 3 нл лировани ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ СВИДЕТЕЛЬСТВ(7) Одесский институт инженморского Флота(56) Ломов Г.Г. и др. Синтезмальной системы управления втоплива главного судового двтеля. - Сб. Вопросы кибернетВып, 109, Ташкент, 1980, с. вязкости топлива. При работе двигателя топливо иэ расходной цистерны 1подается на подогреватель 3 и в байпасную топливную магистраль 6, В подогревателе топливо подогреваетсядо т-ры на 5-10 С выше заданногодля номинального режима уровня припомощи регулирующего уст-ва 5. Через байпас проходит 15-207 топлива,которое охлаждается. Подогреваемыйи охлаждаемый потоки смешиваютсяв необходимой пропорции, при которой обеспечивается оптимальная вязИзобретение относится к автоматическому регулированию работы двигателей внутреннего сгорания и можетбыть использовано в системах автоматического регулирования вязкаститоплива двигателей внутреннего сгорания (ДВС).Целью изобретения является повышение топливной экономичности итехнико"эксплуатационных показателейработы двигателя на переходных режимах путем снижения инерционностипроцесса регулирования вязкости топлива, для чего его вязкость, обеспечивающую наиболее качественноесгорание, автоматически изменяют напереходных режимах с минимальнымзапаздыванием при изменении нагрузки двигателя.На фиг.1 представлена возможнаяпринципиальная схема устройства дляреализации предлагаемого способа;на фиг.2 - блок-схема экстремального регулятора,на фиг,3 - графикрегулировки.Устройство содержит расходнуютопливную цистерну 1, топливоподкачивающий насос 2, подогреватель 3топлива, датчик 4 температуры навыходе из подогревателя 3, регулирующий орган 5 подогревателя 3, байпасную топливную магистраль б, охла дитель 7 топлива, экстремальный регулятор 8, регулирующий орган-смеситель 9 и регулирующий орган 10 охладителя.Устройство работает следующим образом,Топливоподкачивающий насос 2 забирает топливо из расходной цистерны 1 и подает его на подогреватель3 и в байпасную топливную магистральб. В подогревателе 3 топливо подогревается до температуры на 5-10 Свыше той, при которой обеспечивается(для данного сорта топлива) вязкость,требуемая для работы двигателя приноминальной нагрузке. (Эта вязкостьявляется минимально необходимой сэксплуатационной точки зрения). Тем-пература топлива на выходе из подо-.гревателя 3 измеряется датчиком 4температуры, который воздействуетна регулирующий орган 5, изменяющийколичество пара, поступающего в подогреватель 3.Таким образом, два потока топлива - подогретого в подогревателе1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 и имеющего практически ту же температуру, что и в расходной цистерне(без учета тепловых потерь), поступают к регулирующему органу-смесителю 9, где они смешиваются в необходимой пропорции, при которой обеспечивается оптимальная вязкость топлива, соответствующая определенным эксплуатационным условиям работы ДВС.Оптимальная вязкость топлива устанавливается экстремальным регулятором 8, который постоянно осуществляет сравнение заданного значения выбранного критерия эффективности рабочего процесса (температуры выхлопных газов) с фактическим. При наличии рассогласования регулятор 8 вырабатывает регулирующее воздействие, передаваемое к регулирующему органу-смесителю 9. За счет указанных особенностей устройства длительность процесса регулирования вязкости. значительно снижается (за счвт исключения инерционности подогревателя топлива) и определяется практически только динамическими ха. рактеристиками экстремального регулятора 8 и регулирующего органа-смесителя 9.Экстремальный регулятор 8 содержит регулируемый объект 1, чувствительный элемент 12, запоминающее устройство 13, сравнивающее устройство 14 и исполнительный механизм 15.В типичном для эксплуатации слут чае в расходную цистерну 1 топливо поступает после сепаратора, и при этом его температура оказывается близкой к той, которая обеспечивает требуемую минимальную вязкость, В этом случае регулирующий органсмеситель 9 работает с большим коэффициентом усиления, при котором не обеспечивается устойчивая работа системы.Для предотвращения этого предусмотрена установка. охладителя 7 топлива. При этом, к регулирующему органу-смесителю 9 поступает подогретое и охлажденное топливо, а регулятор-смеситель работает с меньшим коэффициентом усиления, Далее процесс регулирования происходит аналогично указанному.Оптимальная величина потока охлажденного топлива с точки зрения максимальной технико-эксплуатационнойэффективности системы охлажденияможет быть определена следующим обраэом. Иэ уравнения теплового баланса Т (С +С - )Т У 4.С +С С,+С(1) Т =Т При крайних пределах измененияо температуры охлажденного топлива Т принятых с позиций выбора оптимального соотношения между величиной потока и степенью охлаждения топлива, после подстановки исходных величин, получим: 110 (1+О 455 К)100 --- - -- - К -"0 20 (1)1+Кфф35110 (1+О 545 К)100-- . - д -К." - 0 25. (2)1+КЮ у ф Таким образом, масса охлажденного топлива может быть принята для указанных условий в пределах 20-253 от массы подогретого топлива., или, что то же, 15-207 от суммарного расхода, топлива на двигатель 16.Принцип действия экстремаль- . 45 ного регулятора заключается в следующем (фиг.2,3).В общем случае характеристики регулируемых объектов могут иметь минимум или максимум. Внешняя скорост ная характеристика дизеля имеет максимум крутящего момента, а нагрузочная характеристик - минимум удельного расхода топлива. В связи с этим были созданы и в настоящее время на ходят все большее применение такие САР, которые сами (автоматически) отыскивают экстремум характеристики огде Т Т . - результирующая темпера ОМ ттура смеси топлива(здесь и далее, см.обозначения на фиг.1);Т, и Т - температура подогретого и охлажденного 15топлива соответственно;С и С - массы подогретого и1 2охлажденного топливасоответственно,Принимая как типичные значения 20Т , = Т . = 100 С, Т = 110 С, Т= 50"60 фС, при этом С = 1, С = КСполучим;Т (1+К -)о 1 ТТ (2) 251+К и поддерживают работу регулируемогообъекта в режиме экстремума.Существует несколько способов создания экстремальных регуляторов. Одна из возможных функциональных схемимеет следующий вид (фиг,2).В таких системах чувствительныйэлемент измеряет регулируемую величину У (в данном случае температуру выхлопных газов, однозначно связанную и характеризующую удельныйрасход топлива). Это значение регулируемой величины с помощью сравнивающего устройства сопоставляется созначением регулируемой величины, за- .фиксированном в предыдущем замере инаходящемся в запоминающем устройстве,Если новое значение регулируемойвеличины оказывается меньше (илибольше) предыдущего, то на исполнительный механизм подается соответствующий сигнал, в результате которого исполнительный механизм вырабатывает воздействие соответствующегознака, направленное на.устранениерассогласования между предыдущими текущим значениями регулируемойвеличины.Таким образом, система экстремального регулирования автоматическиотыскивает экстремум функции иподдерживает режим работы объекта,соответствующий этому экстремуму.Как видно из фиг.З, при одинаковом отклонении регулируемой величины (д и Т ) (точки А и В) от оптимального зйачения (точка С) в одном случае необходимо увеличить, ав другом уменьшить вязкость топлива. Оптимальное значение вязкоститоплива определяется формой камерысгорания, конструкцией топливной аппаратуры, сортом топлива и рядомдругих факторов и составляет примерно 2 Е (Энглера).Формула изобретенияСпособ работы двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что при работе двигателя подают топливо иэ расходной цистерны через подогреватель топлива, измеряют по-: казатель качества ,абочего процесса двигателя и температуру топлива на входе в двигатель, подают сигналы измеренных параметров на экстремальЗаказ 6664/40 Тираж 836 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграФическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 3 12 ный регулятор, с помощью которого вырабатывают импульсы управления температурой топлива, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что, с целью повышения топливной экономичности и технико-эксплуатационных показателей работы двигателя на переходных режимах путем снижения инерционности процесса регулирования вязкости топлива, измеряют температуру топлива на выходе из подогревателя и поддерживают ее выше заданного для.номинального режима уровня,при помощи регулирующего устройства, байпасируют 20-253 топлива, мимо подогревателя топливаЮохлаждают байпасируемее топливо. до заданного уровня, смешивают нагреваемое и охлаждаемое топлива в регулируемом смесителе, а импульсы уп-.равления экстремального регулято- О ра подают на регулируемый смеситель.