Устройство для контроля горения в двигателях внутреннего сгорания

1561006 корпус, состоящий из входного узла 1, корпусной втулки 2 и выходного узла 3. По оси входного узла 1 выполнен канал, с помощью которого устрой 5 ство соединяется с внутренним объемом камеры сгорания двигателя. На входе в канал и по длине канала соосно установлены шайбы 4 и 5 с отверстиями 6 и 7, образующие со стенкаИзобретение относится к технике контроля горения в тепловых машинах, а именно для автоматизированного или визуального контроля горения топливно-воздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), и может бытьприменено в транспортных, судовых истационарных теплоэнергетических установках циклического действия.Цель изобретения - повышение на - дежности работы устройства для контроля горения и достоверности получаемой информации в широком диапазоне изменения режимов работы за счет увеличения допустимых механических и тепловых нагрузок, действующих на30 устройство.На чертеже изображено устройство, продольный разрез.Устройство для контроля горения в ДВС содержит разъемный корпус, со 35 стоящий из входного узла 1, корпусной втулки 2 и выходного узла 3, соединенных между собой с помощью резьбы. По оси входного узла выполнен канал, с помощью которого устройство соециняется с внутренним объемом ка-, меры сгорания двигателя (не показана). На входе в канал и по длинеканала соосно установлены шайбы 4 и5 с отверстиями 6 и 7, образующие состенками канала а последняя шайбас корпусн; й втулкой 2 разгрузочные камеры 8 и 9. На наружной поверхности входно о узла 1 выполнен фланец10 с отверстиями 11 для крепления50устройства к адаптерному отверстиюкамеры сгорания (не показано), Пооси корпусной втулки 2 установленатонкостенная гильза 12, которая закреплена гайкой 13, В гильзу 12 плот 55 но установлен световоц 14, выполненный в виде цилиндрического стержня из кварцевого стекла. По оси выходного узла 3 через теплоизолирующую ми канала разгрузочные камеры 8 и 9.По оси корпусной втулки 2 установлена тонкостенная гильза 12 со световодом 14. По оси выходного узла 3установлен фотоприемник 16. Такое выполнение устройства обеспечивает газодинамическую разгрузку световода14, повышает надежность работы и достоверность контроля горения. 1 илпроставку 15 установлен с зазоромфотоприемник 16, закрепленный в узлепружинным кольцом 17. Узлы 1 и 3 икорпусная втулка 2 уплотнены по стыкам паронитовыми прокладками 18 и19 (электрические выводы фотоприемника не показаны),Эффективная площадь отверстий 6 и 7 выбрана в зависимости от объема разгрузочных камер 8 и 9 и теплофизических параметров, характеризующих режим работы ДВС таким образом, чтобы обеспечивался критический перепад давлений на отверстиях 6 и 7 шайб 4 и 5.При условии обеспечения критического перепада давлений на отверстиях 6 и 7 давление в разгрузочной камере 8 равно Р,=Р р ., где Р - давление на входе в устройство. Давление вкрразгрузочной камере Р=:Р, р =Р р При выполнении устройства с числом шайб 4 и 5 больше двух давление в последней разгрузочной камере Р =Рк хр где 1 - число установленных в(р Уустройстве шайб с отверстиями, Давление в разгрузочной камере за х-й шайбой Р;=Р , где- порядковый номер шайбы, считая от входа, Эффективную площадь отверстий 6 и 7 определяют, решая систему известных уравнений, которая описывает процесс перетекания продуктов сгорания из камеры сгорания в разгрузочную камеру 8, а из нее - в разгрузочную камеру 9 в процессе сжатия и.последующего сгорания топливо-воздушной смеси, который длится в течение половины оборота коленчатого вала. Для критического режима истечения из отверстия 7 в шайбе 5 (1=2) в течение времени, равного времени половины оборота коленчатого вала ( -1/2 п,с) в конце процесса истечения Р,=Р фр, Р-- Р х5рдля эффективной площади стия получают выражение:2 п /3 ку Ч 2 Р 9(1)5расчета эффективной площади отнерстий записывают в виде:где 4 г де К,мпирический коэффиависящий от условийстройства (обычно Кя то, что максималь циент, работы1). ные ме 1 кр Учи тынханически орания;атура продуктов сго ство в тов тот- темпе рания в расчет станлять показател и аты расшисгорания. и мактов нигатеТ прод ия коленчатого вал мальную температу тверсти м об ( Ч, +Ч я) П ии устр ло иства с чполучаютения эффех-й шайб выполне и 5 бол мулу дл щади от шаиб щую Ф е дву опред рстия тивнои иде кри 6 и в п п о и ме л ления тог и т мпературы в ка рузочных камер им формулы (1) женные значени отверстий б и ере с х 8 и (2) эффе 7 вш орани9 В и раз язи э 3 тивнои о 5 д а эффективная площадь отверстия 7 шайбы 5 (порядковыйнокер 3.=2),- частота вращения коленчатого вала двигателя;- объем разгрузочной камеры9 за отверстием 7 шайбы 5,- отношение критического давления к давлению Г, передшайбой 5,- газовая постоянная продукрения продуктов Для эффективной площади шайбы 4 получают выражен нных камер, начиная с д-й и кончая последней (1=1).ой Формуле не учтено, что при ическом истечении из отверстий 7 температура продуктов сгорания токе снижается и при торможении ка она восстанавливается не полью из-за газодинамических потерь- порядковыи номер шаиб и расположенных за ними разгрузочвода теплоты н стенки входного и корпуснои втулки 2. Кр е учтена переменность да и тепловые нагрузки устспринимает на максимально ащения коленчатого вала, ю Формулу (4) следует под аксимальную частоту враще 25 сгорания.Устройство работает следующиразом.Для контроля процесса горения уст.ройство входным узлом 1 устанавлина ют в адаптерное отверстие индикатор;:сгс крана дизеля и закрепляют с пом;.щ"ю фланца 1 О с отверстиями 11 на корпусе двигателя, Устройство соеди" няется с внутренним объемом камеры сгорания посредством канала, выполненного по оси входного узла 1. При работе дизеля в объеме камеры сгорапи;. периодически (циклически) повторяются процессы нпуска, сжатия рабочего тела, сгорания топливно-воздушной смеси, расширения и выпуска продуктов сгорания. При этом давление и температура продуктов сгорания периодически изменяются. Лучистый теп лсвой поток, пропорциональный температуре продуктов сгорания в четвертой степени (по закону Стефан-Больцмана) направляют через отверстия 6и 7 в шайбах 4 и 5 и световод 14 на 50 фотоприемник 16. Сигнал с фотоприемника 16 выводят на регистрирующий прибор и анализируют. По величине и характеру сигнала, снимаемого с фотоприемника 16, контролируют горение н цилиндре и осуществляют подрегулировку агрегатов дизеля.Устройство позволяет осуществлятьвизуальный контроль горения, для чего демонтируется пружинное кольцо 171561006 Составитель Н.ПатрахагьцевТехред ЛСердюкова Корректор С,Шекмар Редактор Л.Пчолинская Заказ 974 Подписное Тираж 438 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбийат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101Ф,и удаляется фотоприемник 16. Для обеспечения удобства и безопасности визуального контроля на. выходной узел 3 устройстна на пути световых5 Лучей устанавливают отражательное ме" таллическое зеркало.Надежность работы устройства в Широком диапазоне изменения режимов работы дизеля обеспечивается за счет установки в канал входного узла шайб 4 и 5 с отверстиями 6 и 7, которые образуют со стенками канала, а последняя шайба 5 с корпусной втулкой 2 разгрузочные камеры 8 и 9, В про" Цессе работы устройства осуществляется газодинамяческая разгрузка свето- йода 14, установленного н тонкостеную гильзу 12, которая. закреплена г"айкой 13, от воздействия максимального давления и температуры за счет Периодического перетекания газа из йамеры сгорания в разгрузочную каме 11 у 8, а из нее - в разгрузочную каме- :1 у 9 и обратно, На повышение надеж-25 ности работы устройства направлена также установка фотоприемника 16 н выходном узле 3 через теплоизолиру". ющую простанку 15, а также уплотнение стыков входного узла 1, корпусной втулки 2 и выходного узла 3 паронитодыми прокладками 18 и 19. Достовер"- ность получаемой информации повышается за счет выполнения площади отверстий 6 и 7 последовательно увеличивающейся.Все это повьппает надежность работы и достоверность получаемой информации в условиях высоких давлений и температур.За счет оптимизации процесса горения по фазам начала воспламенения и достижения максимальной температуры продуктов сгорания обеспечивается снижение удельного расхода топлива на 2-57 Формула изобретенияУстройство для контроля горения в двигателях ннутреннего сгорания, содержащее корпус, световод и фотоприемник, причем корпус выполнен в виде входного узла, по оси которого выпол" нен канал, корпусной втулки, по оси которой установлен световод, и выходного узла, в котором размещен фото- приемник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежнос" ти в работе и достоверности контроля, устройство дополнительно содержит разгрузочные камеры и шайбы с отверстиями, установленные соосно н канале входного узла, причем площадь отверстий от входа к выходу последовательно увеличивается в соседних шайбах, а разгрузочные камеры образованы шайбами и стенками канала.