Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом

/10, 23/О 1)5 Р 02 ВАНИЯ ЗДУХА РАНИЯ елестдля ре- ателей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1460379, кл. Г 02 Р 23/02, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОПОДАЧИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ВОВ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОС ТУРБОНАДДУВОМ(57) Изобретение относится к двигароению и может быть использованогулирования воздухоснабжения дви Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для регулирования воздухоснабжения двигателей внутреннего сгорания, в частности дизелей с турбонаддувом.Известно устройство для регулирования ДВС, содержащее источник сжатого воздуха, подключенный через ресивер, электромагнитный переключатель с запорным клапаном и трубопровод к турбокомпрессору и цилиндрам двигателя, два магнита, установленные на роторе турбокомпрессора и задатчика режима работы и связанный с катушками ийдуктивности, кО- торые управляют переводом двух компараторов в нулевое и единичное состояния, что обеспечивает открытие и закрытие сжатого воздуха в двигатель, открывает подачу сжатого воздуха сигнал от резкого перемещевнутреннего сгорания, Цель изобретения - повышение качества переходных процессов и экономия сжатого воздуха. Для достижения цели устройство снабжено датчиком 22 .давления, установленным в источнике 6 сжатого воздуха, усилителем 23, источником 24 смещения, третьим и четвертым диодами 25 и 26, а также резистором 27. При увеличении сжатого воздуха в источнике 6 степень открытия запорного органа 4 уменьшается, при уменьшении возрастае Г, и количество подаваемого воздуха не зависит от давления. Благодаря этому при высоких давлениях обеспечивается зкономия сжатого воздуха. а при низких - повышение качества переходных процессов, 1 ил. ния рычага топливоподачи, а закрывает сигнал, получаемый при достижении частотой вращения турбокомпрессора порогового значения,Известно также устройство для регулирования ДВС, содержащее турбокомпрессор, источник сжатого воздуха, подключенный к турбокомпрессору через трубопровод, в котором установлен зарорный орган, выполненный в виде электродинамического пневмоклапана, два постоянных магнита, установленные на роторе турбокомпрессора и задатчике режима работы и связанные с катушками индуктивности, которые управляют первым усилителем (выходной сигнал которого пропорционален величине нагрузки и вызывает срабатывание запорного органа на.открытие подачи сжатого воздуха, причемуровень подачи пропорционален величине нагрузки) и компаратором, который при достижении порогового напряжения на входе, пропорционального частоте вращения турбокомпрессора, вызывает запуск одновибрэтора, открытие ключа и резкий разряд второго конденсатора, т.е, перекрытие подачи сжатого воздуха.Данное устройство учитывает зависимость уровня дополнительного воздухоснабжения от величины нагрузки, что приводит к уменьшению расхода сжатого воздуха. Однако эта зависимость выражается только в измерении положения подвижной части электродинамического пневмоклапана, т,е. степени открытия пневмоклапана в функции изменения нагрузки двигателя, хотя и масса дополнительно подаваемого сжатого воздуха существенно зависит еще и от давления в источнике сжатого воздуха.Поэтому, если известное устройство построено так, что высокое качество смесеобразования и сгорания достигается при максимальном открытии запорного пневмоклапана и максимальном давлении в источнике сжатого воздуха(при набросе 100 Д нагрузки), то при снижении давления в указанном источнике качество смесеобразования и сгорания снижается, вследствие чего ухудшается качество переходных процессов. Если же настройка устройства такова, что при максимальном открытии пневмоклапэна наивысшие техЧико-экономические показатели двигателя достигаются при некотором среднем или минимальном давлении в источнике сжатого воздуха, то в случае высокого давления в последнем имеет место перерасход сжатого воздуха.Цель изобретения - повышение качества переходных процессов и экономия сжатого воздуха.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Двигатель 1 снабжен турбокомпрессором 2, который через трубопровод 3, запорный орган 4 и ресивер 5 соединен с источником 6 сжатого воздуха. На рычаге 7 управления топливного .насоса установлен постоянный магнит 8. вблизи которого размещена катушка 9 с возможностью взаимодействия с этим магнитом. Магнит 8 и катушка 9 образуют датчик 10 скорости перемещения рычага управления. На роторе турбокомпрессора 2 установлен постоянный магнит 11, вблизи которого установлена, катушка 12 с возможностью взаимодействия с этим магнитом, Магнит 11 и катушка 12 образуют датчик 13 частоты вращения ротора турбокомпрессора,Первый вывод катушки 9 индуктивности соединен с анодом второго диода 14, катодкоторого через второй резистор 15 связан свходом интегратора 16 и первым выходом5 ключевой схемы 17, Первый вывод катушки12 индуктивности соединен с анодом первого диода 18, катод которого через первыйрезистор 19 соединен с первым входом компаратора 20 и первым выводом конденсато 10 ра 21, Вторые выводы катушек 9 и 12индуктивности соединены с вторым входомкомпаратора 20, вторым выводом конденсатора 21 и общей шиной источника питания.Второй выход ключевой схемы 17 соединен15 с выходом интегратора 16 и первым выводом обмотки электроуправляемого запорного органа 4, а вход ключевой схемы 17 - свыходом компарэтора 20. В источнике 6сжатого воздуха установлен датчик 22 дав 20 ления, выход которого через четвертый резистор 28 соединен с первым входомсуммирующего усилителя 23, второй входкоторого через седьмой резистор 29 подключен к источнику 24 смещения. Выход25 суммирующего усилителя 23 соединен с катодом четвертого диода 25, анод которогосоединен с анодом третьего диода 26 и первым выводом третьего резистора 27. Катодтретьего диода 26 соединен с вторым отво 30 дом обмотки запорного органа 4, а второйвывод третьего резистора 27 - с общей шиной источника питания.На чертеже изображены также резисторы 30 и 31 и конденсатор 32,35 Устройство работает следующим образом,При плавном медленном перемещениирычага 7 управления топливного насоса магнит 8 проходит вблизи катушки 9 индуктив 40 ности и на ней наводится ЭДС индукции,которая имеет малое значение и не открывает второй диод 14, При резком увеличенииподачи топлива указанная ЭДС имеет большую величину, превышающую зону нечувст 45 вительности диода 14, В этом случаевыходной сигнал датчика 10 скорости перемещения поступает через указанный диод ивторой резистор 15 на вход интегратора 16,постоянная интегрирования которого тако 50 ва, что имеет место быстрое нарастание отрицательного сигнала на его выходе. При .этом чем больше величина нагрузки, тембольше выходное напряжение интегратора16, т,е. величины нагрузки и выходного сиг 55 нала узла 16 пропорциональны. По окончании перемещения рычага 7 выходной сигналдатчика 10 скорости становится равнымнулю, а напряжение на выходе интегратора 16 - неизменным. Электрический сигналс выхода датчика 22 давления усиливаетсясуммирующим усилителем 23, При постоянном давлении е источнике 6 ожетого еоедуха на выходе этого усилителя действует отрицательное направление, пропорциональное разности фактического и минимально допустимого рабочих давлений в указанном источнике. При постоянной нагрузке.двигателя 1 (в установившемся режиме) выходной сигнал интегратора 16 равен нулю, третий диод 26 закрыт отрицательным выходным напряжением усилителя 23, обмотка запорного органа 4 обесточена - подача сжатого воздуха перекрыта. Наброс нагрузки вызывает появление отрицатель 5 10 15 ного сигнала на выходе интегратора 16, а так как узлы 23 и 16.включены встречно, обмотка запорного органа 4 находится под разностью выходных напряжений этих узлов. Запорный орган 4 с электроуправле 20 нием отрабатывает эту разность и открывает подачу сжатого воздуха из источника 6 в двигатель 1. При резком набросе нагрузки напряжение на выходе интегратора 16 всегда больше (по абсолютной величине) выходного напряжения усилителя 23, что и обеспечивает открытие запорного органа 4,Напряжение источника 24 смещения равно напряжению, вырабатываемому дат 25 стимом рабочем давлении в источнике 6 сжатого воздуха. При таком давлении выходное напряжение усилителя 23 равно нулю, и при максимальном набросе нагрузки 35(максимальном выходном напряжении узла 16) напряжение на обмотке запорного органа 4 максимально, соответственно, подача дополнительного воздуха максимальна, При набросах частичных нагрузок подача 40 дополнительного воздуха соответственно уменьшается.По мере роста энергии выходных газов двигателей 1, вызванного увеличением подачи топлива и воздуха, частота вращения турбокомпрессора 2 возрастает, в результате возрастает выходной сигнал датчика 13 частоты вращения. При достижении этим сигналом заданного порогового уровня срабатывает компаратор 20 и на 50 его выходе устанавливается сигнал логической единицы. Этот сигнал поступает на вход ключевой схемы 17, которая срабатывает и замыкает цепь между своими первым и вторым выходными зажимами, В 55 результате этого интегратор 16 сбрасывается в нулевое состояние, его выходной сигнал становится равным нулю, что приводит к обесточиванию обмотки запорного органа 4, Следствием этого является полное перекрытие подачи сжатого воздучиком 22 давления при максимально допу ха из источника 6 в цилиндр, Двигатель 1 переходит е уотаноеившийса режим рабо. ты.При высоких частотах вращения турбокомпрессора 2 на выходе компаратора 20 присутствует сигнал логической единицы, который поддерживает ключевую схему 17 во включенном состоянии (ее первый и выходной зажимы замкнуты между собой). В этом случае напряжение на выходе интегратора 16 поддерживается на нулевом уровне.Встречное включение выходных цепей узлов 16 и 23 по отношению к обмотке запорного органа 4 обеспечивает зависимость степени открытия органа 4 от величины набрасываемой мощности и превышения фактическим давлением в источнике 6 минимально допустимого его уровня. При увеличении давления сжатого воздуха в источнике 6 степень открытия запорного органа 4 уменьшается и, значит, уменьшается масса подаваемого воздуха, вследствие чего достигается зкономия сжатого воздуха по сравнению с прототипом. При уменьшении же давления в источнике 6 сжатого воздуха выходное напряжение усилителя 23 уменьшается (по абсолютной величине), напряжение на обмотке запорного органа 4 возрастает и степень его открытия увеличивается; в результате чего количество подаваемого дополнительного сжатого воздуха сохраняется таким же, как и при.высоких давлениях, и качество смесеобразования и сгорания остается высоким, Это обеспечивает повышение качества переходных процессов по сравнению с прототипом, где при снижении давления в источнике сжатого воздуха смесеобразование ухудшается и вызывает снижение индикаторного КПД двигателя.Таким образом, по сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает повышение качества переходных процессов и экономию сжатого воздуха,Формула изобретения Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом, содержащее датчик скорости перемещения рычага управления топливного насоса в виде катушки индуктивности, размещенной с возможностью взаимодействия с магнитом, установленным нэ рычаге, датчике частоты вращения ротора турбокомпрессора в виде катушки индуктивности, размещенной с возможностью взаимодействия с магнитом, установленным на роторе, электроуправляемый запорный клапан, два диода, два ре1719687 Составитель А,Борисенкодактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Корректо емчик Подписноеетениям и открытиям при ГКНТ СССРская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 зистора,конденсатор, интегратор,компаратор и ключевую схему, причем первый вывод катушки индуктивности датчика скорости соединен с анодом первого диода, катод которого через первый резистор соединен с 5 входом интегратора и первым выходом ключевой схемы, первый выход катушки индуктивности датчика частоты вращения соединен с анодом второго диода, катод которого через второй резистор соединен с 10 первым входом компаратора и первым выводом конденсатора, вторые выводы катушек индуктивности соединены с вторым входом компаратора, вторым выводом конденсатора, а также общей шиной источника 15 питания, второй выход. ключевой схемы со-. единен с выходом интегратора и первым выводом обмотки электроуправляемого запорного клапана, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества переход каз 754 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета.по из 113035, Москва, Ж, Рных процессов и экономии сжатого воздуха устройство снабжено датчиком давления, суммирующим усилителем, источником смещения, третьим и четвертым диодами и третьим резистором, причем выход компаратора соединен с входом ключевой схемы, выход датчика давления соединен с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с выходом суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с выходом источника смещения, выход суммирующего усилителя соединен с катодом третьего диода, анод которого соединен с первым выводом третьего резистора и анодом. четвертого диода, катод четвертого диода соединен с вторым выводом обмотки электроуправляемого запорного клапана, а второй вывод третьего резистора соединен с общей шиной источника питания