Силовая установка

-11)-ф Союз СоветскихСоциалистичешихРеспублик ИЗОБ К АВТОРСКО У СВИДЕТЕЛЬСТВУ лнительное к авт. свид-ву 5-06) Заявлено 28.01./ присоединением заявки-23) Приоритет -Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30.08.79 А. С. Эпштейн, В. В, Погребняк, В, П. Тернопол,Е. Г. Заславский,В. Н. Соболь, В. Н. Зайончковский, Н. К. Шокотов, В. 1. Канторова,С. И. Тараканов и Е. В. Малотци72) Авторы изобретенв 1) Заявите 4) СИЛОВАЯ УСТА тем измевают зафициентом боты двиимальным, на усх ж Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для регулирования наддува силовых установок с двигателями внутреннего сгорания.Известны силовые установки, содержащие двигатель внутреннего сгорания, соединенный с потребителем нагрузки, турбокомпрессор и вспомогательный мотор, соединенный с последним и снабженный регулятором оборотов, к исполнительному механизму которого подключен блок задания, связанный с датчиками параметров наддувочного воздуха, числа оборотов и положения органа дозирования подачи топлива 11.При изменении любого из параметров, контролируемых датчиками, вырабатываемый соответствующим датчиком сигнал поступает в блок задания и регулятор оборотов вспомогательного мотора через исполнительный механизм изменяет скорость врагцения вала последнего и соответственно число оборотов трубокомпрессора и развиваемое последним давление наддува, устанавливая соответствие между количеством воздуха и топлива, подаваемых в двигатель. То есть, известные устройства пунения воздухоснабжения обеспечданную зависимость между коэфизбытка воздуха сс и режимов рагателя, соответствующую максзначениям индикаторного КПД Гтановившихся режимах работы.Однако для транспортных силовых установок установившиеся режимы работы составляют лишь часть эксплуатационных режимов.Другая, существенная часть режимов приходится на переходные режимы. Поэтому в известных установках согласование коэффициента а. с режимом работы двигателя осушествляется лишь на ограниченном числе режимов.Цель изобретения - улучшение воздуоснабжения двигателя на переходных ре- имах Для этого потребитель нагрузки снабжен датчиком изменения нагрузки по времени, подсоединенным к испо.чнитечьному механизму регулятора оборотов вспомогательного мотора.На фиг, 1 дана принципиальная схема предлагаемой силовой установки; на фиг. 2 - график зависимости между положением органа лозирования Ьр и часовым расходом топлива Вг, вводимой в блок задания; на фиг. 3 - график зависимости индикаторного КПД ; двигателя от коэффициента избытка воздуха б и от числа оборотов двигателя п, также вводимой в блок задания. Цилиндрыдвигателя 2 внутреннего сгорания, в частности дизеля, посредством выпускных патрубков 3 соединены с выпускным коллектором 4. Выпускной коллектор 4 переходным патрубком 5 связан с турбокомпрессором 6, который соединен с электрическим вспомогательным мотором 7. Двигатель 2 соединен с генератором 8, являюшимся потребителем нагрузки. На двигателе установлен регулятор 9 частоты вращения, задание которой осуществляется от позиционера (контроллера) 10. На воздушном ресивере 11 двигателя, по которому воздух из турбокомпрессора 6 поступает к цилиндрам 1, установлены измерители параметров наддувочного воздуха: измеритель (датчик)12 давления наддувочного воздуха Рв и измеритель (датчик)13 температуры наддувочного воздуха 1 в, Зти датчики 12 и 13 измеряют мгновенные значения параметров наддувочного воздуха и ввиде электрических величин подают их на соответствуюшие им входы делителя 14. Выход делителя 14 характеризует мгновенное значение весового заряда воздуха С и связан с первым входом делителя 15. На второй вход делителя 15 поступает ввиде электрического сигнала мгновенное значение цикловой подачи топлива (ц . Для этого на двигателе 2 установлен измеритель частоты вращения коленвала (датчик числа оборотов) 16, связанный с входом функционального преобразователя 17. Второй вход функционального преобразователя 17 связан с регулятором 9 частоты вращения, последний осуществляет свои функции путем изменения положения органа дозирования подачи топлива на величину Йр и поэтому выполняет роль датчика положения органа дозирования подачи топлива. В преобразователь 17 заложена в математической форме характеристика топливного насоса данного конкретного двигателя Вг =фп,тр) (см. фиг. 2). Выход из функционального преобразователя 17, характеризующий мгновенное значение цикловой подачи топлива цц, соединен с вторым входом делителя 15. Таким образом, на один вход делителя 15 поступает сигнал, пропорциональный мгновенному значению бц, а на другой вход - мгновенному значению (ц. Выход делителя 15, сигнал которого характеризует мгновенное действительное значение коэффициента избытка воздуха с на цикл Ич = -- ,багде 1. - теоретически необходимое количество воздуха на сгорание), соединен с первым входом блока 18 сравнения.Второй вход блока 18 сравнения соединен с выходом блока 19 задания. Выход из блока 19 задания характеризует оптимальное значение коэффициента избытка 0 воздуха Ю, при котором индикаторныйКПД двигателя имеет максимальное значение, в соответствии с приведенной на фиг. 3 зависимостью от и и д 1 з Для этого в память блока 19 заданиязаложена характеристика двигателя (п, сС), определяюшая для каждого скоростного режима двигателя значение коэффициента избытка воздуха ф(. Вход блока задания соединен с контроллером (позициф онером) О. Выход из блока 18 сравнениячерез диод 20 соединен соответствующим входом триггера 21, выход которого через исполнительный механизм регулятора 22 оборотов управляет подачей электроэнергии от источника 23 питания к электрическому вспомогательному мотору, управляю.шему разгоном турбокомпрессора, 6. На генераторе 8 установлен датчик 24 эо производной от нагрузки по времени фЕ,с ЛнАподсоединенный через триггер 21 к регулятору 22 оборотов и соответственно включенному в него исполнительному механизму.При работе предлагаемой силовой установки, представляюшей собой дизель-генератор, на любом установившемся режиме, задаваемом положением рукоятки контроллера (позиционера) 10, регулятор 9 частоты вращения выводит (держит) орган позирования подачи топлива на соответствующе шее этому режиму положение. Из регулятоа 9 непрерывно поступает сигнал на вход ф нкционального преобразователя 17. З17. Зтотсигнал характеризует мгновенное значениепозожения органа дозирования. На второй17вход функционального преобразователя фф от измерителя 16 частоты врашения непрерывно поступает сигнал, характеризующий мгновенное значение оборотов коленвала двигателя. Выходной сигнал из функционального преобразователя7, характеризуюший цикловую подачу топлива (1 ц, поступаетна вход делителя 15. На другой вход делителя 15 поступает мгновенное значение весового заряда воздуха б а к моменту начала сжатия. Для этого, измерители параметров наддувочного воздуха - датчики 12 и 13Б соответственно давления и температуры непрерывно измеряют параметры наддувочного воздуха и ввиде электрических величин подают их на соответствующие входы делителя 14.5Выходной сигнал из делителя 14,характеризующий мгновенные значения б а = =1(Т), поступает на второй вход делителя 15. Выходной сигнал из делителя 15, представляющий собой мгновенное значение коэффициента избытка воздухаыц в каждый момент времени ац =1(т.), поступает на вход блока 18 сравнения. На второй вход блока 18 сравнения поступает сигнал из блока 19 задания. Этот сигнал представ ляет собой величину, пропорциональную оптимальному значению коэффициента избытка воздуха, при котором индикаторный КПД двигателя имеет максимальное значение. В блоке 8 сравнения сравниваются фактическое значение коэффициента из. бытка воздуха А, и оптимальноес . Если ,с,= то выходной сигнал из блока 18 сравнения через диод 20 не поступает.Полярность диода 20 установлена так, что он пропускает сигналы, когда фактическое значение а ц меньше заданной величины а, Этот сигнал поступает на триггер 21. Итак, в случае, если ац =.воп, то из блока 18 сравнения сигнал рассогласования через диод 20 поступает на триггер 21. Выходной сигнал из триггера 21 поступает на регулятор 22, который через свой исполнительный механизм включает подачу электроэнергии из источника 23 питания к вспомогательному мотору 7 турбокомпрессора и одновременно регулирует ее параметры в соответствии с требуемым значением а оп, Этот мотор сообщает крутящий момент дополнительно к моменту, развиваемому газовой турбиной. Турбокомпрессор начинает интенсивно разгоняться до тех пор, пока выходной сигнал из блока сравнения не будет равен нулю, после чего разгон прекратится и установится постоянная скорость вращения, обеспечивающая оптимальные значение а, .При изменении внешней нагрузки, вследствие переключения рукоятки контроллера (позиционера) 10, датчик 24 производной нагрузки по времени "ф"Ипосылает сигнал на триггер 21, который через регуля 681204тор 22 и его исполнительный механизм открывает подвод тока из источника 23 питания к мотору 7, обеспечивая максимальный его разгон. Это обеспечивает разгон турбокомпрессора 6 по импульсу от нагрузки раньше, чем блок 18 сравнения почувствует несоответствие а ц и а . Установление же требуемой скорости врашения турбокомпрессора осуществляется блоком 18 сравнения описанным выше способом, когда сигнал рассогласования из последнего будет 1 о равен нулю.Для исключения звонкового режима работы разгонного устройства при управляющем воздействии от датчика изменения нагрузки по времени, может быть он соединен с триггером 21 через К - С цепочку, удерживающую триггер во включенном состоянии в течение времени, пропорциональном производной от величины нагрузки по времени.тоформула изобретенияСиловая установка, преимущественно дизель-генератор, содержащая двигатель внутреннего сгорания, соединенный с потребителем нагрузки, турбокомпрессор наддуваи вспомогательный мотор, соединенный споследним и снабженный регулятором оборотов, к исполнительному механизму которого подключен блок задания, связанныйзо с датчиками параметров наддувочного воздуха, числа оборотов и положения органадозирования подачи топлива, отличающаяся тем, что, с цепью улучшения воздухоснабжения двигателя на переходных режимах,потребитель нагрузки снабжен датчиком изменения нагрузки по времени, подсоединенным к исполнительному механизму регулятора оборотов вспомогательного мотора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции2183337,кл. Г 02 Р 33/00, опублик. 1973,И Госу деламМосква,П Пате гВ г гг гЗ г Составитель М.файнхред О. Луговая Корректор М. Сраж 628 Подписноеарственного комитета СССРизобретений и открытийЖ - 35, Раушская наб., д. 4(5т, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Ф 7, 437 УД 7