УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАСА ПО ПОМПАЖУ СУДОВОГО ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДИЗЕЛЯ С ТУРБОНАДДУВОМ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ НА БОРТУ СУДНА Российский патент 2010 года по МПК F02B37/12 G01M15/10 F02B77/08 

Описание патента на изобретение RU2380553C2

Предлагаемое изобретение относится к области водного транспорта, в частности к диагностике судовых дизелей.

Известна электронная система контроля работы турбокомпрессора, позволяющая своевременно определять предстоящий переход компрессора в режим помпажа (заявка Германии №10237416, МПК7 F02B 37/12. DaimlerChrysler AG, Fischle Michael, Springer Ulrich, Streu Daniel. №10237416.3; Заявл. 16.08.2002; Опубл. 26.02.2004).

В качестве аналога также может быть назван способ определения помпажа компрессора в системе турбонаддува, предусматривающий анализ волновых явлений, отражающего наступление режима помпажа, обработку первичного сигнала с использованием фильтра для выделения волновых явлений, специфических для помпажа, сопоставление амплитуды обработанного сигнала с заданным граничным уровнем для суждения о наличии помпажа [1].

Основным недостатком этого способа является высокая стоимость приборов, используемых для анализа волновых явлений в компрессоре, что позволяет определить помпаж, когда он уже наступил. Кроме того, данный способ не позволяет определить запас по помпажу.

Предлагаемое устройство для определения запаса по помпажу судового четырехтактного дизеля с турбонаддувом при измерениях на борту судна включает в себя помимо штатных измерительных приборов (датчик давления наддува, датчик давления на входе в компрессор, датчик температуры на входе в компрессор, датчик расхода топлива) датчик кислорода в отработавших газах дизеля, служащий для определения коэффициента избытка воздуха.

Информация от датчиков поступает в расчетный блок, в который предварительно должна быть загружена характеристика контролируемого компрессора (фиг.1). Запас по помпажу выражается в процентах и находится по формуле

где πkпр - приведенная степень повышения давления;

πkпомп - степень повышения давления на линии помпажа при неизменной частоте вращения турбокомпрессора;

Gпр - приведенный расход воздуха через компрессор;

Gпомп - расход воздуха через компрессор на линии помпажа при неизменной частоте вращения турбокомпрессора.

Приведенная степень повышения давления:

где Pkc - давление наддувочного воздуха после компрессора;

Рd - давление воздуха на входе в компрессор;

Td - температура воздуха на входе в компрессор;

Td н - температура воздуха на входе в компрессор при нормальных условиях (Td н=293 К);

Приведенный расход воздуха через компрессор:

где Gair - расход воздуха через компрессор;

Рd н - давление воздуха на входе в компрессор при нормальных условиях (Рd н=101325 Па).

Расход воздуха через компрессор:

где α1 - коэффициент избытка воздуха;

L0 - теоретическая масса воздуха, необходимая для сгорания 1 кг топлива (L0=14,3 кг/кг);

В - часовой расход топлива.

Коэффициент избытка воздуха:

где r02 - концентрация кислорода в отработавших газах дизеля;

rN2 - концентрация азота в отработавших газах дизеля (rN2=0,79).

Определив приведенные расход воздуха и степень повышения давления в компрессоре, расчетный блок определяет точку, в которой в данный момент работает компрессор, достраивает эквидистантную кривую оборотов компрессора до линии помпажа и определяет запас по помпажу на данном режиме работы компрессора (фиг.2).

При значении запаса по помпажу меньше критического расчетный блок подает сигнал к исполнительным механизмам, предпринимающим действия к предотвращению помпажа. К таким действиям могут относиться уменьшение подачи топлива, изменение положения лопаток регулируемого соплового аппарата турбины и т.д.

В предлагаемом устройстве в отличие от предложенных ранее, в которых коэффициент избытка воздуха определяется по датчику расхода воздуха (перепад давления на мерной шайбе и т.п.), для диагностики дизеля с турбонаддувом используется λ - зонд, измеряющий концентрацию кислорода в отработавших газах дизеля.

Похожие патенты RU2380553C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАСХОДА ВОЗДУХА СУДОВОЙ ДИЗЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДНА 2013
  • Николаев Николай Иванович
RU2542771C2
ДИЗЕЛЬ С ТУРБОНАДДУВОМ 1991
  • Крутов В.И.
  • Марков В.А.
  • Парфенов Б.П.
RU2014478C1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА В ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ 2015
  • Радченко Петр Михайлович
  • Данилович Антон Петрович
RU2637793C2
СПОСОБ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННЫМ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРОМ 2011
  • Радченко Петр Михайлович
  • Данилович Антон Петрович
RU2488708C2
СПОСОБ И СИСТЕМА ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОМПАЖА КОМПРЕССОРА (ВАРИАНТЫ) 2015
  • Оссарех Хамид-Реза
  • Ниссен Пол Мартин
RU2700806C2
СИСТЕМА НАСТРОЙКИ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЙ НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ТУРБОНАДДУВОМ 2004
  • Васильев Е.Ж.
RU2262607C1
Способ работы дизеля с турбонаддувом и дизель с турбонаддувом 1991
  • Леонов Игорь Владимирович
  • Марков Владимир Анатольевич
  • Асбель Александр Борисович
  • Леонов Дмитрий Игоревич
SU1809136A1
ТУРБОКОМПАУНДНАЯ ДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА С НАДДУВОМ 2012
  • Майер Кристиан
RU2600842C2
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЯ ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ С ТУРБОНАДДУВОМ 2009
  • Ярви Арто
  • Делнери Диего
  • Троберг Микаэль
  • Каас Том
  • Мянтюля Юкка
  • Эстман Фредрик
RU2511878C2
СПОСОБ АДАПТИВНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА 2018
  • Радченко Петр Михайлович
RU2714022C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 380 553 C2

Реферат патента 2010 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАСА ПО ПОМПАЖУ СУДОВОГО ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДИЗЕЛЯ С ТУРБОНАДДУВОМ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ НА БОРТУ СУДНА

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к диагностике судовых дизелей. Изобретение позволяет упростить конструкцию и расширить диагностические возможности устройства. Устройство для определения запаса по помпажу судового четырехтактного дизеля с турбонаддувом при измерениях на борту судна включает в себя датчик давления наддува, давления на входе в компрессор, датчик температуры на входе в компрессор, датчик расхода топлива, расчетный блок и датчик кислорода в отработавших газах дизеля, служащий для определения коэффициента избытка воздуха. Информация от датчиков поступает в расчетный блок, в который предварительно должна быть загружена характеристика контролируемого компрессора. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 380 553 C2

Устройство для определения запаса по помпажу судового четырехтактного дизеля с турбонаддувом при измерениях на борту судна, включающее в себя датчик давления наддува, давления на входе в компрессор, датчик температуры на входе в компрессор, датчик расхода топлива, расчетный блок и датчик кислорода в отработавших газах дизеля, служащий для определения коэффициента избытка воздуха, причем информация от датчиков поступает в расчетный блок, в который предварительно должна быть загружена характеристика контролируемого компрессора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2380553C2

Способ измерения индикатрисы рассеяния 1986
  • Максимова Ирина Леонидовна
  • Шубочкин Лев Петрович
  • Тучин Валерий Викторович
SU1323927A1
Устройство для управления двигателем 1974
  • Диков Валентин Иванович
  • Меден Александр Иванович
  • Мерлис Петр Миронович
SU469812A1
Устройство для наддува тепловозного двигателя внутреннего сгорания 1983
  • Егунов Павел Михайлович
  • Безбородов Анатолий Иванович
  • Ивакин Валерий Викторович
SU1255725A1
Система турбонаддува двигателя внутреннего сгорания 1989
  • Никитин Евгений Александрович
  • Дехович Дмитрий Александрович
  • Перов Константин Юрьевич
  • Поперенко Виктор Павлович
SU1661465A1
JP 63195360 A, 12.08.1988
JP 63065154 A, 23.03.1988
JP 8061112 A, 05.03.1996
JP 6241128 A, 30.08.1994
JP 7083102 A, 28.03.1995
JP 6159121 A, 07.06.1994
Способ регулирования дизеля с импульсным турбонаддувом 1981
  • Симсон Альфред Эдуардович
  • Лялюк Виктор Михайлович
  • Рябикин Алексей Григорьевич
  • Линник Андрей Валентинович
SU987140A1
DE 10237416 А1, 26.02.2004.

RU 2 380 553 C2

Авторы

Толшин Валерий Иннокентьевич

Минаев Алексей Юрьевич

Даты

2010-01-27Публикация

2008-03-05Подача