Способ определения степени загрузки двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом Советский патент 1985 года по МПК G01L23/22 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испрль зовано для встроенных систем контроля степени загрузки двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом.

Известен способ косвенного определения степени загрузки дизеля путем использования скорости движения выхлопных газов в качестве информационного параметра 03

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения степени загрузки дизеля с турбонаддувом путем измерения среднего давления вьпспопных газов и частоты вращения коленчатого вала дизеля, по которым судят о степени загрузки дизеля 2:1

Однако в процессе эксплуатации температура выхлопных газов достигает 600-700° С. Поэтому для реализации известных способов косвенного определения степени загрузки двигателя внутреннего сгорания требуются сложные устройства, работающие в зоне высоких температур, что затрудняет применение указанных способов в условиях эксплуата1щи.

Цель изобретения - упрощение определения степени загрузки двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом.

Указанная цель достигается тем, что измеряют давление наддувочного воздуха, а степень загрузки определяют по зависимости

L

К п

кн

где К - степень загрузки двигателяPJ. - давление наддувочного воз,духа; .

- частота вращения коленчатого вала двига,теля Р давление наддувочного

К Н

воздуха Щ1И номинальной загрузке двигателяи, - частота вращения коленчатого вала при номинальной загрузке двигателя. Наличие функциональной зависимости между давлением наддувочного воздуха и степенью загрузки двигателя является следствием равенства мощностей турбины и компрессора при свободном газотурбинном надду588802

ве, так как валы турбины и компрессора жестко связаны друг с другом. Мощность на валу газовой турби. ны зависит от энергии выхлопных 5 газов. Способ оценки степени загрузки известен. Поэтому мощность компрессора является функцией той же энергии. В то же время мощность компрессора определяется весрвым to секундным расходом и адиабатичес- , койработой воздуха, которые можно представить в виде функций от давления наддува. Это .объясняет наличие функциональной зависимости между значениями давления наддувочного воздуха и степенью загрузки двигателя.

Известно, что степень загрузки двигателя определяется по соотношению.

М

К:.

.

где Мд - текущее значение крутящего 25 момента двигателя-,

йя значение крутящего момента, соответствующее номиналь- ной загрузке двигателя.

Текущее значение давления наддувочного роздуха является литейной функцией текущеге значения мощности двигателя.

Учитывая это, М и М,„ можно определить следующим образом

М li. м . 7Г . -fT

АН „-

где Р - текущее значение давления

наддувочного воздухаj - давление наддувочного воздуха при номинальной загрузке двигателя-,

п - частота вращения коленчатого вала двигателяi п„ - частота вращения коленчатого вала при номинальной загрузке,

Тогда степень загрузки К двигателя определяют как

1.

и

ки

55 Температура наддувочного воздуха не превьппает , что приводит к упрощению устройствi реализующих способ.

3

На фиг. 1 приведена экспериментальная зависимость давления наддувочного воздуха от степени загрузки двигателя (линия 1 для числа оборотов коленчатого вала п, , линия 2 для числа.оборотов коленчатого вала Пд, причем п 1 , на фиг. 2 структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство для определения степени загрузки двигателя с турбонаддувом содержит датчик 1 давления наддувочного воздуха, расположенный во впускном патрубке 2 двигателя 3 после компрессора 4, и датчик 5 частоты вращения коленчатого вала 6. )Три этом выходы датчиков 1 и 5 Соеди нены с первым ивторым входами блока 7 обработки данных, выход которого соединен с устройством 8 индикации.

Устройство работает следующим образом.

88804

При эксплуатации двигателя с турбонаддувом датчиками 1 и 5 определяются текущие значения давления и частоты вращения коленчатого вала. 5 Для конкретной конструкции двигателя с турбонаддувом известны значения давления наддувочного воздуха и частоты вращения коленчатого вала, соответствующие номи 4альной заг10 РУЗке двигателя.

Степень загрузки определяется по формуле

-. РК

К

wata

П

Г|сн

Для замера давления частоты вращения коленчатого вала двигателя могут быть использованы известные устройства.

Использование предлагаемого спос оба позволяет упростить конструкцию, приборную реализацию и повы- сить надежность устройств, реализующих предлагаемый способ.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАГРУЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ТУРБОНАДЦУВОМ путем измерения давления и частоты вращения коленчатого вала двигателя, о т д .ич а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения определения степени загрузки, измеряют давление наддувочного воздуха, а степень загрузки определяют по следующей зависимости K«JL.РШ где К степень загрузки двигателя Р. давление наддувочного .воздуха; п частота вращения коленчасл того вала двигателя; Р. давление наддувочного воздуха при ,номйнальн загрузке двигателя; н - частота вращения коленчатого вала при номинальной загрузке двигателя. ел X) X) 00 о

t

0,5 0,7S 1

0,2S

../,/vg

(W фиг.7