Способ воздухоснабжения двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК F02B37/00 F02D23/00 

селя подсоединен к поворотной заслон/ ке через тягу, подпружиненные втулки установлены на концах подвижного штока и подсоединены каждая к

Изобретение относится к машиностроению, а именно, двигателестрое- нию, в частности к устройству сис- темы воздухоснабжени двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом и с приводным нагнетателем,

Цель изобретения - улучшение прие миЬтости двигателя путем повьштения эффективности воздухоснабжения на переходных режимах.

На чертеже приведена схема устройства для воздухоснабжения двигателя внутреннего сгорания.

Устройство содержит турбокомпрессор 1, воздухонапорный патрубок 2 трубопровод 3 подачи воздуха, приводной нагнетатель 4 второй ступени наддува, патрубок 5 подвода воздуха из атмосферы в трубопровод 3, подпружиненный клапан 6, датчик 7 частоты, вращения вала двигателя 8, датчик 9 давления в. воздухонапорном патрубке 2, регулируемый дроссель, вьтолненный в виде поворотной заслонки 10. Турбокомпрессор 1, работающий на выхлопных газах двигателя 8, подсоединен своим воздухонапор- ным патрубком 2 к трубопроводу 3 подачи воздуха в приводной нагнетатель 4. Подпружиненный клапан 6- установлен в патрубке 5. Дроссель (заслонка 10) установлен в трубопроводе 3 между патрубком 5 подвода воздуха из атмосферы и воздухонапор- ным патрубком 2 турбокомпрессора 1. Привод дросселя связан с датчиками 9 и 7 давления наддува и частоты вра щения вала двигателя 8.

Привод дросселя вьшолней в виде .подвижного штока 11, тяги 12, двух подпружиненных втулок 13 и 14 и двух к Улачков 15 и 16. Датчик 7 частоты вращения вала двигателя 8 выполнен гидравлическим и подсоединен к гидронасосу 17, установленному на валу двигателя 8. Датчик 9 давления

соответствующему кулачку, а связь привода дросселя с датчиками выполнена в виде реечной передачи между каждым датчиком и одним из кулачков.

наддува выполнен пневматическим и связан с воздухонапорным патрубком 2 турбокомпрессора 1. Подвижный шток И привода дросселя подсоединен к,

поворотной заслонке 10 через тягу 12. Подпружиненные втулки 13 и 14 установлены на концах подвижного штока 11 и подсоединены каждая к соответствующему кулачку 15 или 1б.,

а связь привода дросселя с датчиками 7 и 9 выполнена в виде реечной передачи 18 и 19 между каждым датчиком 7 или 9 и одним из кулачков 15 или 16.

Устройство для воздухоснабжения работает следующим образом.

Выхлопные газы двигателя 8 при подаче в турбокомпрессор 1 приводят его во вращение. Сжатый в турбрком-

прессоре 1 воздух подается через его воздухонапорный патрубок 2 во входное отверстие приводного нагнетателя 4, связанного с валом дви-« гателя 8. Дополнительно сжатый в

приводном нагнетателе 4 воздух подается в цилиндры двигателя 8. В случае возникновения разрежения во входном отверстии приводного нагнетателя 4 оно сообщается с атмосферой. Для повьшения эффективности воздухоснабжения двигателя на переходных режимах измеряется частота вращения вала двигателя 8 и давление в воздухонапорном патрубке 2 турбо-

компрессора 1. Затем сравниваются мгновенное значение давления в воздухонапорном патрубке 2 с эталонным для данной частоты вращения вала двигателя 3 и изменяют гидравлическое сопротивление воздухонапорного патрубка 2 пропорционально полученной разности в сторону увеличения - при отрицательной разности и в сторону уменьшения - при положительной.

При постоянной нагрузке двигателя 8 давление масла, развиваемое

гидронасосом 17, и давление в возду- хонапорном патрубке 2 турбокомпрессора 1 постоянны, вследствие чего поршень датчика 7 и диафрагма датчика 9 и связанные с ними через реечные передачи 18 и 19 кулачки 15 и 16 неподвижны. Профили кулачков 15 и 16 соотношение площадей поршня и диафрагмы датчиков 7 и 9, а также характеристики их возвратных пружин подобраны таким образом, чтобы на каждой установившейся нагрузке тяга 12 находилась в вертикальном положении, а заслонка 10 была бы полностью

открыта..

При мгновенном увеличении подачи топлива в двигатель 8 возрастает производительность приводного нагнетателя 4, вследствие чего давление воздуха в трубопроводе 3 подачи воздуха в приводной нагнетатель 4 падает. Одновременно с этим повышается давление масла в системе смазки двигателя 8, создаваемое гидронасосом 17. Под действием этого давления поршеиь датчика 7 опускается вниз и с помощью реечной передачи 18 поворачивает кулачок 15 по часовой стрелке. Кулачок 15 через подпружиненную втулку 13 смещает шток 11 вправо и тяга 12 поворачивает заслонку 10 таким образом, что она частично перекрывает трубопровод 3,

10

15

206457

что вызьшает уменьшение расхода воздуха и мощности турбокомпрессора 1. Кулачок 16 в начале переходного процесса остается неподвижным, так как в силу инерционности турбокомпрессора 1 его скорость вращения сначала изменяется мало, даже несмотря на то, что мощность, затрачиваемая турбокомпрессором 1 на сжатие уменьшающегося количества воздуха, упадет, а количество выхлопных газов двигателя и мощность турбины останутся прежними. В дельнейшем по мере раскрутки тзфбокомпрессора 1. давление сжатого воздуха в воздухона- порном патрубке 2 начинает увеличиваться. Вследствие этого диафрагма датчика 9 перемещается вниз и через реечную передачу 19 поворачивает кулачок 16 против часовой стрелки. Этот кулачок 16 через втулку 14 начинает смещать шток 11 влево.

При достижении в воздухонапорном патрубке 2 давления, соответствую- 25 щего эталонному для данной частоты вращения вала двигателя 8, усштая, действующие на шток 11 слева и справа, уравняются и заслонка 10 полностью откроет сечение трубопровода 3. Таким образом, повышается эффективность воздухоснабжения на переходных режимах и улучшается приемистость двигателя.

20

30

1. Способ воздухоснабжения двигателя внутреннего сгорания путем привода во вращение турбокомпрессора при помощи подачи в него выхлопных газов двигателя, подачи сжатого в турбокомпрессоре воздуха через его воздухонапорный патрубок во входное отверстие приводного нагнетателя, связанного с валом двигателя, подачи дополнительно сжатого в приводном нагнетателе воздуха в ципиндры и сообщения входного отверстия приводного нагнетателя с атмосферой в случае возникновения разрежения в этом отверстии, отличающийся тем, что,, с целью улучшения приемистости двигателя путем повышения зффсктив- ности воздухоснабжения на переходных режимах, измеряют частоту вращения вала двигателя и давление в воздухонапорном патрубке, сравнивают мгновенное значение давления в воздухонапорнс патрубке с эталон- , ным для данной частоты вращения вала двигателя и изменяют гчдравли- ческое сопротивление воздухона- порного патрубка пропорционально полученной разности: в сторону, увеличения - при отрицательной разности и в сторону уменьшения - при положительной. 2. Устройство для воздухоснабжения двигателя внутреннего сгорания, содержащее турбокомпрессор, работающий на выхлопных газах двигателя и подсоединенный своим воз- духонапорным патрубком к трубопроводу подачи воздуха в приводной нагнетатель второй ступени наддува, патрубок подвода воздуха из ,атмосфе1иа в трубопровод и установленный в патрубке подпружиненный клапан . отличающееся tBM, что оно снабжено датчиками часто ты вращения вала двигателя и давления в воздухонапорном патруб- . ке, р егулируемым дросселем и его приводом, причем дроссель установлен в трубопроводе между патрубком подвода воздуха из атмосферы и воз- духонапорным патрубком турбокомпрес- сора, а привод дросселя связан с датчиками давления наддува и частоты вращения вала двигате Ля. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что привод дросселя выполнен в виде подвижного штока, тяги, двух подпружиненных вту лок и двух кулачков, датчик частоты вращения вала выполнен гидравлическим, датчик давления наддува выполнен пневматическим, а дроссель выполнен, в виде поворотной заслонки, причем подвижный шток привода дрос- § СП