Силовая установка Советский патент 1986 года по МПК F02B37/00 F02D23/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может применяться в дизелях с пониженной степенью сжатия, имеющих газотурбинный наддув и дополнительную камеру сгорания.

Цель изобретения - повышение эффективности силовой установки путем уменьшения расхода топлива в камере сгорания.

На фиг. 1 показана схема силовой установки; на фиг. 2 - график, иллюстрирую- ш,ий внешнюю характеристику двигателя с предлагаемым устройством; на виг. 3 - внешние характеристики Предлагаемой силовой установки.

Силовая установка содержит дизель 1 с пониженной степенью сжатия, турбокомпрессор 2 с воздухонапорной 3 и газовыхлопной 4 магистралями, байпасный трубопровод 5, камеру 6 сгорания и орган 7 управления подачей топлива в камеру б сгорания. Турбокомпрессор подсоединен через воздухонапорную 3 и газовыхлопную 4 магистрали к цилиндрам дизеля 1, байпасный трубопровод подключен к указанны.м магистралям 3 и 4. Камера 6 сгорания установлена в байпасном трубопроводе 5. Органы 7 управления подачей топлива снабжен пневматическим измерительны.м элементом 8, подсоединенным к воздухонапорной магистрали 3 и к датчику 9 давления наддува, золотником 10 подачи топлива в камеру 6 сгорания, подключенным через тягу 1 к рычагу 12 датчика 9 давления наддува, и возду пным дросселем 13, подсоединенным к воздухонапорной магистрали 3 и к рейке 14 топливного насоса дизеля 1. Орган 7 управления дополнительно снабжен корректором 15 подачи топлива чувствительным элементом 16 и задатчиком 17 давления наддува, причем задатчик 17 гтодсоединен к воздушному дросселю 13 и через тягу 11 - к рычагу 12 датчика 9 давления наддува.

На фиг. 2 приведены внешняя характеристика 18 дизеля с обычной системой тур- бонаддува и характеристика 19 дизеля с пониженной степенью сжатия и с дополнительной камерой сгорания (типа Гипербар), на фиг. 3 показаны внешние характеристики 20 предлагаемой силовой установки, (где л-частота вращения вала дизеля 1; Як - давление наддува; Окай- - расход топлива дополнительной камерой 6 сгорания).

Соотношения плеч тяги 11, площадей мембран измерительного элемента 8 и за- датчика 17 давления наддува и жесткостей пружин датчика 9 и чувствительного элемента 16 выбираются таким образом, что при росте давления наддува Як. перемещение золотника 10 подачи топлива равно нулю, т.е. н|)и равенстве плеч тяги 11 должны быть равны друг другу, нлоп1,ади указанных мембран и жесткости пружин.

Усилие предварительного затяга Pnpc.is, пружр.ны датчика 9 давления наддува выбирается, исходя из величины минимального

давления наддува, поддерживаемого дополнительной камерой 6 сгорания при работе дизеля 1 на холостом ходу. Усилие предварительного затяга Рпреде. пружины чувствительного элемента 16 определяется из выражения

//

Рпредп SM (Рк.макс.. PQ) ,

где SM - площадь мембраны задатчика 17

давления наддува;

Рк.макс. давление наддува, соответствующее прекращению подачи топлива в дополнительную камеру 6 сгорания при росте нагрузки дизеля 1;

РО - атмосферное давление. Относительная разность давлений Рк.макс. и Рк.мин. является степенью неравномерности б органа 7 управления подачей топлива

Рк.макс.Рк.мин.

.

Величина б определяется жесткостью пружины датчика 9 давления наддува.

Силовая установка работает следующим образом.

0

5

0

5

5

Отработавшие газы из цилиндров дизеля 1 с пониженной степенью сжатия поступают по газовыхлопной .магистрали 4 в дополнительную камеру 6 сгорания и в турбину турбокомпрессора 2, который раскручивает компрессор, пода ощий сжатый воздух по воздухонапорной магистрали 3 в дизель и по байпасному трубопроводу 5 в дополнительную камеру 6 сгорания. В последней осуществляется сгорание топлива, подаваемого через золотник 10 органа 7 управления подачей топлива. Повышение температуры газов приводит к увеличению MOUJ.HOCTH тур- локо.мпрессора 2 и давления наддува.

При работе дизеля 1 на холостом ходу и малых нагрузках рейка 14 топливного насоса находится в промежуточном положении и отверстие в воздушном дросселе 13 не закрыто. При давлениях наддува Рк- Рк.чакс. мембрана задатчика 17 давления наддува в корректоре 15 подачи топлива находится в крайнем правом положении под действием усилия предварительного затяга Рпрса,,. и пневматический измерительный элемент 8 известным образом поддерживает постоянное давление наддува (в пределах степени не- 0 равномерности б путем перемещения золотника 10 подачи топлива, передаваемого через рычаг 12 и тягу 11 и воздействующего на подачу топлива в камеру 6. С ростом нагрузки дизеля 1 мембрана измерительного элемента 8 и золотник 10 перемещаются вправо, и подача топлива в камеру 6 сгорания уменьшается. В .момент, при котором давление наддува А- А,макс., подача

топлива в камеру 6 сгорания прекращается. При дальнейшем росте нагрузки дизеля Г усилие от давления наддува Рк превышает усилие предварительного затяга Рл ве. пружины чувствительного элемента 16, и мембрана задатчика 17 давления наддува начинает перемещаться влево. При этом золотник 10 не перемешается и остается в положении, соответствуюш,ем моменту прекращения подачи топлива в дополнительную камеру б сгорания СБ силу указанного выбора соот- нощений плеч тяги 11, площадей мембран и жесткостей пружин).

При достижении внешней характеристики рейка 14 топливного насоса дизеля садится на упор и закрывает отверстие в дросселе 13, изолируя полость над мембраной задатчика 17 давления наддува от воздухо- напорной магистрали 3. В дальнейшем с

ростом нагрузки (по внешней характеристике) указанная мембрана остается неподвижной, а мембрана пневматического измерительного элемента 8 поддерживает давление наддува, имевшее место в момент посадки рейки 14 на упор путем перемещения золотника 10.

Таким образом, в предлагаемой силовой установке при работе дизеля 1 на холостом ходу и малых нагрузках поддерживается постоянное давление наддува, а при работе по внешней характеристике поддерживается давление наддува, имеющее место в момент посадки рейки 14 топливного насоса на упор. Поскольку величина давления наддува в этот момент определяется положением задатчика системы автоматического регулирования дизеля 1, то тем самым обеспечивается достижение поставленной цели изобретения.

1000 1200 то то л

фиг. г

1000 то /400

i}

Составитель В. Козлов

Техред И. ВересКорректор Г. Решетник

Тираж 523Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4