Устройство для контроля горения в двигателе внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК G01L23/22 

навливают в адаптерное отверстие индикаторного крана и закрепляют ; на корпусе двигателя. Устройство соединяется с внутренним объемом камеры сгорания посредством канала 8. Лучистый поток с помощью собирающих 29., 30 5 31 направляют на фотоприемник 18. Сигнал с фаТоприемника 18 выводят на регистрируюищй прибор и. анализируют. Дпя увеличения диапазо- на измерений световоды 15, 16 расположены последовательно. В процессе работы устройства осуществляется

Изобретение относится к технике контроля горения в тепловых машинах, а точнее к устройствам для автоматизированного и-пи визуального контроля горения топливо-воздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания, и может найти применение в транспортных теплоэнергетических и судовых устройствах.

Целью изобретения является повышение надежности и достоверности работы устройства для контроля горения в широком диапазоне изменения контролируемых режимов работы двигателя внутреннего сгорания за счет увеличения допустимых механических нагрузок на устройство и увеличения угла обзора контролируемой зоны горения. На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольньш разрез. Устройство для контроля горения содержит разъемньш корпус, состоящий из входного узла 1, корпусных втулок 2 и 3, переходных втулок 4--6 и выходного узла 7, соединенных меж-- ду собой с помощью резьбы. По оси входного узла выполнен канал 8, с помощью которого устройство соединяется с внутренним объемом камеры сгорания двигателя (не показана). На наружной поверхности входного узла 5 выполнен фланец 9 с отверстиями to ,аля крепления устройства на камере сгорания. По оси корпусных втулок 2 и 3 установлены тонкостенные пользы 11 и 12, которые закреплены гайками 13 и 14. В гильзы 11

газодинамическая разгрузка световодов от максимального перепада давления за счет перетекания газа из разгрузочной полости 20 по перепуск-ному .алу 32 с жиклером 33 в разгрузочную полость 21. Разгрузочные полости 20, 21, 22 служат для разгрузки собирающих линз 29, 30, 31, которые увеличивают угол о бзора зоны горения от осевых сил и распределения максимального перепада давлений между световодами в процессе работы дизеля. 1 ил.

и 12 плотно установлены световоды 15 и 6., выполненные в виде стеклянных - цилиндрических стержней. По оси вы- ходного узла 7 через теплоизоляционную проставку 17 установлен с зазором фотоприемник 18, закрепленный в узле пруяшнны кольцом 19 (электрические выводы фотоприемника 18 не показаны). Переходные втулки 4-6 с

торца - входного узла 1 , корпусных втулок 2, 3 и выходного узла 7 образуют разгрузочные камеры 20-22. В разгрузочных камерах 20-22 по внутреннему диаметру переходных втулок

4-6 установлены переходные кольца 23-25 с перепускными отверстиями 26-28, выполненными по периферии. По внутрек;нему диаметру переходных колец 23-25 установлены собирающие

линзы 29-31.

В корпусной вФулке 2 выполнен перепускной канал 32, в который на резьбе установлен жиклер 33. Перепускной канал 32 с жиклером 33 соединяет. разгрузочные камеры 20 и 21 между собой. Разгрузочная камера 22 через образовавшийся при установке фотоприемник 18 сообщена с атмосфе- рой„ При выполнении устройства для

контроля горения с числом корпусных втулок больше двух перепускные ка-. н.алы с жиклером выполнены в каждой корпусной втулке, кроме последней, считая от входного узла. Эффективная площадь жиклера 33 выбрана в зависимости от объемов разгрузочных камер 20 и 2I и параметров, характеризующих режим работы двигателя таким образом, чтобы обеспечивался одинаковый перепад давления д Р

р --- на световодах 10 и 11. Здесь

оС

Р - максимальное давление в камере сгорания двигателя. При выполнении устройства с числом корнусных втулок 2 и 3 больше двух максимальный

перепад давлений на каждом светово- р

де равен Д Р Д число

корпусных втулок, равное числу световодов.

Эффективную площадь жиклера 33 определяют, решая систему известных уравнений, которая описывает процес перетекания газа из разгрузочной камеры 20 в разгрузочную камеру 21 при сжатии газа и последующем сгорании топливо-воздушной смеси. Для критического режима истечения получают формулу

-Д

п

k.(2 4-irf

Ч+r

где F - эффективная площадь }киклера п - максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя ; R - газовая постоянная продукто

сгорания;

Т - температура продуктов сгорания ;

k - показатель адиабаты сгорания;: У - объем разгрузочной камеры.

При выполнении устройства с числом корпусных втулок 2 и 3 больше двух формула для определения эффективной площади жиклеров примет вид

F,. gi jnil -Yi

NlRT .(l+l-i) Tk. (Ц

К J

где 1 - число корпусных втулок; i - порядковый номер жиклера,

считая от входного узла; V- - объем разгрузочной камеры

за i-M жиклером. Устройство работает следующим образом.

Для контроля процесса горения устройство входным узлом 1 устанавливают в адаптерное отверстие индикторного крана дизеля и закрепляют с помощью фланца 9 с отверстиями 10 на корпусе двигателя. Устройство

соединяется с внутренним объемом камеры сгорания посредством канала 8. При работе дизапя в объеме камеры сгорания периодически повторяются 5 процессы впуска, сжатия рабочего тела, сгорания топливо-воздушной смеси, расширения и выпуска продуктов сгорания. При этом температура рабочего тела и продуктов сгорания пери 0 одически изменяется. Лучистый тепловой поток, пропорциональный температуре продуктов сгорания в четвертой степени (по закону Стефана-Больцмана), направляют с помощью собирающих линз

15 29-31, установленных в переходных кольцах 23-25 с перепускными отверстиями 26-28, на фотоприемник 18, установленный в выходном узле 7 через теплоизоляционную проставку 17 20 и закрепленный в узле 7 пружинным кольцом 19. Сигнал с фотопрйемника

18выводят на регистрирующий прибор и анализируют. По величине и характеру сигнала, снимаемого с фотопри5 емника 18, контролируют горение в цилиндре и осуществляют подрегулировку агрегатов в дизеле.

Устройство позволяет осуществлять визуальный контроль горения, для

0 чего демонстрируют пружинное кольцо

19и удаляют фотоприемник 18.

Надежность работы устройства в широком диапазоне изменения режимов работы дизеля обеспечивается за счет 5 последовательного расположения свето- водов 15, 16, установленных в тонкостенные гильзы 11 и 12. Гильзы 1Г и 12 закреплены в корпусных втулках 2 и 3 с помощью гаек 13 и 14. В про- 0 цессе работы устройства осуществляет- ся газодинамическая разгрузка световодов 2 и 3 от максимального перепада давления за счет перетекания газа из разгрузочной полости 20 по 5 перепускному каналу 32 с. жиклером 33 в разгрузочную полость 21. Разгрузочные полости 20-22, образованные переходными втулками 4-6 и торцами входного 1, .выходного 7 узлов и кор- 0 пусных втулок 2 и 3 служат для разгрузки собирающих линз,29-31, которые увеличивают угол обзора зоны горения, от осевых сил и распределения максимального перепада давлений меж- ду световодами в процессе работы дизеля. Это повьш1ает надежность работы устройства в условиях высоких давлений.

Результаты испытаний пре; ложенно- го устройства показали его )зысокую надежность. За счет оптимизации расхода топлива по режим.ам работы и цилиндрам достигнуто снижение удельного расхода топлива на 1-3%. Это эквивалентно годовой экономтди топлива 70-210 т в расчете на один тепловоз .

Использование изобретения позво- .ляет повысить надежность работы устройства и угол обзора контролируемой зоны горения.

Формула изобретени

Устройство для контроля горения в двигателе внутреннего сгорания, содержащее корпус, световод и фотоприемник, причем корпус вьшолнен в виде входного и выходного узлов и корпусной втулки, в которой разме - щен световод, входной узел выполнен с каналом связи с камерой сгорания двигателя, а в выходном узле размещен фотоприемник, отличаюРедактор П. Коссей Закйз 3690/37

Составитель Н. Патрахальцев

Техред О.Гортвай Корректор Л. Патай

Тираж 778 . Подписное ВНИППИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

щееся тем, что, с целью повышения его надежности и достоверности и увеличения угла обзора, устройство дополнительно содержит по меньшей мере,одну дополнительную корпусную втулку с дополнительным световодом, переходные втулки и кольца, собираюю;ие линзы и жиклеры, причем

11ереходные втулки размещены после- j pBaTenbHo между ВХОДНЬЕМ узлом и корпусной втулкой, между основной и дополнительной корпусными втулками и дополнительной корпусной втулкой

и выходным узлом, переходные кольца размещены в переходных втулках и образуют в них разгрузочные камеры по сторонам переходных колец, а собираюш,ие .линзы расположены в переходных; кольцах, при этом все корпусные втулки, кроме последней перед выходным узлом, выполнены с перепускными: каналами, в которых размещены жиклеры и которые связывают

между собой разгрузочные камеры, а переходные кольца выполнены с перепускными: отверстиями, связывающими разгрузочные камеры.

Изобретение относится к технике контроля горения в тепловых машинах. Целью изобретения является повышение надежности и достоверности работы устройства для контроля горения в широком диапазоне изменения контролируемых режимов работы двигателя внутреннего сгорания за счет увеличения допустимых механических нагрузок на устройство и увеличения угла ойзораiконтролируемой зоны горения. Для контроля процесса горения устройство входным узлом 1 уста /7 i (Л 1C 4i Nd Ч 00 00