Устройство для запуска и реверса двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом Советский патент 1987 года по МПК F02N9/04 

113

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателе- строению, а именно к устройствам для запуска и реверса двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом.

Цель изобретения - повьшение стабильности работы на переходных режимах.

На чертеже представлена схема предлагаемого устдойства.

Устройство содержит главный пусковой клапан 1, соединенный трубопроводом 2 с источником 3 сжатого воздуха (пусковыми баллонами) и пусковой магистралью 4 - с рабочими полостя- ми 5 пусковых клапанов 6, Пусковая магистраль 4 трубопроводом 7 подключена к воздухораспределителю 8, который импульсными каналами 9 через отсечные клапаны 10 связан с управляющими полостями 11 пусковых клапанов 6. Устройство содержит также сервомотор 12 двустороннего действия, рабочие полости которого 13 и 14 связаны патрубками 15 и 16 с управляющей полостью 17 сервомотора 18 регулятора частоты вращения и с линией 19 пневмозадатчика системы управления, причем патрубок 6 снабжен регулируемым дросселем 20 одностороннего действия ,

Кроме того, трубопровод 2 трубопроводом 21 через нормально закрытый клапан 22, трубопроводом 23 через перекидной клапан 24 и трубопроводом 25 соединен с управляющей полостью 26 главного пускового клапана 1 .

Сервомотор 12 двустороннего действия содержит мембрану 27,пружины 28 и 29 и тягу 30, связанную жестко со штоком 31 нормально закрытого клапана 22, снабженного разгрузочным каналом 32. I

Кроме того, клапан 22 имет полости 33 и 34 и уплотнение 35 с пружиной 36.

Регулируемый дроссель 20 содержит регулировочную иглу 37, уплотнение 38 с дроссельным отверстием 39 и пружиной 40.

Перекидной клапан 24 снабжен полостями 41 и 42 ,и свободноплавающим уплотнением 43.

Сервомотор 18 регулятора скорости содержит мембрану 44 и шток 45, связанный с органом управления подачи топлива.

92

Устройство работает следзтощим образом.

Рассмотрим работу устройства при постепенном (медленном или многоступенчатом) перемещении органа управления системы дистанционного автоматизированного управления (ДАУ), например, из положения Малый вперед в положение Средний вперед. При этом в линии 19 пневмозадатчика давление повьшается незначительно от ранее заданного, и воздух, который поступает в полость 17 cepBOMqTopa 18, деформируя мембрану 44 вниз, через шток 45 плавно воздействует на рейку топливного насоса и несколько увеличивает нагрузку на двигатель, который переходит на новый режим работы. Переходный режим работы двигателя при этом практически отсутствует.

Вместе с тем воздух из линии 19 по патрубкам 15 и 16 поступает соответственно в полости 13 и 14 сервомотора 12. При этом скорость нарастания давления в полости 13 незначительно Bbmie, чем в полости 14, благодаря тому, что патрубок 16 содержит регулируемый дроссель 20. В результате чего мембрана 27 деформируется вправо, перемещая тягу 30 со штоком 31 нормально закрытого клапана 22, но вследствие незначительного перепада давлений в полостях 13 и 14 сервомотора 12 пружина 28 препятствует мембране 27 деформироваться настолько, чтобы выбрался зазор между торцом штока 31 и уплотнением 35 клапана 22, а потому последний не может открыться. При плавном или незначительном перемещении органа управления устройство на работу щтатной сис-- темы управления никакого влияния не оказывает.

При резком (что, как правило, имеет место на практике) перемещении органа управле ния с целью перевода- двигателя на работу, например, с режима малого хода на средний или полный ход давление воздуха в линии 19 пневмозадатчика и в полости 17 сервомотора 18 резко возрастает, и вследст- вие деформации мембраны 44 и перемещения штока 45 резко увеличивается

подача топлива в цилиндры двигателя. При этом наблюдается неполное сгорание топлива, двигатель дымит, потому что подача топлива нарастает быстрее, чем повьш1ается частота вращения

313

турбокомпрессора, и в цилиндрах двигателя ощущается недостаток воздуха. Еще резче это проявляется при реверсировании двигателя с переднего хода на задний, когда частота вращения турбокомпрессора заметно снижается. Для устранения этого необходимо непосредственно в цилиндры двигателя ввести дополнительную порцию воздуха или же увеличить частоту вращения - турбокомпрессора,

При резком возрастании давления воздуха в линии 19 одновременно резко повьшается давление воздуха в полости 13 сервомотора 12, а нараста- ние давления в полости 14 происходит медленнее из-за наличия в линии 16 дросселя 20, с помощью иглы 37 которого можно регулировать время выравнивания давлений в полостях 13 и 14, Ввиду наличия большого перепада давлений в полостях 13 и 14 деформация мембраны 27 вправо максимальная, а ход тяги 30 и штока 31 такой, что не только выбирается зазор между торцом штока 31 и уплотнением 35, но и происходит сжатие пр ужины 36, и уплотнение 35 открывается. При этом воздух из источника 3 по трубопроводу 2 поступает в полость 33 клапана 22, далее - в полость 34 и по трубопроводу 23 - в полость 42 перекидного клапана 24, откуда по трубопроводу 25 - в управляющую полость 26 главного пускового клапана 1 и открывает его, В результате этого пусковой воздух из источника 3 по трубопроводу 2 через открытьй главный пусковой клапан 1 и пусковую магистраль 4 заполняет рабочие полости 5 пусковых клапанов 6, Одновременно с этим воздух из пусковой магистрали 4 по трубопроводу 7 наступает к воздухораспределителю 8, от которого по одному из импульсных каналов 9 через отсечной клапан 10 - в управляющую полость 11 пускового клапана 6, Но клапан при этом не открывается, так как в цилинре протекает процесс сгорания топлива и продукты сгорания находятся под высоким давлением. По мере поворота коленчатого вала давление в цилиндре падает, и, наконец, наступает мо

мент когда усилием давления воздуха в управляющей полости 11 пускового клапана 6 последний открывается, и цилиндр двигателя соединяется с рабочей полостью 5, Происходит дозаряд5

1

О

5 0 -5 0

5

0

5

39.4

ка цилиндра двигателя сжатым воздухом, давление в нем резко возрастает. За несколько градусов поворота коленчатого вала до момента открытия выпускного клапана воздухораспределитель 8 разгружает в атмосферу управляющую полость 11 пускового клапана 6, последний закрывается, В момент открытия выпускного клапана смесь воздуха и продуктов сгорания с повьш1енным давлением направляется в выпускной коллектор и далее на лопатки турбины, вследствие чего частота вращения ее резко возрастает и, следовательно, так же интенсивно возрастает давление наддувочного воздуха во впускном коллекторе, что способстсвует более качественному сгоранию топлива в цилиндре, значит и приемистости двигателя ,

Процесс разгона ротора турбокомп- прессора продолжатся до момента выравнивания давлений воздуха в полостях 13 и 14 сервомотора 12. После чего мембрана 27 под действием пружин 28 и 29 занимает среднее нейтральное положение, тяга 30 и шток 31 смещаются влево так, что между торцом последнего и уплотнением 35 об- разовьшается зазор. В результате, воздух из управляющей полости 26 главного пускового клапана 1 по трубопроводу 25, через перекидной клапан 24, далее по трубопроводу 23 и канал 32 штока 31 разгружается в атмосферу. После чего главный пусковой клапан I закрывается, и устройство прекращает свою работу, а двигатель в более короткий срок переходит на новый режим работы.

При резком переводе двигателя, например , с режима полного хода на ма- льй давление воздуха в линии 19 пневмозадатчика, в патрубке 15 и полости 13 сервомотора 12 быстро снижается, но мембрана 27 не деформируется, так как под действием давления воздуха в полости 14 сервомотора 12 уплотнение 38 смещается влево, сжимая пружину 40, и поэтому падение давления воздуха в указанных полостях сервомотора 12 происходит практически с одинаковой скоростью.

Пуск двигателя осуществляется путем установки органа управления из положения Стоп в положение Пуск, при этом в трубопроводе 46 появляется пусковой сигнал, выработанный в .

513

системе ДАУ, которьй через перекидной клапан 24 и трубопровод 25 поступает в управляющую полость 26 главного пускового клапана 1 и открывает его. После чего устройство начинает работать ранее описанным способом, но в пусковом режиме, т.е. до набора пусковой частоты вращения. При резкой перестановке органа управления возмоз1Щ9 .срабатывание сервомотора 12 и открытие.клапана 22, но это не оказывает влияния на пусковой режим двигателя, так как в этом случае главный пусковой клапан 1 удерживается в открытом состоянии параллельно двумя сигналами как со стороны клапана 22, так и пусковым сигналом в трубопроводе 46 от системы ДАУ.

Формула изобретения

Устройство для запуска и реверса двигателя внутреннего сгорания с тур- бон-аддувом, содержащее по меньшей мере один пусковой клапан, установленный в цилиндре двигателя и снабженг ный управляющей и рабочей полостями, главный пусковой клапан с управляюСоставитель В. Морозов Редактор Н. Киштулинец Техред В. Кадар

Заказ 2197/39 Тираж 504

ВНИИПИ 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

96

щей и рабочей полостями, связанный при помощи трубопровода с источником сжатого воздуха и подключенньй своей рабочей полостью при помощи пусковой магистра- , ли к рабочей полости пускового клапана и воздухораспределителю, подсоединенному при помощи импульсного канала с отсечным клапаном к управляющей полости пускового клапана, и сервомотор регулятора частоты вращения с управляющей полостью, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности работы на переходных

режимах, оно снабжено мембранным сервомотором двустороннего действия с рабочими полостями, сообщенными при помощи патрубков с управляющей полостью сервомотора регулятора частоты

вращения, нормально закрытым клапаном, управляемым сервомотором двустороннего действия, и перекидным клапаном причем в одном из патрубков установлен регу:шруемый дроссель бдностороннего действия, а управляющая полость главного пускового клапана сообщена с трубопроводом через перекидной и нормально закрытый клапаны.

Корректор С. Черни Подписное

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить стабильность работы устр-ва на переходных режимах. Устр-во содержит главный пусковой клапан 1, соединенный трубопроводом 2 с источником 3 сжатого воздуха, а пусковой магистралью 4 с рабочими полостями 5 пусковых клапанов 6. С управляющими полостями 1.1 последних связан воздухораспределитель 8, подключенный к магистрали 4. Сервомотор 12 двустороннего действия имеет рабочие полости 13-, 14, связанные с управляющей полостью 17 сервомотора 18 регулятора частоты вращения и с линией 19 пневмо- задатчика системы управления. В патрубке 16 расположен регулируемый дроссель 20 одностороннего действия. Трубопровод 2 соединен с управляющей полостью 26 клапана 1 системой трубопроводов и клапанов. При резком переходе с одного режима двигателя на другой происходит дозарядка цилиндра двигателя сжатым воздухом, в результате частота вращения турбины резко возрастет. Давление наддувочного воздуха во впускном коллекторе будет интенсивно возрастать. Увеличится приемистость двигателя. 1 ил. ё сл J5 Ст пмКмамдат - . am nHtanuJuuuin-i / читсистеныам со 4 оо со