Способ работы двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F02B37/00 

Изобретение относится к двига- телестроению и позволяет повысить экономичность двигателя на частич ных нагрузках и переходных режимах. Выходы датчиков (д) 4,5 и 6 соответственно нагрузки двигателя, частоты вращения коленчатого вала и т-ры атмосферного воздуха связаны через электронный блок 7 управления режимом работы и исполнительный механизм 3 с газораспределительным органом (го) 2. Выходы топливного насоса 1 I. 11 высокого давления и пневмотермо- корректора .12, подключенного к насосу, подключены к дополнительным входам ГО. Одновременное срабатьша- ние пневмотермокорректора и перепускного воздушного клапана 8, установленного в обводном воздухопроводе 9, связывающим впускной ресивер с атмосферой, обеспечивает синхронное увеличение подачи. В ГО происходит разделение газового потока на два: обводной - минуя турбину, в глушитель 10 и основной - через турбину. По результатам Д 4 и 6 корректируют подачу топлива в цилиндры, по результатам Д 5 определяют ускорение коленчатого вала и по его значению корректируют перепуск отработавших гадов. По результатам Д 6 корректируют заданные значения частоты вращения и мощности. Всасывание воздуха в впускной ресивер осуществл5пот по разности между давлением в впускном ресивере И атмосферным давлением. 1 ил. thncaSomafujae гази ifi (Л jL 4 00 СП to ч }

,1,

, 8оз из атмосферы

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестро- ениго, в частности к системам наддува двигателей.

Цель изобретения - повышение экономичности двигателя на частичных нагрузках и переходных режимах.

На чертеже изображен двигатель внутреннего сгорания, общий вид.

Двигатель внутреннего сгорания содержит турбокомпрессор I , впус:кной ресивер (не показан), подключенн1зш к турбдкомпрессору 1 и объединяющий цилиндры двигателя, вьтускной коллектор (не показан), подключенный к турбине через газораспределительньй орган 2, вьтолненныйв виде отдельного конструктивного элемента, исполнительный механизм 3 (вьшолненный, например, в виде гидроцилиндра, пнав- моцилиндра или электромагнита),управляющий газораспределительным органом 2,датчик 4 нагрузки двигателя, датчи 5 частоты вращения коленчатого в.ала, датчик 6 температуры атмосферного воздухауаэлектронный блок 7 управления режимом работы, вьтолненный на баз1. логических элементов,автоматически|;т перепускной воздушный клапан 8, установ ленный в обводном воздухопроводе 9, связывающим впускной ресивер с атмосферой ,глушитель 1 О,подключенный к выходам турбины и газораспределигель .него органа 2, топливный насос . 11 высокого давления и пневмотермокоррек- тор 12, подключенный к топливному насосу 1 1 ,

Конструкция га зорасп редел ител:ьно- го органа 2 предусматривает разделе- ние газового потока от выпускного колектора двигателя на два, обводной - минуя турбину - 3 глушитель 10 и ос- нрвной - через турбину, Проходное сечение основного канала остаетс.я постоянным при любых положениях газораспределительного органа 2„

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим способом.

В период запуска двигателя и последующей работы на холостом ходу и частичных нагрузках газораспределительный орган 2 частично направляет отработавшие газы из выпускного коллектора непосредственно в глушит(.ль 10, минуя турбину. Для устранения возможного воздушного голодания двгателя из-за инерционности ротора турбокомпрессора 1 в период пуск.з

S

0

5

п с

0

5

0

5

или резкого увеличения нагрузки подача воздуха во впускной ресивер осуществляется из атмосферы через автоматический перепускной воздушный клапан 8 по обводному воздухопроводу 9.

Клапан 8 открывается под действием разности давлений между впускным ресивером, где создается разрежение, и атмосферой. В процессе работы двигателя сигналы с датчика 4 нагрузки, датчика 5 частоты вращения коленчатого вала и датчика 6 температуры атмосферного воздуха постоянно поступают в блок 7 управления, где происходит сравнение показателей от датчиков 4 и 5 с заданными значениями. При достижении двигателем полной нагрузки на данном скоростном режиме. блок 7 управления вьщает управляющий сигнал на исполнительный механизм 3 и газораспределительный орган 2 направляет весь поток отработавших газов через турбину. Частота вращения ротора турбокомпрессора 1, работавшего ранее в горячем режш 5е, повышается, возрастает давление нагнетаемого воздуха, в результате чего автоматический перепускной воздушный клапан -8 закрывается. Одновременно срабатьгоает пнев - мотермокорректор 12 топливного насоса 11, обеспечивая синхронное увеличение подачи топлива в цилиндры. Мощность двигателя увеличивается.

С уменьшением мощности двигателя до 70-75% от номинальной и увеличением частоты вращения коленчатого вала электронньй блок 7 производит вычисление углового ускорения коленчатого вала и подает сигнал на исполнительный механизм 3, которьш обеспечивает возвращение газораспределительного органа 2 в исходное положение, осуществляя перепуск отработавших газов мимо турбины. При этом турбокомпрессор вновь переводится в горячий режим, давление наддува падает, а пневмотермо корректором 1 2 ограничивается подача топливным насосом 1 топлива в цнгсиндры двигателя.

С понижением температуры атмосферного воздуха (вследствие увеличения его плотности) увеличивается весовой заряд воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Это позволяет при синхронном увеличении цикловой подачи топлива с помощью пневмотермокоррект

тора 12 получить большую мощность без турбокомпрессора, поэтому потребность во включении турбокомпрессора возникает при более высокой нагрузке на двигатель. При отклонении температуры атмосферного воздуха от стандартной по сигналу поступающему от датчика 6 температуры атмосферного воздуха, в блоке 7 управления осуществляется коррекция заданных значений частоты вращения коленчатого вала и нагрузки, с которыми сравниваются сигналы от датчиков 4 и 5.

Таким образом, предлагаемый способ работы двигателя внутреннего сгорания позволяет повысить его эксплуатационные показатели на частичных нагрузках и переходных режимах с учетом нагрузки, частоты вращения коленчатого вала и температуры атмосферного воздуха.

Формула

изо

р е т а н и я

Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем нагнетания воздуха компрессором во впускной ресивер, подачи воздуха из ресивера в цилиндры, подачи в них топлива, выпуска отработавших газов из цилиндров в турбину, передачи мощности

турбины ня привод компрессора, измерения частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя, передачи результатов измерения в блок управления, сравнения их в бло ке с заданными значениями и подачи управляющих сигналов на перепуск отработавших газов мимо турбины в атмосферу и всасьшания воздуха в ресивер из атмосферы в обход компрессора при значениях результатов измерений меньше заданных значений, отличающийся тем, что, с целью

повышения экономичности двигателя на частичных нагрузках и переходных режимах, дополнительно измеряют температуру атмосферного воздуха и давление во впускном ресивере, по результатам измерения давления и температуры корре.стируют подачу топлива в цилиндры, по результатам измерения частоты вращения определяют ускорение коленчатого вала и по его .

значению корректируют перепуск отработавших газов, а по результатам измерения температуры корректируют заданные значения частоты вращения и мощности, и всасывание воздуха во

впускной ресивер осуществляют по

разности между давлением во впускном ресивере и атмосферным давлением.