Силовая установка Советский патент 1991 года по МПК F02B37/12 F02D23/02 

о

00

XI со ю со

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к комбинированным силовым установкам, включающим дизель с пониженной степенью сжатия и турбокомпрессорную группу для его наддува.

Цель изобретения - повышение экономичности установки.

На фиг.1 показана схема предлагаемой установки; на фиг.2 - изменение параметров наддува дизеля при изменении частоты вращения дизеля.

Установка содержит дизель 1 с пониженной степенью сжатия, турбокомпрессор

2и дополнительную камеру 3 сгорания. Воз- духонапорный патрубок турбокомпрессора подключен к впускному трубопроводу 4 дизеля. Камера 3 установлена между турбокомпрессором и выхлопным коллектором 5 дизеля и связана с впускным трубопроводом дизеля при помощи обводной трубы 6. На входе в топливный трубопровод камеры

3установлен орган 7 регулирования подачи топлива. Орган распределения потоков воздуха между обводной трубой и впускным тру- бопроводом дизеля выполнен в виде дросселя 8 в обводной трубе и поворотной заслонки 9, установленной в трубопроводе 4,

Заслонка 9 связана с подвижной стенкой 10 и плунжером 11 при помощи привода, выполненного в виде суммирующего рычага 12. Стенка 10 ограничивает воздушную полость, сообщенную с впускным трубопроводом дизеля через воздушный трубопровод 13. К внешней стороне стенки 10 примыкает дополнительный отсек, сообщенный с коллектором 5 при помощи газового трубопровода 14. На участке 15 между органом 7 регулирования подачи топлива и дополнительной камерой сгорания топливный трубопровод выполнен с ответвлением 16 для передачи давления на плунжер 11 гидравлического чувствительного элемента. Штоки 17 и 18 связывают подвижную стенку 10 и плунжер 11 с суммирующим рычагом 12, а с заслонкой 9 этот рычаг связан через тягу 19. Для ограничения угла поворота заслонки предусмотрены два упора 20 и 21.

Установка работает следующим образом.

При работе дизеля 1 на холостом ходу и частичных нагрузках подвижная стенка 10 и плунжер 11 поддерживают поворотную заслонку 9 в положении, обеспечивающем постоянство коэффициента избытка воздуха ОГкам в дополнительной камере сгорания, т.е. обеспечивает надежную ее работу во всем диапазоне рабочих режимов дизеля 1. Поддержание постоянства следует из

рассмотрения равновесия суммирующего рычага 12.

Уравнение равновесия записывается следующим образом:

(Рк-Рт)РгГ11(РТОпл-Ро)Рз-|2. (1)

где Fn и РЗ - площади стенки 10 и плунжера 11 соответственно; И и 12 - плечи рычага 12;

Рк, Рт, Ртопл и Ро - давление во впускном трубопроводе, в выходном коллекторе, в топливном трубопроводе и давление окружающей среды.

Из уравнения (1) следует

Pfc-Pr Ртоп Ро

Ь. Ь. Const

Fn l2

ПОСКОЛЬКУ Рк - PI Свозд И Ртопл - Ро

f, 2 Ьтопл ,

где Свозд - расход воздуха через камеру 3, Стопл - расход топлива через камеру 3, то

Pk - Рт Свозд РТОПЛ РО Стопл

.

На фиг.2 показаны зависимости Рк - Рт и Ртопл от частоты вращения дизеля пдв для

постоянной нагрузки (холостого хода) при полностью открытой поворотной заслонке 9. Указанные зависимости получены расчетным путем по известной методике и подтверждены результатами эксперимента на

лабораторной установке.

В результате проведения экспериментального исследования указанной установки установлено, что надежная работа камеры 3 обеспечивается при Рк-Рт РтоплРО) о,08. Кривая Р„ - Рт 0,08 (РТОпл - Ро) нанесена на фиг.2 штрих-пунктирной линией. Очевидно, что зона I - это зона частот вращения дизеля 1. при которых надо прикрывать дроссельную заслонку 9, чтобы

обеспечить потребное значение акам . : зона II - зона частот вращения дизеля 1, при которых поворотная заслонка 9 может быть открыта полностью.

Поддержание заслонки в одинаково

прикрытом состоянии при работе двигателя с постоянной нагрузкой во всем диапазоне скоростных режимов соответствует зонам Г и II.

В предлагаемой установке стенка 10 и

плунжер 11 прикрывают заслонку 9 только при работе дизеля 1 в поддерживают заслонку 9 полностью открытой при работе дизеля 1 в зоне II. Полностью открытое и максимально прикрытое положение заслонки 9 при этом соответствует расположениям упоров 20 и 21 крайних положений заслонки. Тем самым обеспечивается уменьшение сопротивления во впускном трубопроводе 4, улучшение наполнения дизеля 1 и увеличение его КПД.

В результате проведенного экспериментального исследования лабораторной установки установлено, что снижение сопротивления во впускном трубопроводе на 0,1 кг/см вызывает увеличение эффективного КПД двигателя на 1 %.

Формула изобретения

Силовая установка, содержащая дизель с пониженной степенью сжатия, турбокомпрессор, подсоединенный своим воздухо- напорным патрубком к впускному трубопроводу дизеля, дополнительную камеру сгорания, усановленную между турбокомпрессором и выхлопным коллектором дизеля и связанную с его впускным трубопроводом при помощи обводной трубы, орган регулирования подачи топлива в топлив ный трубопровод дополнительной камерн сгорания орган распределения потоков воз духа между обводной трубой и впускным

трубопроводом дизеля и привод органа распределения в виде суммирующего рычага, связанного с подвижной стенкой воздушной полости, сообщенной с впускным трубопроводом дизеля, и с плунжером

гидравлического чувствительного элемента, сообщенного с топливным трубопроводом дополнительной камеры сгорания, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, орган распределения потоков воздуха выполнен в виде дросселя в обводной трубе и поворотной заслонки во впускном трубопроводе дизеля, причем заслонка установлена между двумя упорами и связана с суммирующим рычагом привода,

а воздушная полость привода выполнена с дополнительным отсеком, примыкающим к внешней стороне подвижной стенки и сообщенным с выхлопным коллектором.

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить экономичность силовой установки. Дизель 1 выполнен с пониженной степенью сжатия. Турбокомпрессор 2 подключен своим создухонапор- ным патрубком к впускному трубопроводу 4 дизеля Дополнительная камера 3 сгорания установлена между турбокомпрессором 2 и выхлопным коллектором 5 дизеля и связана с трубопроводом 4 при помощи обводной трубы 6, в которой установлен дроссель 8. Дросселирующая поворотная заслонка 9 установлена в трубопроводе 4 и связана с суммирующим рычагом 12 привода, через штоки 17 и 18 связанным с плунжером 11 гидравлического чувствительного элемента и с подвижной стенкой 10, которая нагружена разностью давлений воздуха во впускном трубопроводе и газов в выхлопном трубопроводе. Согласование положения заслонки 9 с величиной этих давлений позволяет поддерживать оптимальное значение коэффициента избытка воздуха в дополнительной камере сгорания при минимальном сопротивлении впускного трубопровода. 2 ил. L оо С

mon/i.fop

20

Ю

О

РК-РТ fap.

0,2

0,1