Способ работы дизеля Советский патент 1979 года по МПК F02B37/12 

1

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам работы двигателей внутреннего сгорания, например, дизелей.с газотурбинным поддевом, и предназначено для использования преимущественно на транспортных средствах, например на магистральных и маневровых тепловозах, длительное время эксплуатируЮЩ.ИХСЯ на переходных режимах.

У форсированных дизелей с газотурбинным наддувом неудовлетворительно протекают переходные процессы. При увеличении нагрузки на дизель наблюдается резкое уменьшение коэффициента избытка воздуха, что вызывает повышение тепловой напряженности ряда узлов и деталей, увеличение расхода топлива, масла, а также дымный выхлоп.

Известны способы работы дизеля, заключающиеся во всасывании воздуха из промежуточной емкости, сообщенной с нагнетателем внешнего сжатия, подаче этого воздуха при помощи турбокомпрессора в цилиндры и подаче в них топлива 1. Нагнетатель работает со сжатием воздуха на всех режимах работы дизеля. При увеличении подачи топлива в цилиндры дизеля частота вращения нагнетателя возрастает пропорционально частоте вращения дизеля, а поскольку нагнетатель выполнен объемным,

его производительность также возрастает пропорционально частоте вращения. Вследствие этого частота вращения вала нагнетателя не возрастает пока обороты дизеля не начнут возрастать и подача воздуха не увеличится, а во время набросов нагрузки дизель работает с недостаточной подачей воздуха. Кроме того, постоянная работа приводного нагнетателя со сжатием снижает механический КПД дизеля.

Известны также способы работы дизеля, преимущественно тепловозного, при котором промежуточная емкость сообщена и с нагнетателем и с атмосферой 2. При запуске и на малых нагрузках емкость сообщена с нагнетателем, а при работе с номинальной и близких к ней нагрузках - с атмосферой. Механический КПД двигателя при таком способе работы выше, но на переходных режимах темп роста подачи воздуха также отстает от темпа увеличения подачи топлива.

Цель изобретения - улучшение воздухоснабжения на переходных режимах.

Для достижения этого при работе дизеля с постоянной подачей топлива емкость одновременно сообщают с атмосферой и с нагнетателем внешнего сжатия, а в процессе увеличения подачи топлива емкость сообщают с нагнетателем внешнего сжатия и разобщают с атмосферой. На фиг. 1 представлена принципиальная схема системы воздухоснабжения дизеля, позволяющая реализовать описываемый способ; на фиг. 2 - один из вариантов выполнения схемы, также позволяющей реализовать описываемый способ. Нагнетатель 1 внешнего сжатия через промежуточную емкость 2 сообщен с всасывающим отверстием турбокомпрессора 3, подключенного к цилиндрам 4 дизеля, снабженным органами подачи в них топлива (на чертежах не показаны). Промежуточная емкость сообщена с атмосферой либо при помощи поворотных заслонок 5, установленных в ее стенках на осях 6 (см. фиг. 1), либо при помощи обводного трубопровода 7, в котором размещена поворотная заслонка 8 (см. фиг. 2). Обводной трубопровод может быть соединен с воздухозаборным патрубком 9 нагнетателя внешнего сжатия. При установившемся режиме заслонки 5 сообщают промежуточную емкость с атмосферой. Давление воздуха перед турбокомпрессором 3 равно атмосферному, и нагнетатель 1 внешнего сжатия в этом случае работает в холостом режиме, т. е. на его привод тратится незначительная доля мощности дизеля, практически равная мощности механических потерь нагнетателя. В случае увеличения (наброса) нагрузки, например при переключении рукоятки контролера тепловозного дизеля на более высокую позицию, заслонки 5 занимают горизонтальное положение тем самым создается противодавление на выходе нагнетателя 1. Воздух, пройдя нагнетатель 1, подается через промежуточную емкость к турбокомпрессору с повышенным давлением. При выполнении системы с обводным трубопроводом 7 (см. фиг. 2) в случае наброса нагрузки заслонка 8 перекрывает его сечение и воздух проходит через нагнетатель 1 к турбокомпрессору .3, т. е. реализуется двухступенчатая схема наддува дизеля. Таким образом, на установившемся режиме (с постоянной подачей топлива) наддув осуществляется по одноступенчатой схеме, а при набросах нагрузки (увеличении подачи топлива) происходит переключение на двухступенчатый наддув, в результате чего улучшается воздухоснабжение и сокращается длительность переходного процесса. Формула изобретения Способ работы дизеля, например тепловозного, путем всасывания воздуха из промежуточной емкости, сообщенной с атмосферой и с нагнетателем внешнего сжатия, подачи этого воздуха при помощи турбокомпрессора в цилиндры и подачи в них топлива, отличающийся тем, что, с целью улучшения воздухоснабжения на переходных режимах, при работе дизеля с постоянной подачей топлива емкость одновременно сообщают с автосферой и с нагнетателем внешнего сжатия, а в процессе увеличения подачи топлива емкость сообщают с нагнетателем и разобщают с атмосферой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Bauman G. Leistungssteigeng von Zweitant - Motoren mit Abgasturboaufladen. MTZ, 1954, № 8. 2.Струнге Б. И. и др. Конструкции зарубежных тепловозных и судовых двигателей. М., Машгиз, 1961, фиг. 203.