Силовая установка Советский патент 1985 года по МПК F02D23/02 

1 Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а именно к регулированию комбинированных двигателей внутреннего сгорания, Известны силовые установки, содер жащие двигатель внутреннего сгорания, снабженный регулятором скорости с датчиком частоты вращения, тур бокомпрессор, подключенньй к двигателю и снабженный дополнительной ка мерой сгорания, магистраль перепуска сжатого воздуха из ресивера двигателя в дополнительную камеру сгорания, установленный в ней воздушньй клапан, управляемый по величине давления воздуха, магистраль подачи топлива в дополнительную камеру сго рания и установленный в ней топливный клапан, связанный с датчиком давления воздуха и с рейкой топливного насоса, соединенной с регулятором.В известных силовых установках не достигается полной со1ласованности работы двигателя и камеры сгорания при различных коэффициентах избытка воздуха, а также подачи воздуха и топлива в камеру сгорания. Цель изобретения - ускорение запуска двигателя и улучшение его приемистости. Для этого топливый клапан дополнительно связан с датчиком частоты вращения. Кроме того, воздушный клапан снаб жен штоком с выступом, а связи топливного клапана с датчиком давления воздуха, рейкой топливного насоса и датчиком частоты вращения вьщолнены соответственно в виде регулируемой рычажной передачи и сопряжения между выступом штока и суммирующим рычагом кинематически связанным с датчиком частоты вращения и р ейкой топливного насоса, . На чертеже приведена схема силово установки. Силовая установка снабжена клапанным устройством 1, установленным в магистрали 2 перепуска наддувочного воздуха, связывающей компрессор 3 с турбиной 4 турбокомпрессора через дополнительную 5 сгорания, со динённую с двигателем 6 внутреннего сгорания. Клапанное устройство 1 сос тоит из воздушного клапана 7, штока 8, седла клапана 9, опоры 10, 6 пружины 11, гайки 12, фиксирующей положение выступа 13 на штоке 8, Шток 8 связан с сильфоном (датчиком давления наддувочного воздуха) 14, установл,еннь1м в магистрали перепуска. Шток 8 также связан посредством рычага 15 с тягой 16 топливного клапана 17, установленным в магистрали подачи топлива 18 камеры 5 сгорания. Двигатель 6 внутреннего сгорания снабжен регулятором 19 скорости, которьй имеет выходной вал 20 механизма настройки скорости и выходной вал 21, через который передается перемещение штока сервомотора к рейке топливного насоса двигателя (на схеме не показаны), Выходной вал 20 через регулируемую рычажную передачу: рычаг 22 и тягу 23, выходной вал 21 через рычаг 24 и тягу 25. связаны с суммирующим рычагом 26, который, в свою очередь, тягой 27 соединен с ограничительным рычагом 28, свободный конец которого является подвижным упором 29, взаимодействующим с выступом 13 штока 8, Силовая установка работает следующим образом. Перед запуском установки (при неработающем двигателе) включается камера 5 сгорания при помощи пусковой системы зажигания и топливо подачи (на фиг, не показаны) и принудительной подачи воздуха в камеру сгорания либо от постороннего источника, либо от компрессора 3, приводимого электродвигателем. При включенной камере 5 сгорания режим работы силовой установки задается путем воздействия на шток 8, связанньй с воздушным клапаном 7 и топливным клапаном 17, положением которых определяется расход воздуха и топлива в камеру сгорания. Перемещение штока 8 в направлении + приводит к увеличению проходных сечений клапанов 7, 17 и, соответственно, к увеличению расходов воздуха и топлира в камеру 5 сгорания. Располагаемая энергия газов перед турбиной 4 увеличивается, что приводит к переходу компрессора 3 в новую точку рабочей характеристики с более высокой степенью повьшгения давления J/ . Последовательным перемещением штока 8 достигается такой режим топливо- и воздухоподачи, а значит и параметров воздуха за

компрессором, при которых возможен запуск двигателя.

После запуска двигателя, при работе на нефорсажных режимах шток 8 перемещается в сторону -, уменьшая расходы топлива и воздуха через клапаны 7 и 17 до такой степени, чтобы камера 5 сгорания поддерживалась в состоянии горячего резерва. Ограничительный рычаг 28 выключен и не препятствует перемещению штока 8.

В случае, когда необходима форсировка двигателя по мощности, основным элементом определяющим режим работы силовой установки, является датчик 14 давления наддувочного воздуха. При уменьшений давления наддувочного воздуха в магистрали, перепуска 2 клапан 7 перемещается в направлении +, т.е. открытия, под действием упругих сил сильфона 14 и пружины 11, увеличивая расход воздуха в камеру 5 сгорания. Одновременно с перемещением клапана 7, сильфона 14 датчика, штока 8 происходит перемещение тяги 16 и клапана 17 в магистрали 18 подачи топлива, причем тоже.в сторону увеличения расхода топлива в камеру 5 сгорания. Расход газов через турбину 4 увеличивается, что вызывает увеличение давления наддувочного воздуха. По мере увеличения давления наддувочного воздуха сильфон 14 растягивается, его правая, жестко связанная со штоком 8 поверхность смещается вправо -, переме- .щает клапаны 7 и 17 в сторону уменьшения проходных сечений магистрали 2 перепуска и магистрали подачи топлива 18, а, следовательно, и уменьшения расходов воздуха и трпли39926 . 4

ва в камеру 5 сгорания, что приведет к стабилизации давления наддувочного воздуха.

Подбором жесткой пружины 11 и по5 метрических данных сильфона 14 обеспечиваете) регулирование давления наддувочного воздуха.

При уменьшении давления наддувочного воздуха клапаны 7 и 17 переме- . 10 щаются в направлешп + увеличения расходов воздуха и топлица в камеру 5 сгорания.

Выступ 13 штока 8 для гибкого ОГ7 раничения диапазона изменения давлеts ния наддувочного воздуха выполнен

подвижным, для; взаимодействия с рычагами 22, 24, 26, 28 и тягами 23, 25 . . и 27.При уменьщении нагрузки рычаг 24. 20 поворачивается против часовой стрелкк и перемещает ограничительный рычаг 28 и упор 29 в положение, при котором давление наддувочного воздуха не превьппает величины, необходимой 25 для текущего значения мощности двигателя.

При дальнейшем уменьшении нагрузки и частоты вращения рьгчаг 28 увеличит ход штока 8, а.значит и величину давления наддувочного воздуха. В случае, когда частота; вращения больше первоначального значения, рычаг 22 через тягу 23 перемещает суммирующий рычаг 26 так, что упор 29 смещается в сторону уменьшения хода штока 8,

Такое конструктивное исполнение силовой установки позволяет осуществить воздухоподготовку перед пуском двигателя, улучшить условия его ра f5oTH в процессе запуска и повысить крутящий момент на частичных режимах.

СИЛОВАЯ УСТАНОВКА, содержа-г щая двигатель внутреннего сгорания, снабженный регулятором скорости и датчиком частоты вращения, турбокомпрессор, подключенный к двигателю и снабженной дополнительной камерой сгорания, магистраль перепуска сжатого воздуха из ресивера двигателя в допоЛнительн:ую камеру сгораний, установленный в ней воздушный клапан, управляемой по величине давл1ения воздуха, магистраль подачи топлива в дополнительную камеру сгорания и установленный в ней топливный клапан, связанный с датчиком давления воздуха и с рейкой топливного насоса, соединенной с регулятором, от ли чающая с я тем, что, с целью ускорения запуска двигателя и улучшения его приемистости, топливный клапан дополнительно свя-. зан с Датчикём чаетоты вращений. 2. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что воздушный клапан снабжен штоком с выступом, а связи топлй6н6 6 клагтана с датчиком давления воздуха, рейкой тоштивного насоса и с датчиком частоты вращения выполнены соЬтветст1вённЬ (Л в виде регулируемой рычажной передачи и соиря ёШй мё1Щу вы тупом што.ка1 и суммирукяцим рычагом, кинематически связанным с датчиком частоты врай;е1Шя и рейкой топливного насоса.