Система регулирования для дизеля с турбонагнетателем и камерой сгорания Советский патент 1981 года по МПК F02D37/00 

(54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ДИЗЕЛЯ С ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЕМ И КАМЕРОЙ СГОРАНИЯ Изобретение относится к машиностроению , а именно к регулированию дизелей с турбонаддувом. Известны системы регулирования для дизелей с турбонагнетателем и камерой сгорания. В этих системах предусматривается подача воздуха и топлива в камеру сгорания для получения необходимых параметров во впускном коллекторе при минимальной частоте вращения вала турбонагнетателя jjll. Недостатками известных систем являются ограничение области их применения процессом запуска дизеля, в то время, как важнейшими для регулирования являются режимы холостого кода, частичных номинальной нагрузок и постоянного крутящего момента. Известны системы регулирования для дизеля с турбонагнетателем и камерой сгорания, установленной в обводной трубе и соединенной с топтшвным насосом, содержащая датчик температуры выхлопных газов, связанный с регулирующим ор ганом топливного насоса, и датчик оборотов дизеля. Система регулирования предназначена для того, чтобы в определенном скорост ном диапазоне обеспечивать независимый от частоты вращения дизеля постоянный расход воздуха через компрессор И. , Однако известные системы регулирования не обладают необходимой гибкостью в фермироаании и реализации необходимой экономичной внешней характеристики. Регулирование температуры газов перед турбиной даже в узком диапазоне, является процессом сложным и трудно осуществимым ввиду значительной неравномерности поля температуры газов (до 150 С) и его нерегулярности перед тур биной, существенных динамических погрей, ностей приборов измерения температуры и их плохой надежности. Кроме того, система не исполняет фyнKff ции регулирования соотношения весового количества топлива и воздуха, подаваемых в камеру сгорания. Неудачно осуществпение регулирования расхода воздуха Е камеру сгорания в зависимости от частоты вращения дизеля, поскольку дизегь обладает саморегулированием в потреблении воздуха. Цепь изобретения обеспечение уско;рения запуска дизеля и повышение его прие мистости, Для достижения цели турбонагнетатель снабжен датчиком частоты вращения, соединенным через усилитель с регулирую щим органом топливного насоса и клапаном. Кроме того, усилитель снабжен органом задания. При этом, к органу задания подкпю,чен датчик оборотов дизеля. На чертеже изображена схема системы Схема регулирования содержит регулирующий орган 1 топливного насоса 2 камеры 3 сгорания, связанный с датчиком частоты вращения 4, турбонагнетеггепя 5 при помощи усилителя 6. Управляемый клапан 7 в обводной трубе 8 перед камерой 3 сгорания также связан с датчиком частоты вращения 4 посредством уси лителя 6. Контур обратной связи 9 связывает датчик 10 оборотов дизеля 11с усилителем 6 и содержит орган 12 задания. Датчик 13 температуры, выполненный, например, в виде термопары, установлен в магистрали 14 турбины 15 и соединен с регулирующим органом 1 .Дат чик 4 установлен в корпусе нагнетателя 1 6, В качестве датчиков частоты вращения турбокомпрессора и оборотов дизеля используют индукционные или пневматичесУ кие тахометры. Орган задания представляет собой задатчики пневматического ил электрического типа с блоком программ, а- усилитель - элеютрогидравлического типа с работоспособностью, достаточной для перемещения воздушного клапана и регулирующего органа топливного насоса камеры сгорания. Система работает следующим образом При пуске системы наддува, образован ной турбонагнетателем 5, камерой 3 сгорания и обводной трубой 8 с магистралью 14, который предшествует пуску дизеля , камера 3 сгорания и турбонагнета тель 5 запускаются специальным пуско- вым устройством (не показан). Орган 12 з даниЯ выводитгурбонагнегагель 5 на заданную частоту вращения его вала. При этом сигнал, исходящий из органа 12 за дания частоты вращения вала турбонагнетателя 5, сравниваетсй в усилителе 6 с 8 64 сигналом 4 частоты вращения, пропорциональным действительной частоте вращения вала. Там же сигнал рассогласования усиливается и подается на сервомеханизмы регулирующего органа 1 и клапана 7, устанавливая их исполнительные элементы в положение, при котором расходы топлива и воздуха через камеру увеличиваются, что позволяет увеличить i на выходе из камеры 3 сгорания температуру и расход газов до величай,достаточных для разгона вала турбонагнетателя 5 до заданной частоты вращения, при кото-рой степень сжатия воздуха в нагнетателе увеличивается, а температура воздуха соответствует условиям самовоспламенения топлива в цилиндрах дизеля 11. После пуска дизеля и его прогрева на реншме холостого хода, с помощью органа 12 задания контур регулирования через исполнительные механизмы регулирук щего органа 1 и клапана 7 устанавливает минимально необходимые, для доддержа-ния камеры сгорания в состоянии горячего резерва расходы топлива и воздуха, а турбонагнетатель 5 уже работает на энергии выхлопных газов дизеля 11. При работе на частичных .нагрузках, при необходимости иметь больщий крутя.щий момент на валу дизеля при известном характере изменения нагрузки, через орган 12 задания и контур регулирования частоты вращения вала турбонагнетателя 5 задается режим работы системы наддува с больщей производительностью нагнетате-. ля 16 за счет увеличения расхода, топлива я воздуха через камеру 3 сгорания. Лишь при увеличении температуры газов в магистрали 14 турбины 15 сверх допустимых по условиям термической прочности деталей турбины 15, датчик 13 температуры подает сигнал на регулирующий орган 1 с целью умекьщения расхода топлива и ограничения температуры независимо от величины сигнала, вырабатываемого контуром регулирования. Известно, ЧТО при уменьщении оборотов дизеля, вызванном увеличением нагрузки, например, расход газов через турбину уменьшается и соответственно уменьшается частота вращения вала турбонагнетателя и расход воздуха через нагнетатель, Датчик 10 оборотов дизеля 11 связан с органом 12 задания. При уменьшении оборотов дизеля 11 уменьшаются расход газов через турбину 15 и частота вращения вала турбонагнетателя 5. Датчик 1О оборотов отмечает падение частоты вращения дизеля, а датчик 4 падение часттоты вращения вала турбонагнетателя. Датчик 10 через орган 12 задания подает сигнап задания в усилитель 6, где он сравнивается с сиг налом датчика 4 и где усиливается сигнал рассогласования, поступающий затем на сервомеханизмы регулирующего органа 1 и клапана 7, увеличивая расход топлива и воздуха в камеру 3 сгорания. Суммарный расход и температура газов в газовпускной магистрали 14 увеличиваются, что при водит к увеличению частоты вращения вала турбонагнетателя 5 расхода воздуха через нагнетатель 16. Таким образом, дизель получает возмож ностъ при уменьшенной частоте вращения коленчатого вала сжигать бопыие топлива, развивать больший крутящий момент и улучшить приемистость. формула изобретения . 1. Система регулирования для дизепя с турбонагнетателем и камерой сгорания, установленной в обводной трубе и соединенной с топливным насос ж1| содержащая датчик температуры выхлопных газов, связанный с регулирующим органом топливного насоса, управляемый клапан, установленный в обводной трубе, и датчик оборатов дизеля, отличающаяся тем, что, с целью ускорения запуска дизеля и повышения его приемистости, турбонагнетатель снабжен датчиком частоты вращения, соединенным через усилитель с регулирующим органе топливного насоса и клапаном. 2.Система по п. 1,отличак щ а я с я тем, что, усилитель снабжен органом задания. 3.Система по п. 2, о т л и ч а а я с я тем, что к гану задания подключен датчик оборхэтов дизеля. Источники информаш1и, принятые во Ю1имание при экспертизе 1.Патент Франшш № 2О87095, кл, F02 В 37/ОО, опублик. 1971. 2.Патеет США № 3163984, кл. 60-11, опублик. 1965 (прототип).