Способ определения степени загрузки двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАГРУЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ТУРБОНАДЦУВОМ путем измерения давления и частоты вращения коленчатого вала двигателя, о т д .ич а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения определения степени загрузки , измеряют давление наддувочного воздуха, а степень загрузки определяют по следующей зависимости K«JL.РШ где К степень загрузки двигателя Р. давление наддувочного .воздуха; п частота вращения коленчасл того вала двигателя; Р. давление наддувочного воздуха при ,номйнальн загрузке двигателя; н - частота вращения коленчатого вала при номинальной загрузке двигателя. ел X) X) 00 о

(l9) ((1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 4(SI) G 01 Ь 23/22

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О7НРЫТИЙ .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТБУ

М(:"<*iс x 4 I, : ю . май жает ;:д„дц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР (21) 3663938/24-10 (22) 18.11.83 (46) 30.05.85. Бюл, Р 20 (72) В.М. Лившиц, А.А. Моносзон, Л.В. Дролов, А.P. Голштейн и В.Ф. Капканец (71) Сибирский научно-исследовательский институт механизации.и электрификации сельского хозяйства и

Сибирское отделение по автоматизации машинно-тракторных агрегатов

Научно-производственного объединения по тракторостроению (53) 52 1.. 781(088. 8) (56) 1.. Романов Ф.Ф. Использование скорости движения выхлопных газов

s качестве информационного парамет ра загрузки дизельного двигателя.Труды Ленинградского сельхозинститута, т. 373. If., 1979, с. 44-46.

2. Ворваров Л.Н. Метод эамерозагрузки транспортного дизеля с газотурбинным наддувом. — Сборник научных трудов Московского института инженеров сельскохозяйственного производства "Совершенствование сельскохозяйственных тракторов и автомобилей. М., 1979, с. 31-36 (прототип).

1 (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ

ЗАГРУЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ С ТУРБОНАДЦУВОМ путем измерения давления и частоты вращения коленчатого вала двигателя, о т л,ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения определения степени загрузки, измеряют давление наддувочного воздуха, а степень загрузки определяют по следующей зависимости ,Р, .й„

К .,: и

Р„и где К вЂ” степень загрузки двигателя

Р . - давление наддувочного,возК и

pyza

- частота вращения коленчатого вала двигателя; („ — давление наддувочного воздуха при,номинальной загрузке двигателя и„ - частота вращения коленчатого вала при номинальной загрузке двигателя.

Однако в процессе эксплуатации 1 20 температура выхлопных газов достигает 600-700 С. Поэтому для реализации известных способон косвенного определения степени загрузки днигателя внутреннего сгорания требуются сложные устройства, работающие н зоне высоких температур, что затрудняет прйменение указанных способов в условиях эксплуатации.

Цель изобретения — упрощение определения степени загрузки двигателя внутреннего сгорания с турбонадцувом.

Указанная цель достигается тем, что измеряют давление наддуночного воздуха, а степень загрузки определяют по зависимости

К= д

lVlAAHH

Рки

1 11

Изобретение относится к измери" тельной технике и может быть исполь зовано для встроенных систем контроля степени загрузки двигателей внут реннего сгорания с турбонаддувом.

Известен способ косвенного определения степени загрузки дизеля путем использования скорости движения выхлопных газов в качестве информационного параметра Pj..

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения степени загрузки дизеля с турбонаддувом путем измерения среднего давления выхлопных газов и частоты вращения коленчатого вала дизеля, по которым судят о степени загрузки дизеля 2.).

58880 2 ве, так как валы турбины и компрессора жестко связаны друг с другом.

Мощность на валу газовой турбины зависит от энергии ныхлопных газов. Способ оценки степени загрузки известен. Поэтому мощность компрессора является функцией той же энергии. В то же время мощность компрессора определяется весовым

10 секундным расходом и адиабатической работой воздуха, которые можно представить в виде функций от

1 давления наддува. Это,объясняет наличие функциональной зависимости между значениями давления наддувочного воздуха и степенью загрузки двигателя.

Известно, что степень загрузки двигателя определяется по соотношению. где М вЂ” текущее значение крутящего

25 момента двигателя

М„ — значение крутящего момента, Ьн соответствующее номиналь° ной загрузке двигателя.

Текущее значение давления наддувочного воздуха является литейной функцией текущего значения мощности двигателя..

Учитывая это, М,), и И я можно определить следующим образом

К=

Р л км где К вЂ” степень загрузки двигателя;

P — давление наддуночного возК духа; — частота вращения коленчатого вала двигателя", Р— давление наддувочного кн воздуха при номинальной загрузке двигателя и„ вЂ” частота вращения коленчатого вала при номинальной загрузке двигателя.

Наличие функциональной зависимости между давлением надцувбчного воздуха и степенью загрузки двигателя является следствием равенства мощностей турбины и компрессора при свободном газотурбинном надду40 где Р„ — текущее значение давления наддувочного воздуха, Р„„ — давление наддувочного воздуха при.номинальной загрузке двигателя;

45 и — частота вращения коленчатого вала двигателя, n„ — частота вращения коленчатого вала при номинальной загрузке.

5О Тогда степень загрузки К двигателя определяют как (К "н )кн

55 Температура наддувочного ноэдуха не превьппает 300 C,"что приводит к упрощению устройств,- реализующих способ.

1 з 11588

На фиг. 1 приведена экспериментальная зависимость давления наддувочного воздуха от степени загрузки двигателя (линия 1 для числа оборотов коленчатого вала и,, линия 2 для числа оборотов коленчатого вала п, причем и, ) и ), на фиг ° 2 структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство для определения сте- 10 пени загрузки двигателя с турбонад" дувом содержит датчик 1 давления наддувочного воздуха, расположенный во впускном патрубке 2 двигателя 3 после компрессора 4, и датчик 5 час- 13 тоты вращения коленчатого вала 6.

При этом выходы датчиков 1 и 5 соединены с первым и вторым входами блока 7 обработки данных, выход которого соединен с устройством 8 инди- ЙО кации.

Устройство работает следующим образом.

80 4

Нри эксплуатации двигателя с турбонаддувом датчиками 1 и 5 определяются текущие значения давления и частоты вращения коленчатого вала.

Для конкретной конструкции двигателя с турбонаддувом известны значения давления наддувочного воздуха и частоты вращения коленчатого вала, соответствующие номинальной загрузке двигателя.

Степень загрузки определяется по формуле

Р„n„

PkН 11

Для замера давления частоты вращения коленчатого вала двигателя могут быть использованы известные устройства.

Использование предлагаемого способа позволяет упростить конструкцию, приборную реализацию и повысить надежность устройств, реализующих предлагаемый способ.

Составитель А. Зосимов

Редактор Ю. Ковач Техред А.Кнкемеэей . Корректор Е. Рошко

Заказ 3577/42 Тирам 897 Подписное

ВНЙиПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений. и открмтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"., г. Уигород, ул. Проектная, 4