Способ работы двигателя внутреннего сгорания

 

. Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить экономичность и технико-эксплуатационные показатели двигателя на переходных режимах путем снижения инерционности процесса регулирования .ff .вязкости топлива. При работе двигателя топливо из расходной цистерны I подается на подогреватель 3 и в байпасную топливную магистраль 6. В подогревателе топливо подогревается до т-ры на 5-10 с выше заданного для номинального режима уровня при помощи регулирующего уст-ва 5. Через байпас проходит 15-20% топлива, которое охлаждается. Подогреваемый и охлаждаемьй потоки смешиваются в необходимой пропорции, при которой обеспечивается оптимальная вязкость топлива. Последняя устанавливается экстремальным регулятором 8, на который подаются сигналы показателя качества рабочего процесса и температуры топлива на входе в двигатель . Импульсы управления тора 8 подаются на регулируемый смеситель 9. 3 ип. с $ Л 1чр VI О Од О) (paal

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (511 С 05 В 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3714474/25-06 (22) 06.01.84 (46) 15.12.86. Бюл. Ф 46 (7I) Одесский институт инженеров морского флота (72) Л,А.Орлов н С."..Каменский (53) 621.436.038.5(088.8) (56) Ломов Г.Г. и др. Синтез экстремальной системы управления вязкостью топлива главного судового двигателя. — Сб. Вопросы кибернетики.

Вып. 109, Ташкент, 1980, с. 121-125. (54) СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) ° Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить экономичность и технико-эксплуатационные показатели двигателя на переходных режимах путем снижения инерционности процесса регулирования

„„SU„,, 1277066 А1 вязкости топлива. При работе двигателя топливо иэ расходной цистерны I подается на подогреватель 3 и в байпасную топливную магистраль 6. В подогревателе топливо подогревается до т-ры на 5-10 С выше заданного для номинального режима уровня при помощи регулирующего уст-ва 5. Через байпас проходит 15-20Х топлива, которое охлаждается. Подогреваемый и охлаждаемый потоки смешиваются в необходимой пропорции, при которой обеспечивается оптимальная вязкость топлива. Последняя устанавливается экстремальным регулятором

8, на который подаются сигналы показателя качества рабочего процесса и температуры топлива на входе в двигатель. Импульсы управления регулятора 8 подаются на регулируемый смеситель 9. 3 нл.

1?77066

Изобретение относится к автоматическому регулированию работы двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в системах автоматического регулирования вязкасти топлива двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Целью изобретения является повышение топливной экономичности и технико"эксплуатационных показателей работы двигателя на переходных режимах путем снижения инерционности процесса регулирования вязкости топлива, для чего его вязкость, обеспечивающую наиболее качественное сгорание, автоматически изменяют на переходных режимах с минимальным запаздыванием при изменении нагрузки двигателя.

На фиг.1 представлена возможная принципиальная схема устройства для реализации предлагаемого способа, на фиг.2 — блок-схема экстремального регулятора;;;на фиг.3 — график регулировки.

Устройство содержит расходную топливную цистерну 1, топливоподкачивающий насос 2, подогреватель 3 топлива, датчик 4 температуры на выходе из подогревателя 3, регулирующий орган 5 подогревателя 3, байпасную топливную магистраль 6, охла дитель 7 топлива, экстремальный регулятор 8, регулирующий орган-смеситель 9 и регулирующий орган 10 охладителя.

Устройство работает следующим образом.

Топливоподкачивающий насос 2 забирает топливо из расходной цистерны 1 и подает его на подогреватель

3 и в байпасную топливную магистраль

6. В подогревателе 3 топливо подогревается до температуры на 5-10 С выше той, при которой обеспечивается (для данного сорта топлива) вязкость, требуемая для работы двигателя при номинальной нагрузке. (Эта вязкость является минимально необходимой с эксплуатационной точки зрения).. Тем- пература топлива на выходе из подо-. гревателя 3 измеряется датчиком 4 температуры, который воздействует на регулирующий орган 5, изменяющий количество пара, поступающего в по догреватель 3.

Таким образом, два потока топлива — подогретого в подогревателе

55 и имеющего практически ту же температуру, что и в расходной цистерне (без учета тепловых потерь), поступают к регулирующему органу-смесителю 9, где они смешиваются в необходимой пропорции, при которой обеспечивается оптимальная вязкость топлива, соответствующая определенным эксплуатационным условиям работы

ДВС.

Оптимальная вязкость топлива устанавливается экстремальным регулятором 8, который постоянно осуществляет сравнение заданного значения выбранного критерия эффективности рабочего процесса (температуры выхлопных газов) с фактическим. При наличии рассогласования регулятор

8 вырабатывает регулирующее воздействие, передаваемое к регулирующему органу-смесителю 9. 3а счет указанных особенностей устройства длительность процесса регулирования вязкости, значительно снижается (за счвт исключения инерционности подогревателя топлива) и определяется практически только динамическими ха. рактеристиками экстремального регулятора 8 и регулирующего органа-смесителя 9.

Экстремальный регулятор 8 содер-. жит регулируемый объект 1!, чувствительный элемент 12, запоминающее устройство 13, сравнивающее устройство 14 и исполнительный механизм 15.

В типичном для эксплуатации слу чае в расходную цистерну 1 топливо поступает после сепаратора, и при этом его температура оказывается близкой к той, которая обеспечивает требуемую минимальную вязкость.

В этом случае регулирующий органсмеситель 9 работает с большим коэффициентом усиления, при котором не обеспечивается устойчивая работа системы. !

Для предотвращения этого предусмотрена установка. охладителя 7 топлива. При этом. к регулирующему органу — смесителю 9 поступает подогретое и охлажденное топливо, а регулятор-смеситель работает с меньшим коэффициентом усиления. Далее процесс регулирования происходит аналогично указанному.

Оптимальная величина потока охлажденного топлива с точки зрения максимальной технико-эксплуатационной

1277066 эффективности системы охлаждения может быть определена следующим обраэом.

Иэ уравнения теплового баланса

Т (С +С вЂ” )

Т 4 А

G +С G1+G (1) При крайних пределах изменения о температуры охлажденного топлива Т принятых с позиций выбора оптимального соотношения между величиной потока и степенью охлаждения топлива, после подстановки исходных величин, получим:

110 (1+О 455K)

100 — — -- --- — — - К О 20 (1)

1+К 35

110 (1+О 545К)

100 — — — + — К 0 25. (2)

1+К

Таким образом, масса охлажденного топлива может быть принята для указанных условий в пределах 20-257 от массы подогретого топлива., или, что то же, 15-207 от суммарного расхода, топлива на двигатель 16.

Принцип действия экстремаль- . 45 ного регулятора заключается в следующем (фиг.2,3).

В общем случае характеристики регулируемых объектов могут иметь минимум или максимум. Внешняя скорост- 50 ная характеристика дизеля имеет максимум крутящего момента, а нагрузочная характеристик — минимум удельного расхода топлива. В связи с этим были созданы и в настоящее время на- 55 ходят все большее применение

САР, которые сами (автоматически) отыскивают экстремум характеристики о где Т Т . — результирующая темпера- 10

М т тура смеси топлива (здесь и далее, см. обозначения на фиг.l);

Т, и Т вЂ” температура подогретого и охлажденного 15 топлива соответственно;

G и С вЂ” массы подогретого и

5 2 охлажденного топлива соответственно.

Принимая как типичные значения 20

Т М = ТТ = 100 С% T 110 С9 Т

= 50-60 С, при этом G = 1, С = KG,, получим;

Т (1+К - ) о Т„

Т (2) 25

1+K и поддерживают работу регулируемого объекта в режиме экстремума.

Существует несколько способов создания экстремальных регуляторов. Одна из возможных функциональных схем имеет следующий вид (фиг.2).

В таких системах чувствительный элемент измеряет регулируемую величину Y (в данном случае температуру выхлопных газов, однозначно связанную и характеризующую удельный расход топлива). Это значение регулируемой величины с помощью сравнивающего устройства сопоставляется со значением регулируемой величины, зафиксированном в предыдущем замере и находящемся в запоминающем устройстве, Если новое значение регулируемой величины оказывается меньше (или больше) предыдущего., то на исполнительный механизм подается соответствующий сигнал, в результате которого исполнительный механизм вырабатывает воздействие соответствующегo знака, направленное на.устранение рассогласования между предыдущим и текущим значениями регулируемой величины.

Таким образом, система экстремального регулирования автоматически отыскивает экстремум функции и поддерживает режим работы объекта, соответствующий этому экстремуму.

Как видно из фиг.3 при одинаковом отклонении регулируемой величины (g и Т ) (точки А и В) от оптимального зйачения (точка С) в одном случае необходимо увеличить, а в другом уменьшить вязкость топлива. Оптимальное значение вязкости топлива определяется формой камеры сгорания, конструкцией топливной аппаратуры, сортом топлива и рядом других факторов и составляет примерно 2 Е (Энглера).

Формула изобретения

Способ работы двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что при работе двигателя подают топливо иэ расходной цистерны через подогреватель топлива, измеряют по-: казатель качества .абочего процесса двигателя и температуру топлива на входе в двигатель, подают сигналы измеренных параметров на экстремаль77066

Де(Ц

Составитель П.Патрахальцев

Редактор Э.Слиган Техред В.Кадар Корректор М.Самборская

Заказ 6664/40 Тираж 836 Подписное

Bi1K2IH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

5 12 ный регулятор, с помощью которого вырабатывают импульсы управления температурой топлива, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения топливной экономичности и технико-эксплуатационных показателей работы двигателя на переходных режимах путем снижения инерционности процесса регулирования вязкости топлива, измеряют температуру топлива на выходе из подогревателя и поддерживают ее выше заданного для.номинального режима уровня,при помощи регулирующего устройства, байпасируют 20-251 топлива, мимо подогревателя топлива

r охлаждают байпасируемое топливо. до заданного уровня, смешивают нагреваемое и охлаждаемое топлива в регулируемом смесителе, а импульсы уп-. равления экстремального регулято1О ра подают на регулируемый смеситель.