Система наддува двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет повысить эффективность системы наддува и двигателя в целом путем оптимизации разности давления наддува и давления газов в турбокомпрессоре. Система содержит турбокомпрессор 1, сопловой аппарат 2, механизм 3 поворота лопаток , электродвигатель 4, тахогенератор 5, преобразователь 6 разности давлений в электрический сигнал, датчики 7 и 8 давлений, электронньй регулятор 9 давления. Датчик 8 является датчиком давления газов перед турбиной . Датчики 7 и 8 выполнены в виде сильфонов с подвижными стенками 20 и 21, а блок 14 суммирования преобразователя 6 выполнен в виде тяги 22, подключенной к подвижным стенкам 20 и 21 и связанной через ползун 23 с реостатом 24. Регулятор 9 выполнен с дифференциальной цепочкой 25, снабженной конденсатором 26, сопротивлением 27 и усилителем 28. Происходит непрерывное колебание лопаток соплового аппарата в области максимума величины , где РК - Давление наддува в воздухонапорном патрубке 13, Р - давление газов перед турбиной . Это соответствует при данном режиме работы двигателя максимуму (/) отношения з.п. ф-лы, 1 ил. СО О5 00 4 О5 4ib

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1368464 А 1 (51)4 F 02 D 23/00 F 02 В 37 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) CHCTEMA НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить эффективность системы наддува и двигателя в целом путем оптимизации разности давления наддува и давления газов в турбокомпрессоре. Система содержит турбокомпрессор 1, сопловой аппарат 2, механизм 3 поворота лопаток, электродвигатель 4, тахогенератор 5, преобразователь 6 разности

1 б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4036192/25-06 (22) 24.03.86 (46) 23.0-1.88. Бюл. Р 3 (71) Университет дружбы народов. им. Патриса Лумумбы (72) И,А. Барский и Г.В. Орлова (53) 621.43.052(088.8) (56) Крутов В.И., Рыбальченко А,С.

Регулирование турбонаддува ДВС.-М.:

Высшая школа, 1978, рис. 29,с,53-54, давлений в электрический сигнал, датчики 7 и 8 давлений, электронный регулятор 9 давления. Датчик 8 является датчиком давления газов перед турбиной. Датчики 7 и 8 выполнены в виде сильфонов с подвижными стенками 20 и

21, а блок 14 суммирования преобразователя 6 выполнен в виде тяги 22, подключенной к подвижным стенкам 20 и 21 и связанной через ползун 23 с реостатом 24. Регулятор 9 выполнен с дифференциальной цепочкой 25, снабженной конденсатором 26, сопротивлением 27 и усилителем 28. Происходит непрерывное колебание лопаток соплового аппарата в области максимума величины Р„-Р, где P — давление наддува в воздухонапорном патрубке

13, P — давление газов перед турбиной. Это соответствует при данном режиме работы двигателя максимуму отношения Р /P. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1368464

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению,и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с регулируемым сопловым аппаратом турбины турбокомпрессора.

Целью изобретения является повы-!

:шение эффективности системы наддува . и двигателя в целом путем оптимиза-! ! ции разности давления наддува и дав-! ления газов в турбокомпрессоре.

1 .На чертеже приведена схема предлагаемой системы наддува.

Система наддува содержит турбоком- 15 прессор 1 с регулируемым сопловым аппаратом 2, механизм 3 поворота лопаток, электродвигатель 4, тахогенератор 5, преобразователь 6 разности давлений в электрический сигнал,снаб- 20 женный двумя датчиками 7 и 8 давлений, и электронный регулятор 9 давления.

Сопловой аппарат 2 установлен в газовпускной магистрали 10, подсоединенной к двигателю 11, и подключен 25 через кинематическую связь 12 к механизму 3 поворота лопаток, электродвигателю 4 и тахогенератору 5. Один из датчиков преобразователя 6 уста;,новлен в воздухонапорном патрубке 13 д0 ! турбокомпрессора 1 и подсоединен к второму датчику 8 через блок 14 сум.мирования, подключенный к электричес-! ! кой цепи 15. Электронный регулятор 9 давления подсоединен через контакты ! 16 двухпозиционных поляризованных ре35 ле 17 и 18 к тахогенератору 5 и электрической цепи 15 преобразователя 6 разности давлений и связан с обмотками 19 возбуждения электродвигателя 40

4. Второй датчик 8 выпоЛнен в виде датчика давления газов перед турбиной, сообщенного с газовпускной магистралью 10 причем датчики 7 и 8 давления выполнены в виде сильфонов с

45 подвижными стенками 20 и 21, а блок

14 суммирования преобразователя 6 выполнен в виде тяги 22, подключенной к подвижным стенкам 20 и 2 1 сильфонов и связанной через ползун 23 с рео

50 статом 24, установленным в электрической цепи 15 преобразователя 6.

Отработавшие газы из двигателя 11 поступают в газовпускную магистраль

10 турбины турбокомпрессора 1 и раскручивают его. Сжатый в компрессоре воздух подается через воздухонапорный патрубок 13 в ресивер двигателя !1. Для повышения эффективности наддува и КПД двигателя 11 необходимо увеличивать подачу воздуха, что можно обеспечить эа счет повышения разности между давлением наддува P в воздухонапорном патрубке 13 и давлением газов перед турбиной Р в газовпускной магистрали 10, т.е. противодавлением в выпускном коллекторе двигателя 11. Это в данном случае обеспечивается за счет оптимизации разности давлений в датчиках 7 и 8 регулированием соплового аппарата 2 турбины турбокомпрессора 1 с помощью механизма 3 поворота, управляемого электронным регулятором 9 давления, получающим сигнал по электрической цепи 15 от преобразователя 6 разности давлений в электрический сигнал.

Подвижные стенки 20 и 21 сильфонов датчиков 7 и 8 давлений воздействуют на тягу 22 блока 14 суммирования. Перемещение тяги 22 и ползуна 23 реостата 24 пропорционально разности давлений Р -Р . Напряжение

U a цепи 15 преобразователя 6 пропорционально этой разности в виде электрического сигнала подается в усилитель 28 электронного регулятора 9 давления, а затем в дифференциальную цепочку с конденсатором 26 и сопротивлением 27 и с постоянной времени RC. Напряжение U< снимаемое с сопротивления 27, равно где t — время, Напряжение U управляет двухпозиционным реле 17, цепь питания которого управляет двухпозиционным реле

18, получающим напряжение от тахогенератора 5. Напряжение на его зажимах

U,, пропорционально производной от угла а поворота вала тахогенератора

5 по времени

Электронный регулятор 9 давления выполнен с дифференциальной цепочкой

25, снабженной конденсатором 26, сопротивлением 27 и усилителем 28, Система наддува работает следующим образом.

dd

U = К тг

Полярность напряжения на зажимах тахогенератора 5 зависит от направления вращения вала электродвигателя подключенного через кинематическую

13684

Составитель В. Козлов

Техред Л Олейник Корректор М. Максимишинец

Редактор И. Николайчук

Заказ 231/30 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ 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 з связь 12 к механизму 3 поворота лопаток соплового аппарата 2.

Схема, состоящая иэ реле 17 и 18, представляет собой элемент логического действия, работающий следующим .образом.

Пусть система работает по характеристике U =f(e ), стремясь к экстремуму этой функции (e — угол пово1 10 рота лопаток соплового аппарата 2).

При этом напряжение на контуре растет и конденсатор 26 заряжается. Напряжение в точке.б становится выше, чем в точке а. Контакт 16 реле 17 опускается, сигнал поступает на обмотки 19 возбуждения и электродвигатель 4 реверсируется. Это вызывает рост напряжения в контуре, а следовательно, дозарядку конденсатора 26 ( и изменение полярности на сопротивлении 27. Напряжение в точке а становится выше, чем в точке б. Одновременно меняется полярность напряжения на зажимах тахогенератора 5 и контактах 16, реле 18 поднимается. Поэтому электродвигатель 4 не реверсируется, а продолжает работать, увеличивая угол,, величину P P и напряжение U. После прохода максимума Р -П и U напряжение снова падает.

Конденсатор 26 разряжается, напряжение в точке б становится выше, чем в точке а. Контакты 16 реле 1? идут вниз, реверсируя электродвигатель 4.

Таким образом, происходит непрерывное колебание лопаток соплового аппарата 2 в области максимума величины Р„-P, что соответствует при данном режиме работы двигателя макси40 муму отношения Р„/Р . Это приводит к повышению эффективности системы наддува и двигателя в целом.

Формула изобретения

1. Система наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащая турбокомпрессор, у которого регулируемый сопловой аппарат установлен в газовпускной магистрали турбины и подключен через кинематическую связь к механизму поворота лопаток,.электродвигателю и тахогенератору, преобразователь разности давлений в электрический сигнал, снабженный двумя датчиками давления, один из которых устайЬвлен в воздухонапорном патрубке турбокомпрессора и подсоединен к второму датчику давления через блок суммирования, подключенный к электрической цепи, и электронный регулятор давления, подсоединенный через контакты двухпозиционных поляризованных реле к тахогенератору и электрической цепи преобразователя разности давлений и связанный с обмотками возбуждения электродвигателя, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности путем оптимизации разности давления наддува и давления газов, второй датчик -преобразователя выполнен в виде датчика давления газов перед турбиной, причем оба датчика давления выполнены в виде сильфонов с подвижными стенками, а блок суммирования преобразователя выполнен в виде тяги, подключеннной к подвижным стенкам сильфонов и связанной через ползун с реостатом, установленным в электрической цепи .

2. Система по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что электронный регулятор давления выполнен с дифференциальной цепочкой, снабженной конденсатором и сопротивлением.