Система регулирования топливоподачи дизеля с турбонаддувом

 

Изобретение позволяет повысить точность корректирования топливоподачи. Под действием т-ры отработавших газов в термопаре создается разность потенциалов, которая подается на электронный блок. При превышении величины напряжения порогового значения , соответствующего критической т-ре выпускных газов, блок срабатывает и подает напряжение на нагревательньй элемент 15, который передает тепло термочувствительному элементу 14. В результате нагрева последний перемещает стакан 19, в который ввернута регулирующая игла 17. Игла перемещается и отрывает дросселирующее отверстие 15, выполненное во втулке 16. В результате воздух стравливается в атмосферу. Шток, связанны с мембраной , разделяющей пневмокорректор на две полости, перемещается в сторону уменьшения топливоподачи. При частоте вращения ротора турбокомпрессора выше допустимой, что является причиной разрушения лопаток последнего, предусмотрен датчик частоты вращения, который соединен с электронным блоком . В этом случае происходит коррекция подачи топлива как в зависимости от т-ры вьшускных газов, так и от частоты вращения ротора турбокомпрессора одновременно. При перегреве элемента 14 игла 17 своим торцом воздействует на датчик перемещения и происходит своевременное отключение элемента 16. 6 з.п. ф-лы, 7 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (1) 4 F 02 D 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4134209/25-06 (22) 30.07.86 (46) 23.04.88. Бюл. № 15 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.И. Бутов, В.Я. Ласюченко, Б.А. Нароглазов, В.А. Горшков, П.M. Фарафонтов, С.И. Кавьяров и В.Ф. 1екмезов (53) 621.43-545(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 914791, кл. F 02 D 23/02, 1980. (54) СИСТЕИА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОПЛИВОНОДАЧИ ДИЗЕЛЯ С ТУРБОНАДДУВОМ (57) Изобретение позволяет повысить точность корректирования топливоподачи. Под действием т-ры отработавших газов в термопаре создается разность потенциалов, которая подается на электронный блок. При превышении величины напряжения порогового значения, соответствующего критической т-ре выпускных газов, блок срабатывает и подает напряжение на нагревательный элемент 15, который передает тепло термочувствительному элементу 14.

В результате нагрева последний перемещает стакан 19, в который ввернута регулирующая игла 17. Игла перемещается и отрывает дросселирующее отверстие 15, выполненное во втулке 16.

В результате воздух стравливаетс.я в атмосферу. Иток, связанный с мембраной, разделяющей пневмокорректор на две полости, перемещается в сторону уменьыения топливоподачи. При частоте вращения ротора турбокомпрессора выше допустимой, что является причиной разрушения лопаток последнего, предусмотрен датчик частоты вращения, который соединен с электронным блоком, В этом случае происходит коррекция подачи топлива как в зависимости от т-ры выпускных газов, так и от частоты вращения ротора турбокомпрес— сора одновременно. При перегреве элемента 14 игла 17 своим торцом воз— действует на датчик перемещения и происходит своевременное отключение элемента 16. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

1390406

Изобретение относится к области регулирования двигателей внутреннего сгорания, в частности к системам регулирования топливоподачи дизелей с турбонаддувом.

Целью изобретения является повышение точности корректирования топливоподачи.

На фиг.1 изображена система регу- 1О лирования топливоподачи дизеля с турбонаддувом; на фиг.2 — запорный орган; на фиг,3 — разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 — система регулирования с дополнительным датчиком частоты вра- 15 щения ротора турбокомпрессора диэеля; на фиг.5 — вариант выполнения запорного органа с дополнительным датчиком перемещения регулирующей иглы в виде однопредельного контактного 20 преобразователя; на фиг.6 — то же, в виде фотоэлектрического преобразователя; на фиг.7 — то же, в виде индуктивного преобразователя.

Система регулирования топливоподачи дизеля с турбонаддувом содержит датчик контролируемого параметра, например термопару 1, установленную в выпускном трубопроводе двигателя

2, электронный блок 3 управления, 30 связанный электрической цепью с термопарой 1 и запорным органом 4, установленным на крышке пневмокорректора 5, со стороны рабочей полости А, которая в свою очередь через дросселируюцее отверстие 6 связана с впускным трубопроводом 7 двигателя.

Пневмокорректор 5 разделен на две полости эластичной мембраной 8, жестко соединенной со штоком 9, в кото- 4р рую со стороны полости 10, связанной через кольцевое отверстие 11 с атмосферой, упирается пружина 12.

Запорный орган 4 системы регулирования (фиг ° 2) состоит из корпуса 45

13, термочувствительного элемента

14, выполненного, например, либо иэ металла с большим коэффициентом линейного расширения, охватывающего нагревательный элемент (например све- 5

50 ча накаливания и т.д.) 15, либо из пакета плотно прижатых друг к другу биметаллических шайб, также охватывающих нагревательный элемент, втулки

16 с дроссельным отверстием Б и по55 лостью С, регулирующей иглы 17 со стопорной гайкой 18.

Игла 17 посредством резьбы установлена в стакане 19, который входит своей цилиндрической частью в отверстие, выполненное в торце термочувствительного элемента 14. Стакан 19 прижат к торцу термочувствительного элемента 14 пружиной 20, зафиксированной стопорным кольцом 21 и пружинным кольцом 22.

Стакан 19, пружина 20, стопорное кольцо 21 и пружинное кольцо 22 позволяют исключить влияние колебаний температуры окружающей среды на точность корректирования подачи топлива, т.е. в совокупности представляют компенсатор колебаний температуры окружающей среды.

Нагревательный 15 и термочувствительный 14 элементы зафиксированы в корпусе 13 эажимной гайкой 23.

Втулка 16 входит в отверстие термочувствительного элемента, выполненное перпендикулярно его оси. Причем диаметр отверстия в термочувствительном элементе 14 больше, чем диаметр втулки 16. Система управления дополнительно снабжена датчиком 24 частоты вращения ротора турбокомпрессора

25, состоящего из турбины 26 и компрессора 27, связанных между собой валом 28 (фиг.4).

На корпусе 13 запорного органа выполнены ребра 29 охлаждения (фиг,3).

Кроме того, для исключения случаев засорения дросселирующего отверстия

6, связываюцего рабочую полость А пневмокорректора с впускным трубопроводом 7, перед ним установлен водомаслоотделитель 30.

Система управления дополнительно снабжена также датчиком перемещения регулирующей иглы 17, который установлен в корпусе 13 запорного органа и соединен с электронным блоком 3 управления. Датчик перемещения может быть выполнен в виде однопредельного контактного преобразователя 31 с контактами 32 и 33, взаимодействующими с торцовой частью регулировочной иглы 17 (фиг.5), в виде фотоприемника

34 и источника 35 света, образующих фотоэлектрический датчик (фиг.6), или в виде катушки 36 индуктивности с перемещающимся внутри нее сердечником 37,жестко соединенным с иглой

17 (фиг. 7).

Система регулирования топливоподачи дизеля с турбонаддувом работает следующим образом, 1390406

В случае разрежения окружающего воздуха (Р„) одновременно происходит уменьшение давления (Р„) во впускном трубопроводе 7, рабочей полости А и

5 полости 10 (фиг. 1), В результате этого мембрана 8 и шток 9 останутся в неподвижном положении, Следовательно, количество подаваемого в цилиндры воздуха уменьшается, а количество подаваемого топлива остается постоянным. Это приводит к уменьшению коэффициента избытка воздуха и вызывает увеличение температуры отработавших газов. 5

Под действием температуры отработавших газов в термопаре 1 создается разность потенциалов, которая через соединительные провода подводится к электронному блоку 3. Как только величина напряжения превысит некоторое пороговое значение, соответствующее критической температуре выпускных газов, срабатывает электронный блок 25

3 и подает напряжение на нагревательньп элемент 15, который передает тепло термочувствительному элементу 14.

В результате нагрева термочувствительный элемент 14 удлиняется, его торец начинает перемещать стакан 19, в который ввернута регулирующая игла 17.

Игла 17 отходит вправо и открывает дросселируюцее отверстие Б, выполненное во втулке 16. В результате этого

3 воздух из полости А (фиг.1) устремляется в полость В регулятора через отверстие Б и полость С во втулке

16, стравливается в атмосферу ° Давление в рабочей полости А падает, по скольку она связана с впускным трубопроводом 7 через дросселирующее отверстие 6 (фиг.1), и мембрана 8 под действием пружины 12 и атмосферного давления перемещается вверх, увлекая 45 за собой шток 9, в сторону уменьшения топливоподачи, увеличивая тем самым коэффициент избытка воздуха, что, в свою очередь, приводит к снижению температуры отработавших газов.

1 50

Тепловая напряженность цилиндропоршневой группы и турбокомпрессора уменьшается, следовательно, эффектинность защиты дизеля возрастает.

Как только температура отработавших газов станет ниже критической, электронный блок 3 автоматически обесточит запорный орган 4, термочувствительньп элемент 14, охлаждаясь, будет укорачиваться и через некоторое время игла 17 запрет стравливающее отверстие Б и откроет его вновь, когда температура отработавших газов превысит критическую величину.

Для увеличения точности регулирования используется электронньп блок

3 с пропорциональным регулированием, при котором величина тока, подаваемого на нагревательньп элемент, пропорциональна температуре выпускных газов, что вызывает пропорциональное перемещение иглы. Поэтому площадь проходного отверстия Б также пропорциональна температуре выпускных газов. В результате этого обеспечивастся практически постоянная величина коэффициента избытка воздуха в условиях высокогорья и, следовательно, с целью исключения механических повреждений регулирующей иглы 17 она посредством резьбы установлена в стакане 19 и подпружинена пружиной 20.

Это позволяет при охлаждении запорного органа ниже некоторой температуры, при которой происходила его настройка, компенсировать перемещение влево термочувствительного элемента

14, При этом стакан 19 с иглой 17, не имея жесткой связи с термочувствительным элементом 14, остается с одинаковым усилием поджат к втулке 16.

В случаях работы двигателя на режиме номинальной мощности при достаточном разрежении окружающего воздуха температура отработавших газов может и не превышать критического значения, а частота вращения ротора турбокомпрессора 25 при этом может оказаться выше допустимой, что является причиной разрушения лопаток турбокомпрессора 25, В этом случае в системе регулчрования предусмотрен датчик 24 частоты вращения турбокомпрессора, которьп соединен с электронным блоком

3 управления. Как только частота вращения ротора турбокомпрессора превысит некоторое пороговое значение, электронный блок 3 срабатывает и по-. дает напряжение на запорный орган 4.

В результате этого происходит ограничение подачи топлива и уменьшение частоты вращения ротора турбокомпрессора. В этом случае происходит коррекция подачи топлива как в зависимости от температуры выпускных газон, так и от частоты вращения ротора турбокомпрессора одновременно, что зна1390406 чительно повышает эффективность системы.

Для повышения надежности работы системы регулирования топливоподачи в корпусе 13 запорного органа установлен датчик перемещения регулирующей иглы 17, который также соединен с электронным блоком 3 управления.

1О

При перегреве термочувствительного элемента 14 игла 17 своим торцом воздействует на датчик перемещения и происходит своевременное отключение нагревательного элемента 15.

Формула изобретения

1. Система регулирования топливоподачи дизеля с турбонаддувом, содер- 20 жащая пневмокорректор, выполненный в виде корпуса с установленной внутри . него подпружиненной мембраной, кинематически связанной с рычагом управления топливоподачей и образующей с 25 корпусом рабочую полость, которая через одно из двух ртверстий сообщена с впускным трубопроводом дизеля, а через другое соединена с атмосферой при помощи канала с запорным органом, 30 соединенным с выходом электронного блока управления, вход которого связан с датчиком контролируемого параметра, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности кор35 ректирования топливоподачи, запорный орган выполнен в виде корпуса с размещенными в нем стаканом, подпружиненной регулирующей иглой, стопорным и пружинным кольцами, термочувстви- 4О тельным элементом, охватывающим нагревательный элемент, который соединен с выходом электронного блока, расположенной перпендикулярно продольной оси термочувствительного элемента втулкой, полость которой сообщена с атмосферой, причем отверстие, сообщающее рабочую полость пневмокорректора с атмосферой, выполнено во втулке с возможностью взаимодействия с ним регулирующей иглы, установленной при помощи резьбового соединения в стакане и снабженной стопорной гайкой, в корпусе выполнена кольцевая проточка, в которой установлено пружинное кольцо, а пружина иглы размещена между торцом стакана и стопорным кольцом.

2, Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что на внешней стороне корпуса запорного органа выполнены ребра охлаждения.

3. Система по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабжена датчиком перемещения регулирующей иглы, установленным в корпусе запорного органа и соединенным с электронным блоком управления.

4. Система по пп.1-3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что датчик перемещения регулирующей иглы выполнен в виде однопредельного контактного преобразователя.

5. Система по пп.1-3, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что датчик перемещения регулирующей иглы выполнен фотоэлектрическим в виде источника света и фотоприемника.

6. Система по пп.1-3, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, чТо датчик перемещения регулирующей иглы выполнен в виде катушки индуктивности с пере мещающимся внутри нее сердечником, жестко связанным с иглой.

7. Система по пп.1 и 2, о т л ичающая с я тем, что она допол,нительно снабжена соединенным с входом электронного блока управления датчиком частоты вращения ротора турбокомпрессора дизеля.

1390А06

I 390406

1 390406

Составитель В. Забегалин

Техред к.Кравчук Корректор С, Шекмар

Редактор В. Бугренкова

Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1751/36

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у . р л. П оектная, 4