Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом

 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для регулирования воздухоснабжения двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение качества переходных процессов и экономия сжатого воздуха. Для достижения цели устройство снабжено датчиком 22 давления, установленным в источнике 6 сжатого воздуха, усилителем 23, источником 24 смещения, третьим и четвертым диодами 25 и 26, а также резистором 27. При увеличении сжатого воздуха в источнике 6 степень открытия запорного органа 4 уменьшается, при уменьшении возрастает, и количество подаваемого воздуха не зависит от давления. Благодаря этому при высоких давлениях обеспечивается экономия сжатого воздуха, а при низких - повышение качества переходных процессов. 1 ил.

COIC 3. СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 02 О 41/10, 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О О (21) 4767323/06

{22) 11.12.89 (46) 15.03.92. Бюл. ¹ 10 (71) Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина (72) А.Н.Борисенко и Ю.Н.Колыбин (53) 621.436-55{088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1460379, кл. F 02 D 23/02, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПОДАЧИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ВОЗДУХА

В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

С ТУРБОНАДДУВОМ (57) Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для регулирования воздухоснабжения двигателей Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для регулирования воздухоснабжения двигателей внутреннего сгорания, в частности дизелей с турбонаддувом.

Известно устройство для регулирования ДВС. содержащее источник сжатого воздуха, подключенный через ресивер, электромагнитный переключатель с запорным клапаном и трубопровод к турбокомпрессору и цилиндрам двигателя, два магнита, установленные на роторе турбокомпрессора и задатчика режима работы и связанный с катушками ийдуктивности, кОторые управляют переводом двух компараторов в нулевое и единичное состояния, что обеспечивает открытие и закрытие сжатого воздуха в двигатель, открывает подачу сжатого воздуха сигнал от резкого перемеще... Ы„„1719687 А1 внутреннего сгорания. Цель изобретения— повышение качества переходных процессов и экономия сжатого воздуха. Для достижения цели устройство снабжено датчиком 22 .давления, установленным в источнике 6 сжатого воздуха, усилителем 23, источником 24 смещения, третьим и четвертым диодами 25 и 26, а также резистором 27. При увеличении сжатого воздуха в источнике 6 степень открытия запорного органа 4 уменьшается, при уменьшении возрастаег, и количество подаваемого воздуха не зависит от давления. Благодаря этому при высоких давлениях обеспечивается зкономия сжатого воздуха. а при низких — повышение качества переходных процессов, 1 ил. ния рычага топливоподачи, а закрывает сигнал, получаемый при достижении частотой — а вращения турбокомпрессора порогового значения. Ъ

Известно также устройство для регулирования ДВС, содержащее турбокомпрессор, источник сжатого воздуха, подключенный к турбокомпрессору через трубопровод, в котором установлен задорный орган, выполненный в виде электродинамического пневмоклапана, два постоянных магнита, установленные на ро- ъ торе турбокомпрессора и задатчике режима работы и связанные с катушками индуктивности, которые управляют первым усилителем (выходной сигнал которого . пропорционален величине нагрузки и вызывает срабатывание запорного органа на.открытие подачи сжатого воздуха, причем

1719687 уровень подачи пропорционален величине нагрузки) и компаратором, который при достижении порогового напряжения на входе, пропорционального частоте вращения турбокомпрессора, вызывает запуск одновибратора, открытие ключа и резкий разряд второго конденсатора, т.е. перекрытие подачи сжатого воздуха.

Данное устройство учитывает зависимость уровня дополнительного воздухоснабжения от величины нагрузки,. что приводит к уменьшению расхода сжатого воздуха. Однако эта зависимость выражается только в измерении положения подвижной части электродинамического пневмоклапана, т,е. степени открытия пневмоклапана в функции изменения нагрузки двигателя, хотя и масса дополнительно подаваемого сжатого воздуха существенно зависит еще и от давления в источнике сжатого воздуха.

Поэтому, если известное устройство построено так, что высокое качество смесеобразования и сгорания достигается при максимальном открытии запорного пневмоклапана и максимальном давлении в источнике сжатого воздуха (при набросе 1007 нагрузки), то при снижении давления в указанном источнике качество смесеобразования и сгорания снижается, вследствие чего ухудшается качество переходных процессов. Если же настройка устройства такова, что при максимальном открытии пневмоклапэна наивысшие техЧико-экономические показатели двигателя достигаются при некотором среднем или минимальном давлении в источнике сжатого воздуха, то в случае высокого давления в последнем имеет место перерасход сжатого воздуха.

Цель изобретения — повышение качества переходных процессов и экономия сжатого воздуха.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Двигатель 1 снабжен турбокомпрессором 2, который через трубопровод 3, запорный орган 4 и ресивер 5 соединен с источником 6 сжатого воздуха. На рычаге 7 управления топливного .насоса установлен постоянный магнит 8. вблизи которого размещена катушка 9 с возможностью взаимодействия с этим магнитом. Магнит 8 и катушка 9 образуют датчик 10 скорости перемещения рычага управления. На роторе турбокомпрессора 2 установлен постоянный магнит 11, вблизи которого установлена, катушка 12 с возможностью взаимодействия с этим магнитом, Магнит

11 и катушка 12 образуют датчик 13 частоты вращения ротора турбокомпрессора.

Первый вывод катушки 9 индуктивности соединен с анодом второго диода 14, катод которого через второй резистор 15 связан с входом интегратора 16 и первым выходом

5 ключевой схемы 17, Первый вывод катушки

12 индуктивности соединен с анодом первого диода 18, катод которого через первый резистор 19 соединен с первым входом компаратора 20 и первым выводом конденсато10 ра 21, Вторые выводы катушек 9 и 12 индуктивности соединены с вторым входом компаратора 20, вторым выводом конденсатора 21 и общей шиной источника питания.

Второй выход ключевой схемы 17 соединен

15 с выходом интегратора 16 и первым выводом обмотки электроуправляемого запорного органа 4, а вход ключевой схемы 17 — с выходом компарэтора 20. В источнике 6 сжатого воздуха установлен датчик 22 дав20 ления, выход которого через четвертый резистор 28 соединен с первым входом суммирующего усилителя 23, второй вход которого через седьмой резистор 29 подключен к источнику 24 смещения. Выход

25 суммирующего усилителя 23 соединен с катодом четвертого диода 25, анод которого соединен с анодом третьего диода 26 и первым выводом третьего резистора 27. Катод третьего диода 26 соединен с вторым отво30 дом обмотки запорного органа 4, а второй вывод третьего резистора 27 — с общей шиной источника питания.

На чертеже изображены также резисторы 30 и 31 и конденсатор 32.

35 Устройство работает следующим образом, При плавном медленном перемещении рычага 7 управления топливного насоса магнит 8 проходит вблизи катушки 9 индуктив40 ности и на ней наводится ЭДС индукции, которая имеет малое значение и не открывает второй диод 14. При резком увеличении подачи топлива указанная ЭДС имеет большую величину, превышающую зону нечувст45 вительности диода 14. В этом случае выходной сигнал датчика 10 скорости перемещения поступает через указанный диод и второй резистор 15 на вход интегратора 16, постоянная интегрирования которого тако50 ва, что имеет место быстрое нарастание отрицательного сигнала íà его выходе. При . этом чем больше величина нагрузки, тем больше выходное напряжение интегратора

16, т.е. величины нагрузки и выходного сиг55 нала узла 16 пропорциональны. По окончании перемещения рычага 7 выходной сигнал датчика 10 скорости становится равным нулю, а напряжение на выходе интегратора 16 — неизменным. Электрический сигнал с выхода датчика 22 давления усиливается

1719687 суммирующим усилителем 23, При постоянном давлении е источнике 6 сжетого еоедуха на выходе этого усилителя действует отрицательное направление, пропорциональное разности фактического и минимально допустимого рабочих давлений в указанном источнике. При постоянной нагрузке.двигателя 1 (в установившемся режиме) выходной сигнал интегратора 16 равен нулю, третий диод 26 закрыт отрицательным выходным напряжением усилителя 23, обмотка запорного органа 4 обесточена— подача сжатого воздуха перекрыта. Наброс нагрузки вызывает появление отрицатель5

15 ного сигнала на выходе интегратора 16, а так как узлы 23 и 16.включены встречно, обмотка запорного органа 4 находится под разностью выходных напряжений этих узлов. Запорный орган 4 с электроуправле20 нием отрабатывает эту разность и открывает подачу сжатого воздуха из источника 6 в двигатель 1. При резком набро- . се нагрузки напряжение на выходе интегратора 16 всегда больше (по абсо- лютной величине) выходного напряжения усилителя 23, что и обеспечивает открытие за пор ного орга на 4.

Напряжение источника 24 смещения равно напряжению, вырабатываемому дэт25 стимом рабочем давлении в источнике 6 сжатого воздуха. При таком давлении выходное напряжение усилителя 23 равно нулю, и при максимальном набросе нагрузки

35 (максимальном выходном напряжении узла

16) напряжение на обмотке запорного органа 4 максимально, соответственно, подача доп ол нител ьного воздуха максимальна.

При набросах частичных нагрузок подача

40 дополнительного воздуха соответственно уменьшается.

По мере роста энергии выходных газов двигателей 1, вызванного увеличением подачи топлива и воздуха, частота вращения турбокомпрессора 2 возрастает, в результате возрастает выходной сигнал датчика 13 частоты вращения. При достижении этим сигналом заданного порогового уровня срабатывает компаратор 20 и на

50 его выходе устанавливается сигнал логической единицы. Этот сигнал поступает на вход ключевой схемы 17, которая срабатывает и замыкает цепь между своими первым и вторым выходными зажимами, В

55 результате этого интегратор 16 сбрасывается в нулевое состояние, его выходной сигнал становится равным нулю, что приводит к обесточиванию обмотки запорного органа 4, Следствием этого является полное перекрытие подачи сжатого воздучиком 22 давления при максимально допу- 30 ха из источника б в цилиндр, Двигатель 1 переходит е устаноеившийся режим работы.

При высоких частотах вращения турбокомпрессора 2 на выходе компаратора 20 присутствует сигнал логической единицы, который поддерживает ключевую схему 17 во включенном состоянии (ее первый и выходной зажимы замкнуты между собой). В этом случае напряжение на выходе интегратора 16 поддерживается на нулевом уровне.

Встречное включение выходных цепей узлов 16 и 23 по отношению к обмотке запорного органа 4 обеспечивает зависимость степени открытия органа 4 от величины набрасываемой мощности и превышения фактическим давлением в источнике 6 минимально допустимого его уровня. При увеличении давления сжатого воздуха в источнике 6 степень открытия запорного органа 4 уменьшается и, значит, уменьшается масса подаваемого воздуха, вследствие чего достигается зкономия сжатого воздуха по сравнению с прототипом. При уменьшении же давления в источнике 6 сжатого воздуха выходное напряжение усилителя 23 уменьшается (по абсолютной величине), напряжение на обмотке запорного органа 4 возрастает и степень его открытия увеличивается; в результате чего количество подаВаеМого дополнительного сжатого воздуха сохраняется таким же, как и при.высоких давлениях, и качество смесеобразования и сгорания остается высоким. Это обеспечивает повышение качества переходных процессов по сравнению с прототипом, где при снижении давления в источнике сжатого воздуха смесеобразование ухудшается и вызывает снижение индикаторного КПД двигателя.

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает повышение качества переходных процессов и экономию сжатого воздуха, Формула изобретения

Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом, содержащее датчик скорости перемещения рычага управления топливного насоса в виде катушки индуктивности, размещенной с возможностью взаимодействия с магнитом, установленным нэ рычаге, датчике частоты вращения ротора турбокомпрессора в виде катушки индуктивности. размещенной с возможностью взаимодействия с магнитом, установленным на роторе, электроуправляемый запорный клапан, два диода, два ре1719687

Составитель А.Борисенко

Редактор Л.Веселовская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 754 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул. Гагарина, 101 зистора, конденсатор, интегратор, компаратор и ключевую схему, причем первый вывод катушки индуктивности датчика скорости соединен с анодом первого диода, катод которого через первый резистор соединен с 5 входом интегратора и первым выходом ключевой схемы, первый выход катушки индуктивности датчика частоты вращения соединен с анодом второго диода, катод которого через второй резистор соединен с 10 первым входом компаратора и первым выводом конденсатора, вторые выводы катушек индуктивности соединены с вторым входом компаратора, вторым выводом конденсатора, а также общей шиной источника 15 питания, второй выход. ключевой схемы со-. единен с выходом интегратора и первым выводом обмотки электроуправляемого запорного клапана, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества переход- 20 ных процессов и экономии сжатого воздуха, устройство снабжено датчиком давления, суммирующим усилителем, источником смещения, третьим и четвертым диодами и третьим резистором, причем выход компаратора соединен с входом ключевой схемы, выход датчика давления соединен с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого. соединен с выходом суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с выходом источника смещения, выход суммирующего усилителя соединен с катодом третьего диода, анод которого соединен с первым выводом третьего резистора и анодом. четвертого диода, катод четвертого диода соединен с вторым выводом обмотки электроуправляемого запорного клапана, а второй вывод третьего резистора соединен с общей шиной источника питания..

Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматическому управлению дизелями и позволяет повысить быстродействие системы

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить точность дозирования дополнительного воздуха путем согласования его подачи с частотой вращения ротора турбокомпрессора

Изобретение относится к системам регулирования воздухоснабжения дизеля

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет улучшить приемистость и предотвратить переобогащение топливной смеси на переходных режимах

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к корректорам топливоподачи регуляторов частоты вращения дизелей тра:нспортного назначения, и позволяет повысить точность корректирования топливоподачи

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить экономичность силовой установки

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания и позволяет повысить надежность работы устройства для подачи воздуха в двигатель с турбокомпрессором

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для повышения эффективных показателей двигателя путем согласования подачи воздуха и газа с режимами работы двигателя

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам регуляторов частоты вращения вала дизель-генераторов, и предназначено для применения в качестве источника переменного электрического тока для обеспечения трех номинальных режимов работы, повышения эффективности преодоления пиковых нагрузок, снижения материалоемкости и себестоимости энергоустановки

Изобретение относится к системам регулирования двигателя с наддувом

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к устройствам для управления режимом работы двигателя внутреннего сгорания с наддувом

Изобретение относится к устройству управления (УУД) для работающего на газообразном топливе двигателя внутреннего сгорания и, в частности, относится к УУД для работающего на газообразном топливе двигателя в искровым зажиганием, преобразованного из поршневого дизельного двигателя с турбокомпрессором

Изобретение относится к области автоматического регулирования двигателей внутреннего сгорания
Наверх