Силовая установка

 

! :A8 К.з

ОП ИСАНИ-"Е-

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено28.01.75 (21) 2100905/25-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) Ч. Кл. -

F02 D 23/02

F02 В 37/00

Госудврстввниый комитет

СССР оо делам изобретвиий и открытий

Опубликовано 25.08.79. Бюллетень Л" 31

Дата опубликования описания 30.08.79 (53) УД К 621. 43. .052 (088,8) А. С. Эпштейн, В. В, Погребняк, В. П. Тернопол,Е. Г. Заславский, В. H. Соболь, В. Н. Зайончковский, Н. К. Шокотов, В. 1. Канторова, С. И. Тараканов и Е. В. Мал|отин (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СИЛОВАЯ УСТАНОВ КА

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для регулирования наддува силовых установок с двигателями внутреннего сгорания.

Известны силовые установки, содержащие двигатель внутреннего сгорания, соединенный с потребителем нагрузки, турбокомпрессор и вспомогательный мотор, соединенный с последним и снабженный регулятором оборотов, к исполнительному механизму которого подключен блок задания, связанный с датчиками параметров наддувочного воздуха, числа оборотов и положения органа дозирования подачи топлива (1).

При изменении любого из параметров, контролируемых датчиками, вырабатываемый соответствующим датчиком сигнал поступает в блок задания и регулятор оборотов вспомогательного мотора через исполнительный механизм изменяет скорость вращения вала последнего и соответственно число оборотов трубокомпрессора и развиваемое последним давление наддува, устанавливая соответствие между количеством воздуха и топлива, подаваемых в двигатель.

То есть, известные устройства путем изменения воздухоснабжения обеспечивают заданную зависимость между коэффициентом избытка воздуха сс и режимов работы двигателя, соответствуюшую максимальным

5 значениям индикаторного КПД „, на установившихся режимах работы.

Однако для транспортных силовых установок установившиеся режимы работы составляют лишь часть эксплуатационных ю

О режимов

Другая, существенная часть режимов приходится на переходные режимы. Поэтому в известных установках согласование коэффициента а. с режимом работы двигателя осушествляется лишь на ограниченном чис15 ле режимов.

Цель изобретения — улучшение воздухоснабжения двигателя на переходных режимах.

Для этого потребитель нагрузки снабжен датчиком изменения нагрузки по времени, подсоединенным к исполнительному механизму регулятора оборотов вспомогательного мотора.

681204

На фиг. 1 дана принципиальная схема предлагаемой силовой установки; на фиг. 2— график зависимости между положением органа позирования hp и часовым расходом топлива Br, вводимой в блок задания; на фиг. 3 — график зависимости индикаторного КПД q; двигателя от коэффициента избытка воздуха б. и от числа оборотов двигателя и, также вводимой в блок задания.

1(илиндры 1 двигателя 2 внутреннего сгорания, в частности дизеля, посредством выпускных патрубков 3 соединены с выпускным коллектором 4. Выпускной коллектор 4 переходным патрубком 5 связан с турбокомпрессором 6, который соединен с электрическим вспомогательным мотором 7.

Двигатель 2 соединен с генератором 8, являющимся потребителем нагрузки. На двигателе установлен регулятор 9 частоты вращения, задание которой осуществляется от позиционера (контроллера) 10. На воздушном ресивере 11 двигателя, по которому воздух из турбокомпрессора 6 поступает к цилиндрам 1, установлены измерители параметров наддувочного воздуха: измеритель (датчик)12 давления наддувочного воздуха Рв и измеритель (датчик)13 температуры наддувочного воздуха tg. Эти датчики 12 и 13 измеряют мгновенные значения параметров наддувочного воздуха и ввиде электрических величин подают их на соответствующие им входы делителя 14. Выход делителя 14 характеризует мгновенное значение весового заряда воздуха G< и связан с первым входом делителя 15. На второй вход делителя 15 поступает ввиде электрического сигнала мгновенное значение цикловой подачи топлива (ц . Для этого на двигателе 2 установлен измеритель частоты вращения коленвала (датчик числа оборотов) 16, связанный с входом функционального преобразователя 17. Второй вход функционального преобразователя 17 связан с регулятором 9 частоты вращения, последний осуществляет свои функции путем изменения положения органа дозирования подачи топлива на величину hp и поэтому выполняет роль датчика положения органа дозирования подачи топлива.

В преобразователь 17 заложена в математической форме характеристика топливного насоса данного конкретного двигателя B r =

Выход делителя 15, сигнал которого характеризует мгновенное действительное значение коэффициента избытка воздуха с ц на

LlHK 5 ц

Са где Lp — теоретически необходимое коли5 чество воздуха на сгорание), соединен с первым входом блока 18 сравнения.

Второй вход блока 18 сравнения соединен с выходом блока 19 задания. Выход из блока 19 задания характеризует оптимальное значение коэффициента избытка воздуха Ю „, при котором индикаторный

КПД двигателя имеет максимальное значение, в соответствии с приведенной на фиг. 3 зависимостью „от и и d..

Для этого в память блока 19 задания заложена характеристика двигателя

f(n, б.), определяющая для каждого скоростного режима двигателя значение коэффициента избытка воздуха о(„. Вход блока задания соединен с контроллером (позиционером) !О. Выход из блока 18 сравнения через диод 20 соединен соответствующим входом триггера 21, выход которого через исполнительный механизм регулятора 22 оборотов управляет подачей электроэнергии от источника 23 питания к электрическому вспомогательному мотору, управляющему разгоном турбокомпрессора, 6.

На генераторе 8 установлен датчик 24 эо производной от нагрузки по времени фЕ, d л/н л подсоединенный через триггер 21 к регулятору 22 оборотов и соответственно включенному в него исполнительному механизму.

При работе предлагаемой силовой установки, представляющей собой дизель-генератор, на любом установившемся режиме, задаваемом положением рукоятки контроллера (позиционера) 10, регулятор 9 частоты вращения выводит (держит) орган позирования подачи топлива на соответствую о шее этому режиму положение. Из регулятоа 9 непрерывно поступает сигнал на вход ф нкционального преобразователя !7,. Э

17. Этот сигнал характеризует мгновенное значе ние по

1ожения органа дозирования. На второй

17 вход функционального преобразователя от измерителя 16 частоты вращения непрерывно поступает сигнал, характеризующий мгновенное значение оборотов коленвала двигателя. Выходной сигнал из функционального преобразователя 7, характеризующий цикловУю подачУ топлива с1 ц, постУпает на вход делителя 15. На другой вход делителя 15 поступает мгновенное значение весового заряда воздуха G к моменту начала сжатия. Для этого, измерители параметров наддувочного воздуха — датчики 12 и 13 соответственно давления и температуры непрерывно измеряют параметры наддувочного воздуха и ввиде электрических величин подают их на соответствующие входы делителя 14.

Выходной сигнал из делителя 14, характеризующий мгновенные значения G а =

= f(), поступает на второй вход делителя 15. Выходной сигнал из делителя 15, представляющий собой мгновенное значение коэффициента избытка воздуха ц в каждый момент времени a u, — — (т. ), поступает на вход блока 18 сравнения. На второй вход блока 18 сравнения поступает сигнал из блока 19 задания. Этот сигнал представ ляет собой величину, пропорциональную оптимальному значению коэффициента избытка воздуха, при котором индикаторный КПД двигателя имеет максимальное значение. В блоке !8 сравнения сравниваются фактическое значение коэффициента из. бытка воздуха aL. и оптимальное с . Если ,<„ = то выходной сигнал из блока 18 сравнения через диод 20 не поступает.

Полярность диода 20 установлена так, что он пропускает сигналы, когда фактическое значение а ц меньше заданной величины а . Этот сигнал поступает на триггер 21.

Итак, в случае, если ац =- a«, то из блока 18 сравнения сигнал рассогласования через диод 20 поступает на триггер 21. Выходной сигнал из триггера 21 поступает на регулятор 22, который через свой исполнительный механизм включает подачу электроэнергии из источника 23 питания к вспомогательному мотору 7 турбокомпрессора и одновременно регулирует ее параметры в соответствии с требуемым значением и Оп . Этот мотор сообщает крутящий момент дополнительно к моменту, развиваемому газовой турбиной. Турбокомпрессор начинает интенсивно разгоняться до тех пор, пока выходной сигнал из блока сравнения не будет равен нулю, после чего разгон прекратится и установится постоянная скорость вращения, обеспечивающая оптимальные значение ао .

При изменении внешней нагрузки, вследствие переключения рукоятки контроллера (позиционера) 10, датчик 24 производной нагрузки по времени "N"/d7. посылает сигнал на триггер 21, который через регуля681204 тор 22 и его исполнительный механизм открывает подвод тока из источника 23 питания к мотору 7, обеспечивая максимальный его разгон. Это обеспечивает разгон турбокомпрессора 6 по импульсу от нагрузки раньше, чем блок 18 сравнения «почувствует» несоответствие а ц и а . Установление же требуемой скорости вращения турбокомпрессора осуществляется блоком 18 сравнения описанным выше способом, когда сигнал рассогласования из последнего будет

1о равен нулю.

Для исключения звонкового режима работы разгонного устройства при управляющем воздействии от датчика изменения нагрузки по времени, может быть он соединен с триггером 21 через R — С цепочку, удер15 живающую триггер во включенном состоянии в течение времени, пропорциональном производной от величины нагрузки по времени.

Формула изобретения

Силовая установка, преимущественно дизель-генератор, содержащая двигатель внутреннего сгорания, соединенный с потребителем нагрузки, турбокомпрессор наддува и вспомогательный мотор, соединенный с последним и снабженный регулятором оборотов, к исполнительному механизму которого подключен блок задания, связанный зо с датчиками параметров наддувочного воздуха, числа оборотов и положения органа дозирования подачи топлива, отличающаяся тем, что, с цепью улучшения воздухоснабжения двигателя на переходных режимах, потребитель нагрузки снабжен датчиком изменения нагрузки по времени, подсоединенным к исполнительному механизму регулятора оборотов вспомогательного мотора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

40 1. Патент Франции № 2183337, кл. F02 D 33/00, опублик. 1978.

681204 Do3 ìèí

775

7,У7 бГ7

Й2

Редактор Л. Гребенникова

Заказ 5057/32

11 12 5 ц yS g 7 1 )9 гв г г2 гЗ г4

ФЬ.л

Составитель М. Файн

Техред О. Луговая Корректор М. Селехман

Тираж 628 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4)5

Филиал П П П а Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

512

47+

437