Система регулирования температуры наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания

Система регулирования температуры наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ , содержащая установленный во впускном трубопроводе двигателя теплообменник , подключенный к газовыхлопной магистрали через байпасный канал, заслонку , установленную во впускном отверстии байпасного канала, и датчики давления и температуры воздуха во впускном трубопроводе , связанные через исполнительный орган с заслонкой, отличаю1 {аяся том, что, с целью повышения эффективности путем согласования темнсратуры наддувочного воздуха с нагрузкой двигателя, она дополнительно снабжена газовым эжектором и вспомогательным волду.ховнускным патрубком с органом его перекрытия, причем газовый эжектор подключен своим пассивным соплом к выходному отверстию байпасного канала, а активное сопло эжектора выполнено в виде участка газовыхлонной магистрали, вспомогательный воздуховпускной патрубок подсоединен к байпасному каналу между заслонкой и теплообменником, а орган перекрытия патрубка сблокирован с заслонкой. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что датчики давления и температуры выполнены в виде тензометрического измерителя (Л и терморезистора соответственно.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1112135

А з(0 Е 02 В 29/04; Г 01 Р 5/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

il

ИЗОБРЕТЕНИЯ /" ..

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г ч

ОПИСАНИЕ (21) 3555185/25- 06 (22) 23.02.83 (46) 07.09.84. Бюл. № 33 (72) В. А. Коровин, Е. П. Гусев, A. И. Мысик, М. Х. Абелян и Н. В. Выставкин (53) 621.43.052-713 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 461237, кл. F 01 P 7/10, 1975. (54) (57) 1. СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая установленный во впускном трубопроводе двигателя теплообменник, подключенный к газовыхлопной магистрали через байпасный канал, заслонку, установленную во впускном отверстии байпасного канала, и датчики давления и температуры воздуха во впускном трубопроводе, связанные через исполнительный орган с заслонкой, отлнчпю цпяся тем, что, с целью повыгнения эффективности путем согласования температуры наддувочного воздуха с нагрузкой двигателя, она дополнительно снабжена газовым эжектором и вспомогательным воздуховнускным патрубком с органом его перекрытия, причем газовый эжектор подключен своим пассивным соплом к выходному отверстию байпасного канала, а активное сопло эжектора выполнено в виде участка газовыхлопной магистрали, вспомогательный воздуховпускной патрубок подсоединен к байпасному каналу между заслонкой и теплообменником, а орган перекрытия патрубка сблокирован с заслонкой.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, IT0 датиики даалеиии и температуры иыппл- ф иены в виде тензометрического измерителя и терморезистора соответственно.

1112135

Изобретение отн<>СIITcsf к чя шиш>стро(иин), 3 иченно h яви!;)телес(роенин>, в чястНО(ТИ К V(TP<>IICTII > СИСT(Vl ОХЛЯЖЛ(Ни)1 НЯЛ3vBoB0чноГ>) Во !лу хз яви Г31ел il В>!vTp(пнего сгорания с испол»зованиеч энергии BllXJl0f! НЫ Х Г Я >Он ЛЛЯ !!ОЛ(1 I И OХ 1 3 ЖЛЯ Ю!Ц(I O

5 возлухя.

Известны системы регулирования течнеРЗТУPI>t !13ЛЛ>>1)0 (НОГО 803flVXЗ 3ВИГЯТЕЛЯ

ВНУтРЕllflPf о СГОРЯНИЯ, СОЛЕРжзн!ИЕ УСтя>;ОВленный Во впускном трубоцр<)воле лвигате- 10 ля тенл<н>6ченник, нолключеннь>й к гaзо. выхлопной х(апнтр(>ли через 6яйня(ный канал, зяс.ни>ку, устянонленнуlA вг, в»ускн<>ч отверсти!. Г>(11 1!!ясного кзняля, и лятчики давления и темнерятуры 803;tóx3 Во Bflvclinoч тру6онрс>в(>ле, с Вя! 3»lit>fc через испол н и (сл>ный орган (заслонкой !1).

В таких cncT(i Bx регулирование температуры наллувочного возлухя осуп!ествля(тся во всем лиянязоне изменения нагрузки на двигатель но закону пропорциональной зависимости. Однако извест>н>, что в лвигателях с иовы!ценным запасом круги(ц(го момента (няярих)ер, В,дизелях с хярякт<.ристикой постоянной могцности! характер распределения оптимальных значений IEчнерятуры наллувочного Воздуха В зависимости 25 от изменения нагрузки сугцествеflito отличается от закона нронорцнональной зянисимости и представляет собой функцию с Bhcтремумом. Такое распределение оптимальных значений темнерзтуры нздлувочно(0 Воздуха обусловлено нео6ходимостью улучнцния экономичности и снижения жесткости работы лвигателей нз чя Tn>títtx нагрузках, H3fIpHMcp, i>tBHt>IIIHx 60--8<>", (), cnniKclftttt if Ih симальных значений. >(!)вления сгорания нри нагрузках, больших укз)янного уровня. В связи с этим регулирование температуры нздлувочного возzyx;I с изменением нагрузки на двигатель в извес>ныi системах осу-! цествляется неоцтимзл»но.

ЦСJfbK) 11306p(T(н ия H 81)l(Test toB»Ill!i. I! H( эфф(ктивности рз6оты системы и двигателя 4р в целом, >(ля достижения цели система регулирования температур»! Н(>ллх воч ногo возлу;а

ЛННГЗТЕЛ и ВIIV ГР(I!Н(>ÃÎ С ГОР НИ Я, COË(P>K I ! цз я усTII)IОBле11!1(>1 и ВО ни \с кнОм Гpi 60II pоволе лви! ятеля теплообченник. Нолклк>чен- 4S ный к газ<>выхлоп>!ой магистрали чере:1 бзйпясный канал. заслонку, усгзновленну!о 80

Впускном 0TII(рстии 6;>йцзсного кянзлз, и латчики давлении и T(чнсрзтуры âîзлухз

Во BfIvcKttoi1 тр>> Г>онрово:(е, связан ныс че50 рез исполнители ный орган с заслонкой, лонолнитель>(о lllff)iK(ня газоны ч эжектором и 8(.Ном< гnт ;II>HI>lit во:>луховнускныil пятрубком с opl яном е о перекрытия, причем

ГJЗОВЫЙ ЭЖE .ВТОР ИО, (K, 1IOЧ(11 СВОИМ НЯССИВным соилом к ныхолн(чу отверстин> байнасН()ГО ка Ня.l;I, 3;IhTI! Нное E Oll.зо эж(> hTOp3 81>!.

Н()ЛН(HO 8 ВНЛ<. У I3i TK3 C>t IOBI>IX.TOIIIIOH гнстра 3Н, BCIIOXIOI IITC.1»nt III 803;ti XOBIIWCKHOH патрубоь Ilo.(соединен к 6яйизсному каналу между заслонкой и тенлообченникоч, а орган пер hp»ITftя и(>трубка < блокирован с

ЗЗСЛОН КОЙ

Кроме того, в системе регулирования лятчики давления и температуры выцолнеIl»l в ниле тензочетрическо(о измер! !Сля и герморезистора соответст зенно.

113 фнг. 1 прелставленя схеча системы реf ули рова ния темперятуры наллувочного воздуха; п3 фиг. 2 — латчик давления.

CHcTeit f регулирования содержит нагнетзтель I с возлухонанорным натрубком 2, впускной трубопровод 3 лвигателя 4 внутреннего сг(,рания, теплообменник 5, газовыхлопную магистраль 6, 6айпзсный канал

7, заслонку 8, латчики 9 и if! соответственно давления и температуры воздуха во впуск>юм Tp)îoïðOBoëå 3, исполнительный орган

11 регулирования тенлоо6мена, газовый эжектор 12 и вспомогательный воздуxoBпускной иатрубок I:> с органом 14 е.о перекрытия

ТеплооГ>ченник 5 vcTBH(>Bлен во внхскном тру6опроволе 3 и полключсн к газовыхлопной магистрали 6 через бя)!Насный канал 7.

Заслонка 8 установлена BO Внускноч отвер стии 15 63йнз(ного кан,fë3 7 .Чат>ики 9 и

lO связаны через испо.>интел»ный орган l с ззсл<>иной 8. R газон>,!хлонно>1 магистрали 6 установлена туpf>nli3 16 приводя нзгнетятеля .

Г3зов»>й э и(ктор 12 полклн>ч n своим нзссn Bfff,lit с<н! 10it 17 к вы холноч у отверсгию !8 6зйпясного x3>l;I.an 7, я активное сопло 19 эжекторя !2 Выполнено в виде

i«3cTK3 гязовыхлопной магистра.lH Вспомогательный возлуховпускной пягру6ок 13 подсоединен к 6яйпзсночу каналу 7 между з;>сл<н!кой 8 .1 т ll,f00C)ì(ffíèêîit 5. а орган

14 нер(крытия !1,> Гру Г>кя 13 сблокнрован с заслонкой 8.,1;«чики 9 и lf! давления и

T(viIIIcрзтуры Вынолн Ifhl в виле тензочетричевкого измерителя и терморезистора соотВетств(нно.

УcTBHOI>.<енный во впускном трубонроволе 3 лагчик 9 давления снабжен тензорезистором 2<>, установленным ня пластине

21, и лияфрягчон 22, полсоели! енной через шток 23 к чластине. Исполни>ельный орган

Il подсоединен к датчикам 9 и !П через нреобра «>83Teль 24, снабженный обмоткой

25 и и<»;мзльH<) замкнутыми контактами 26.

В бзйпзсном канале 7 после теилообменникя 5 выполнено отверстие 27 с органом 28 его перекрытия, подключенным к исполни тельному орг3lfi .! l.

Систех<я регулирования рзГ>отает следую(ци.ч образом.

OTp:If>oTaBf»fte газы из двигателя 4 поступаю Г и г f308»tx.TOfln) lo магистраль 6 и раскручивзк)т турбину 16, которая приводит Во вря!цение нзгнетатель l. Воздух через воздухонапорный пзтрубок 2 поступает во в!!ускно!1 трубопровод 3 и теплообменник 5. В нослелнеч oc)töåñTBëÿåòñÿ либо

1!12185 охлаждение, либо подогрев наллувоч ноп> возлуха в зависимости от нагру )ки lBH! 3теля по закону, опрелеляемому настройкой системы регулирования, и, в частности, преобразователя 24 и исполнительного органа

11 регулирования теплообменя. В преобразователе 24 формируется выхолной сигнал, который получается в резульчдте алгебраического сложения двух сигналов, вырабатываемых датчиками 9 и 10, и является функцией нагрузки на двигатель и температуры окружающего возлу»я. Посредством нормально замкнутых контактов 26 преобразователя 24 производится включение и выклн>пение исполнительного органа 11, а через него — заслонки 8 и органов 14 и

28 перекрытия, .в резу.)ьтате чего регулируется теплообмен и температура ндллувочного возлуха.

Активное сопло !0 (дицюго эжекторя 12 осу(цествляет подсо«! из пя««и нного сопля

17 и выхолного отверстия 18 бдйпясного канала 7! либо отработавших гд loR, по Tóè3ющи» из впу скного отверстия 15, либо воздуха из патрубкя 1,3 и отверстия 27, либо смеси воздуха и газов в зави(ичости от (и>ложения зд«лонки 8 и органов !4 и 28 перекрытия. !1ри неизменном лявлении налдува температура в<>злухд на впу«ке поллерживается на зялан(п>м » ровне регулирования. При отклонении от заляннои температуры в сторону у в«личения «опротивление терморезисторд 13 (чика 10 T(чпс.рятуры! возрастает. В свя(и с этим напряжение на обмотке 25 преобразователя 24 повып(ается.

При превышении темп pBT) ðoé регулируемого значения выхолной сигнал преобразователя 24 становится Лостато IHII»I Лля размыкания контактов 26. Последние разчыкаются, исполнительный орган ! регулирования теплообчена переводит заслонку 8 и органы 14 и 28 перекрытия в положение, при котором возлуховпускной патрубок

I3 открывается, а газы из турбины 16 направляются по гязовыхлопнои чагистрали 6 в эжектор 12. Пр<>ходя(цие через эжектор

12 газы просасыван)т через нятрубок 13 и теплообменник 5 возлух из окру)(;аю(цей среды. При этом няллувочный воздух, Нроходящий через чеплообменник 5, охлаждается.

С понижением течпературы надлувочного воздуха на впуске в двигатель сопротивление терморезистора лат шка 10 температуры уменьшается. B результате снижается напряжение на обмотке 25. При уменьшении значе .(ия заданной температуры ниже регулируемой величины выхолнои сигнал преобразователя 24 становится недостаточным для удержания контактов 26 в разомкнутом состоянии. Контакты 26 замыкаются, обеспечивая тем самым питание исполнительного органа 1 регулирования теплообмена. Последний срабатывает, переводя органы 14 и

28 перекрытия и заслонку 8 в положение (фиг, 1, пунктир), при котором воздушный патрубок 13 закрывается, и газы из турбины

16 ндпрдвляк)тся по байпдсночу каналу ( через теплообченник 5 нд выпуск. При эгoM

1(33.(» Bo÷ HI III возлу», про»(>ля через теплообмс>н ни и;>, Ilo lol p(BclpT«H. П олог рс в II poH«" холит To Tt. х пор, нокя температура возлухя на впу«ке в лви(атель 4:>« ндчн«т пр«вы>нять регулируемую вс личину, и< «.ц чего ()IIHTb начинается oxë3æëpll(IE ид злу вочного Boздуха. ! Iри изменении давления няллув<>нного воздуха значение p(I у. пру«мого параметра менястся. 11;I »;) lo«To»< холу и малых нагрузка» лви(дте.>я 4 тенlop« «I«(op 2(), обладая повышенным сollpoTHB.l«м, уменьп>яет падением напряжения (<д обмотке 25. В рсзультяте выходной сигнал преобразователя

24 снижается, и е(о B«E)è>IH,!3 становится нелостаточнои лля рдзмыкдния h<)il актов

26. Рязчь>кани« контактов, а «ле ц>дательно, и изменение положения органов 4 и 28 перекрытия и заслонки 8 произойлет только при повышенном знд и нии температуры наллувочного воздуха. поэтому уровень регулируемой величинM температуры наллувочного возлу»а нд»<дль>х нагрузка и холостом хо,Т» ;1BHlдтеля 4 увеличивя«T«H.

I С повышением давления наддува сопротинлени«тензорезисторд 20 уменьшается, в<. ел«тяпе чего возра«тя«т напряжение нд обмотке 25. В ре (ультдте выходной сигнал преобразователя 24 увеличивается, поэтому размыкание контактов 26 и измсненне положения заслонки 8 и opl;»IoB 14 и 28 перекрытия произойдет при мс HI>III«ì значении температуры ндллувочногс возлухд. Следовательно, с пoвыпl«HHC»I .(() плиния наддува уровень регулируемой величины температуры нд.(лувочгк>(.о в<><лухя снижается.

При л((льнейп>ем увеличении давления наллуBI> (напричер больше 60--80(>/о нагрузки на лн(((.дт«ль 4! сопротивление тензорезистора 20 нд>:,индсч возрастать, что приводит h умень(н(ьик> напряжения на обмотке 25. В результате вь>.<одной сигнал преобразователя 24 снова снижается, а следовательно, уровень р«гiëHðócx(oH величины температуры наллувочн<н о воздуха снова Iloвышается.

Сопротивление тен:lop(зистора 20 изменяется в зависимости ol давления наллува, являющегося ф >нкцией >шгрузки на лвигатель 4 и температуры окружаю(цего воздуха по закону, прелставляюнгему собой функцию с экстремумоч в зоне, соответствующей

60 — 80 /о нагрузки на лвигатель 4. Такое изменение сонротивлс ния обеспечивается тем, что пластина 21 латчикд 9 давления (нагрузки) с закрепленным нд ней тензорезистором 20 имеет наименыную деформацию при нагрузке на двигатель, равной 60—

80%, так как подвижный конец этой пл3стины 21 соединен со штоком 23 диафрагмы

22 в положении ее, соответствуюпсем указанной нагрузке.

Таким образом, применение преллагаемой системы регулирования, в которой в гаI2j35

zZ zZ Z1 го

Составитель В. Козлов

Редактор И. Николайчук Техред И..Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 6059 22 Тираж 523 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

tl в зовыхлопной магистрали установлен газо:-вый эжек1ир, а во впускном трубопроводе раЗмешены датчики давления и температуры, подключенные через преобразователь и исполнительный орган к засл<Аке и органам

6 перекрытия патрубков, позволяет обеспечить оптимальное регулирование температуры наддувочного воздуха с изменением нагрузки на двигатель по закону, представая о нему функцию с экстремумом.