Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет улучшить эффективные показатели двигателя внутреннего сгорания при работе в высокогорных условиях. Давление отработавших газов двигателя 1 внутреннего сгорания действует на мембрану 21 регулятора 7 параметров наддува. С ней связан шток 22 двухтарельчатого клапана, связывающего воздушную магистраль 17 с впускным трубопроводом 6. Магистраль 17 подключена к рабочей камере 35, ограниченной мембранами 37, одна из которых соединена со штоком 42 привода клапана 11, а другая со штоком 43 электронного блока 16 управления электроприводом вентилятора обдува охладителя 12 наддувочного воздуха. Клапан 11 установлен в канале 10 перепуска газов мимо турбины. В случае увеличения давления отработавших газов повышается давление в камере 24, мембрана смещает клапан с двумя тарелями 23. Одна из них перекрывает жиклер 30, сообщающий камеру 25 с атмосферой, а другая открывает отверстие 31. Сжатый воздух из трубопровода 6 по воздушной магистрали 17 поступает в рабочую камеру 35, заключенную между мембранами 37, и раздвигает их. При этом перемещаются штоки 42 и 43 и изменяется положение клапана 11 перепуска и частота вращения вентилятора 14. Происходит согласование давления наддува и интенсивности охлаждения наддувочного воздуха с режимом работы двигателя. Между мембранами 37 и нагружающими их пружинами 40 установлены анероидные коробки 41. Они позволяют изменить положение клапана 11 и частоту вращения вентилятора при изменении давления окружающей среды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ВйьйЗЭМ3

РЩ(Т;.Д - «,-);1,.,1ЩЯф,. Б 1йО Е . 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4456002/25-06

1 (22) 06.07.88 (46) 07.09.90. Бюл. № ЗЗ (72) В. А. Коровин, А. В. Некрасов, Т. А. Пятничко, А. Н. Зиновьев и А. В. Гук (53) 621.43.057 (088.8) (56) Выложенная заявка ФРГ № 3627686, кл. F 02 В 33/44, опублик. 1987. (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет улучшить эффективные показатели двигателя внутреннего сгорания при работе в высокогорных условиях. Давление отработавших газов двигателя 1 внутреннего сгорания действует на мембрану 21 регулятора 7 параметров наддува. С ней связан шток 22 двухтарельчатого клапана, связывающего воздушную магистраль 17 с впускным трубопроводом 6. Магистраль 17 подключена к рабочей камере 35, ограниченной мембранами 37, одна из которых соединена со штоком 42 привода клапана 11, а другая со штоком 43 электронного блока 16 управ„„Я0„„1590587 А 1 (51)5 F 02 В 37 12 F 02 D 23 02

2 ления электроприводом вентилятора обдува охладителя 12 наддувочного воздуха. Клапан

11 установлен в канале 10 перепуска газов мимо турбины. В случае увеличения давления отработавших газов повышается давление в камере 24, мембрана смещает клапан с двумя тарелями 23. Одна из них перекрывает жиклер 30, сообщающий камеру

25 с атмосферой, а другая открывает отверстие 31. Сжатый воздух из трубопровода

6 по воздушной магистрали 17 поступает в рабочую камеру 35, заключенную между мембранами 37, и раздвигает их. При этом перемещаются штоки 42 и 43 и изменяется положение клапана 11 перепуска и частота вращения вентилятора 14. Происходит согласование давления наддува и интенсивности охлаждения наддувочного воздуха с режимом работы двигателя. Между мембранами 37 и нагружающими их пружинами 40 установлены анероидные коробки

41. Они позволяют изменить положение клапана 11 и частоту вращения вентилятора при изменении давления окружающей среды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1590587

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а конкретно к системам регулирования параметров наддува двигателя внутреннего сгорания.

Цель изобретения — улучшение эффективных показателей двигателя при работе в высокогорных условиях.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого двигателя.

Двигатель 1 внутреннего сгорания содержит турбокомпрессор 2, турбина 3 которого подключена газоприемным патрубком к выпускному трубопроводу 4, а компрессор

5 воздухонапорным патрубком — к впускному трубопроводу 6.

Трубопроводы 4 и 6 связаны с регулятором 7 параметров наддува при помощи газовой магистрали 8 и воздушной магистрали 9.

На трубопроводе 4 размещен канал 10 перепуска отработавших газов мимо турбины и клапан 11 перекрытия этого канала.

В трубопроводе 6 установлен воздуховоздушный охладитель 12 наддувочного воздуха с направляющим кожухом 13, в котором размещен вентилятор 14 с электроприводом 15, причем последний, соединен с электронным блоком 16 управления.

Воздушная магистраль 17 соединяет регулятор 7 параметров наддува с пневматическим приводом 18 клапана 11.

Регулятор 7 формирует управляющий сигнал в виде управляющего (избыточного) давления с учетом давления отработавших газов и давления наддува и содержит корпус 19, крышку 20 корпуса, подвижную мембрану 21, защемленную между крышкой и корпусом, шток 22, жестко связанный с одной стороны с мембраной 21, а с другой с двумя тарелями 23 двухтарельчатого клапана, причем подвижная мембрана 21 делит корпус 19 на подмембранную полость — газовую камеру 24 и надмембранную полость — воздушную камеру 25.

Благодаря этому она выполняет рольдатчика управляющего давления. В воздушной камере 25 размещены пружина 26, корпус 27 управляющих клапанов с перегородкой 28, разделяющей этот корпус на две полости, одна из которых (полость 29) содержит выпускное отверстие, в котором установлен жиклер 30 для сообщения с атмосферой, и впускное отверстие 31, соединяющее эту полость с воздушной камерой 25. Еще одна полость 32 содержит отверстие 33 для сообщения с полостью 29, перекрытое одним из управляющих клапанов, выполняющим функции запорного органа воздушной магистрали, и канал 34, соединяющий эту полость с впускным трубопроводом 6.

Мембрана 21 нагружена со стороны газовой камеры 24 силой давления отработавших газов, а со стороны воздушной камеры 25 — результирующей силой управ50

55 шается, пока мембрана 21 под действием результирующего усилия от этого давления и сжатой пружины 26, преодолевая силу давления газов со стороны газовой камеры

24, переместит шток 22 вниз, при этом воздушная камера 25 через отверстие 31, полость 29, жиклер 30 сообщается с атмосферой. При посадке одной из тарелей 23 на перегородку 28 перекрывается отверстие

33, вследствие чего разобщаются полости

4 ляющего давления и пружины 26. Воздушная магистраль 17 обеспечивает поступление импульсов давления из регулятора 7 в рабочую камеру 35 привода 18, который содержит цилиндрический корпус 36, две подвижные мембраны 37, образующие с корпусом

36 рабочую камеру 35. С противоположных сторон подвижных мембран 37 образованы буферные полости 38, сообщенные каналами 39 с атмосферой, в каждой буфер10 ной полости размещены пружина 40 и анероидная коробка 41. Кроме того, в буферных полостях размещены штоки 42 и 43, причем шток 42 жестко связан с одной стороны с подвижной мембраной 37, а с другой имеет кинематическую связь с клапаном

11, а шток 43 жестко связан с одной стороны с подвижной мембраной 37, а с другой имеет кинематическую связь с электронным блоком 16 управления электроприводом вентилятора. Мембраны 37 нагружены со

20 стороны рабочей камеры 35 силой давления, поступающего по магистрали 17, а со стороны буферных полостей 38 результирующей двух сил: силы пружины 40 и силы упругости анероидной коробки 41. Шток 43 через кинематическую связь воздействует 5 на блок 16 управления, который содержит датчик 44 положения штока и преобразователь 45 напряжения в цепи питания электропривода, причем преобразователь

45 напряжения формирует управляющий

З0 электрический сигнал, с помощью которого уменьшается или увеличивается частота вращения электропривода и производительность вент ил ятор а 14.

Двигатель работает следующим образом.

Отработавшие газы двигателя поступают

З в турбину 3 турбокомпрессора и ее мощность расходуется на сжатие воздуха в турбокомпрессоре 2. Под давлением наддува этот воздух поступает в воздуховоздушный охладитель 12 и, охладившись, поступает во впускной трубопровод 6 двигателя.

40 В случае увеличения давления отработавших газов повышается давление в подмембранной газовой камере 24 регулятора

7 параметров наддува, подвижная мембрана

21 перемещается вверх, сжимая пружину

4„26 и изменяя положение штока 22 и тарелей 23 управляющих клапанов. Одна из тарелей, отрываясь от перегородки 28, сообщает через канал 34 впускной трубопровод

6 с полостями 29 и 32 и воздушной камерой 25. Давление в воздушной камере повы1590587

29 и 32, а следовательно, и воздушная камера 25 не сообщается с впускным трубопроводом 6. Избыточное давление в камере 25 стравливается в атмосферу через жиклер 30 до тех пор, пока сила, действующая на подвижную мембрану 21 со стороны воздушной камеры 25, не станет меньше силы давления газов со стороны газовой камеры 24.

Шток 22, совершая возвратно-поступательные движения и периодически перекрывая тарелями 23 воздушный жиклер 30 и отверстие 33, способствует формированию заданной величины управляющего давления, соответствующей режиму работу двигателя 1.

Давление, сформированное в регуляторе

7 и передаваемое по воздушной магистрали 17 в рабочую камеру 35 привода 18, воздействует на подвижные мембраны 37.

Сила давления со стороны рабочей камеры

35, преодолевая резул ьтирующее усилие пружин 40 и анероидных коробок 41 со стороны буферных полостей 38, перемещает штоки 42 и 43, перемещает клапан 11 и электропривод 15 в положение, ссютветствующее данному режиму работы двигателя. При этом количество газов, перепускаемых мимо турбины 3, а следовательно, и давление наддува двигателя изменяется. Изменяется и производительность вентилятора 14. Соответственно изменяется и глубина охлаждения наддувочного воздуха в охладителе 12.

С подъемом на высоту уменьшение давления окружающей среды приводит к увеличению размеров анероидных коробок 41, следовательно, и результирующих усилий, воздействующих со стороны буферных полостей 38 на подвижные мембраны 37.

При этом уменьшается перепуск газа через канал 10, увеличиваются обороты турбокомпрессора и возрастает степень повышения давления в компрессоре. Повышение глубины охлаждения наддувочного воздуха в теплообменнике исключает увеличение тепловой напряженности деталей двигателя, ухудшение условий протекания рабочего процесса.

Изменение нагрузки на двигатель, а следовательно, и изменение требуемого расхода воздуха обеспечиваются за счет изменения управляющего давления в регуляторе 7, что приводит к соответствующему изменению количества перепускаемых через клапан

11 отработавших газов, частота вращения турбокомпрессора, а следовательно, температуры наддувочного воздуха.

Одновременное регулирование давления наддува и повышает эффективность и надежность двигателя в высокогорных условиях.

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий турбокомпрессор, подключенный

5 своими воздухонапорным и газоприемным патрубками к впускному и выпускному трубопроводам, охладитель наддувочного воздуха, установленный во впускном трубопроводе и снабженный системой регулирования интенсивности теплообмена, клапан

"0 перепуска отработавших газов двигателя из выпускного трубопровода двигателя в выходной патрубок турбокомпрессора, пневматическии привод клапана перепуска с мембраной, которая нагружена пружиной и огра15 ничивает рабочую камеру, связанную с впускным трубопроводом при помощи воздушной магистрали и запорного органа, снабженного приводом от автоматического регулятора параметров наддува, связанного с датчиком управляющего давления и с системой регу20 лирования интенсивности теплообмена в охладителе наддувочного воздуха, отличающийся тем, что, с целью улучшения эффективных показателей двигателя при работе в высокогорных условиях, охладитель над25 дувочного воздуха выполнен воздуховоздушным с электроприводом вентилятора обдува, система регулирования интенсивности теплообмена выполнена в виде блока управления электроприводом вентилятора, пневматический привод клапана перепуска

30 выполнен с дополнительной мембраной. нагружающей ее пружиной и анероидными коробками, причем обе мембраны установлены в виде двух противоположных стенок рабочей камеры и между каждой мембраной и нагружающей ее пружиной установ35 лена анероидная коробка, а связь регулятора параметров наддува с системой регулирования интенсивности теплообмена выполнена в виде штока, соединяющего блок управления электроприводом с дополнитель40 ной мембраной пневмопривода.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что блок управления электроприводом вентилятора выполнен в виде датчика положения штока и связанного с этим датчиком преобразователя напряжения в цепи

45 питания электропривода.

3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что запорный орган и датчик управляющего давления выполнены заодно в виде корпуса, разделенного при помощи мембраны на подмембранную и надмембранную полос50 ти, из которых первая сообщена с впускным трубопроводом двигателя, а вторая подключена через впускное отверстие к впускному трубопроводу и соединена через выпускное отверстие с атсмосферой, и установленного в этом корпусе двухтарельчатого клапана, стержень которого связан с мембраной, а тарели установлены с возможностью поочередного перекрытия впускного и выпускного отверстий.