Двигатель внутреннего сгорания с наддувом
Иллюстрации
Реферат
Оп ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советскнк
Социалистическими
Республик (it) 840432
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свин-ву— (22) Заявлено 07. 09 . 79 (2 I ) 2816785/25-06 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (5.1) М. К. .
F 02 В 37/04
F 02 0 23/02
Веударетеаккый кемктет
СССР ао делам иэобретений и вткрыткй!
Опубликовано 23. ОЬ. 81. Бюллетень М 23 (53) УДК621.43. .052-032.6 (088.8) Дата опубликования описания 25.06 .81 (72) Автор изобретения
Е.И.Козлов (71) Заявитель (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С НАДДУВОМ
Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, в частности к устройству и регулированию двигателей с турбокомпрессором, приводимым в действие энергией выхло5 па и гидроприводом.
Известны двигатели с газотурбинным наддувом, содержащие турбокомпрессор, на валу которого установлена гидравлическая турбина, подключенная к насосу через маслонапорную магистраль, в которой размещен датчик давлениямасла,и муфту сцепления, подключенную к насосу и к коленчатому валу двигателя и связанную через солеинбид с управ-, ляющим узлом, преобразующим импульсы от датчиков давления масла, давления наддува, давления отработавших газов, частоты вращения и расхода топлива Pl), 20
Сигнал на включение муфты вырабатывается при уменьшении ниже заданного уровня любого из контролируемых параметров, кроме давления масла, которое не должно превышать saданной величины., В таких двигателях при значительной сложности конструкции, регулирование подкрутки турбокомпрессора осуществляется ступенчато включением и выключением муфты сцепления, что не всегда рационально, и не позволяет оптимизировать воздухоснабжение и интенсивность подкрутки с режимом работы двигателя.
Известны также двигатели внутреннего сгорания с наддувом, содержащие турбокомпрессор, подсоединенный к гидропередаче, масляный насос, напорйая магистраль которого подключена к гидропередаче и к сливному трубопро воду, в котором установлен редукционный клапан, и регулятор скорости, снабженный центрьбежным измерителем скорости, подключенным к золотнику и к эадатчику режима работы, и сервомотором подачи топлива с силовым поршнем, рабочая полость которого под3 . 84 ключена через напорный трубопровод к золотнику (2$.
Однако в таких двигателях регулирование производительности масляно-. го насоса осуществляется только в зависимости от частоты вращения колен,чатого, вала двигателя без согласования частоты вращения ротора турбокомпрессора, а следовательно, и расход воздуха с цикловой подачей топлива, что ухудшает работу двигателя на переходных и частотных режимах.
Цель изобретения — улучшение регулирования подачи топлива и воздуха на переходных режимах работы двигателя, а также на частичных режимах.
Для достижения поставленной цели редукционный клапан выполнен в виде подпружиненного золотника, снабженного кольцевой проточкой, подключенной к сливному трубопроводу, и рабоI чей полостью, подсоединенной к напорному трубопроводу, а подключение последнего к рабочей полости силового поршня выполнено через дроссель и через обводной трубопровод, в котором установлен обратный клапан.
Ва чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого двигателя внутреннего .сгорайия с наддувом.
Двигатель содержит турбокомпрессор 1, состоящий из турбины 2 и к6мпрессора 3, подсоединенный к гидро1 передаче 4, масляный насос 5, напорную магистраль 6, подключенную к гидропередаче 4 и к сливному трубопроводу 7, в котором установлен редукциойный клапан, выполненный в виде подпружиненного золотника 8.
Двигатель содержит также регулятор 9 скорости, снабженный центробежным измерителем 10 скорости, подключенным к золотнику ll и через всережимную пружину 12 к задатчику (не показан) режима работы (позиционеру), и сервомотором 13 подачи топлива с силовым поршнем 14, рабочая полость
15 которого подключена через напорный трубопровод 16 к золотнику 11 и масляному насосу 17. Золотник 8 установлен в корпусе 18, нагружен"пружиной 19 и снабжен кольцевой проточ-" кой 20, подключенной к спивному трубопроводу 7 и рабочей полостью 21, с подсоединенной к напорному трубопроводу 16 . Подключение трубопровода 6 к рабочей полости 15 силового поршня
l4 выполнено через дроссель 22 и че0432 4 рез обводной трубопровод 23, в котором установлен обратный клапан 24.
Силовой поршень поджат пружиной
25 и снабжен штоком 26 подачи топлива, подключенным к топливному насосу (не показан). Золотник 11 снабжен кольцевой проточкой 27, а регулятор
9 скорости получает вращение от коленчатого вала 28 через конические шес10 терни 29. Рабочие полости 15 и 21 соединены также через канал 30 со сливной ванной 31, а между напорным трубопроводом 16 и сливной ванной 31 установлен предохранительный клапан 32.
15 Двигатель работает следующим образом.
При увеличении нагрузки (набор позиций за счет перевода позиционера) всережимная пружина 12 сжимается, уси20 лие пружины становится больше центробежной силы измерителя скорости 10, и золотник 11 перемещается вниз, открывая кольцевой проточкой 27 проход маслу от масляного насоса 17 по напор25 ному трубопроводу 16 к рабочей полости 21 подпружиненного золотника 8.
При этом пружина 19 сжимается, золотник 8 поднимается. вверх, и кольцевая проточка 20 уменьшает (или совсем
З0 перекрывает) проход к маслу по сливному трубопроводу 7 на слив в картер, увеличивая этим самым поступление масла в гидропередачу 4. Турбокомпрес" сор 1 раскручивается и начинает подаÇ5 вать больше воздуха в двигатель. Одновременно масло под. давлением от насоса 17 через дроссель 22 поступает в рабочую полость 15 сливного поршня
14 сервомотора 13. При этом поршень
40 14 опускается вниз и замедленно выдвигает шток 26 на увеличение подачи топлива, которое впрыскивается в ранее подготовленный необходимый воздушный заряд.
45 При увеличении нагрузки на двигатель за счет переменных сопротивлений (изменение рельефа трассы, включение вентилятора и т.д,) при постоянном положении позиционера уменьшается
50 частота вращения коленчатого вала 28 двигателя, что приводит к уменьшению центробежной силы грузов измерителя
10 скорости. Золотник ll под действием всережимной пружины 12 опускает55 ся вниз и кольцевой проточкой 27 сообщает насос 17 по напорному трубопроводу 16 с рабочими полостями 15 и
21. При этом происходит замедленное
Формула изобретения с
5 8404 увеличение подачи топлива за счет истечения масла через дроссель 22, что необходимо для согласования увелнчения расхода топлива с увеличением частоты вращения ротора турбокомпрессора 1 и расхода воздуха.
При уменьшении нагрузки (сброс позиций sa счет перевода позиционера) уменьшается усилие всережимной пружины 12, золотник 11 перемещается e вверх и сообщает рабочие полбсти 15 и 21 через дроссель 22, обратный клапан 24, кольцевую протьчку 27, напорный трубопровод 16 и канал 30 Со сливной ванной 31 . При этом йроисхо- 15 .дит резкое уменьшение подачи топлива (из-за выхода масла из полости 15 через два канала), увеличение слива масла в картер двигателя через сливной трубопровод 7 от насоса 5 и умень- о шение этим самым расхода масла через гидропередачу 4, а, следовательно, и снижение расхода воздуха через турбокомпрессор 1.
Аналогично двигатель работает и 25 при уменьшении нагрузки (при задан-, ном положении позиционера), когда уменьшаются различные переменные нагрузки или при въезде на легкий профиль пути. 36
При установившейся нагрузке, ког- . да усилия от пружины 12 и от измерителя 10 скорости уравновешены, кольцевая проточка 27 находится между каналом 30 и трубопроводом 16, насос зу
17 перекачивает масло в сливную ванну 31 через предохранительный кла" пан 32.
Таким образом, предлагаемый дви" гатель внутреннего сгорания с надду- 40 вом позволяет обеспечить регулирование соотношения подачи топлива и воздуха на переходных режимах работы,,что приводит к повышению индикаторного КПД двигателя, к повышению козф- 4s
32 6 фициента приспособляемости при работе двигателя по внешней скоростной характеристике и к снижению тепловых напряжений и нагарообразования в цилиндре за счет повышения качества смесеобразования и сгорания..
Двигатель внутреннего сгорания с наддувом, содержащий турбокомйрессор, подсоединенный к гидропередаче, масляный:насос, напорная магистраль которого подключена к гидропередаче и к сливному трубопроводу, в котором установлен редукционный клапан, и регулятор скорости, снабженный центробежным измерителем скорости, подключенным к золотнику и к задатчику режима работы, и сервомотором подачи топлива с силовым поршнем рабочая полость которого подключена через на- порный трубопровод к золотнику, о тл и ч а ю шийся тем, что с целью улучшения регулирования подачи топлива и воздуха на переходных режимах, редукционный клапан выполнен в виде подпружиненного золотника, снабженного кольцевой проточкой, подключенной к сливному трубопроводу, и рабочей полостью, подсоединенной к напорному трубопроводу, а подключение последнего к рабочей полости силового поршня выполнено через дроссель и через обводной трубопровод, в котором установлен обратный клапан..Источники информации, принятие во внимание при экспертизе . 1. Патент США В 3869866, кл. 60-607, эпублик.!975.
2. Авторское свидетельство СССР
М 523177, кл. F 02 В 37/04, 1976 (прототип).