RU2696725C1 - Turbocharger diesel fuel feed regulator - Google Patents
Turbocharger diesel fuel feed regulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2696725C1 RU2696725C1 RU2018117482A RU2018117482A RU2696725C1 RU 2696725 C1 RU2696725 C1 RU 2696725C1 RU 2018117482 A RU2018117482 A RU 2018117482A RU 2018117482 A RU2018117482 A RU 2018117482A RU 2696725 C1 RU2696725 C1 RU 2696725C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lever
- diesel
- summing
- sensing element
- fuel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к области автоматического управления ДВС, а также к устройствам для осуществления указанной технологии.The invention relates to the field of automatic control of internal combustion engines, as well as to devices for implementing this technology.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
Известный регулятор дизеля с турбонаддувом (Авторское свидетельство №1038512 "Регулятор дизеля с турбонаддувом" зарегистрировано 3 мая 1983 г., опубликовано 30.07.1983, Бюллетень №32 [1]), содержащий пневматический чувствительный элемент давления наддувочного воздуха и центробежный чувствительный элемент, оснащенный суммирующим рычагом, средняя точка которого подсоединена к органу дозирования подачи топлива; причем, суммирующий рычаг и орган дозирования подачи топлива, образуют суммирующий механизм с числом степеней свободы w=2, а перемещение концов суммирующего рычага ограничивается двумя регулируемыми в корпусе резьбой упорами.The well-known turbocharged diesel regulator (Author's certificate No. 1038512 "Turbocharged diesel regulator" registered May 3, 1983, published July 30, 1983, Bulletin No. 32 [1]) containing a pneumatic pressure sensing element for charge air and a centrifugal sensing element equipped with a summing a lever whose midpoint is connected to the fuel metering body; moreover, the summing lever and the fuel metering body form a summing mechanism with the number of degrees of freedom w = 2, and the movement of the ends of the summing lever is limited by two stops adjustable in the body by the thread.
Известный регулятор дизеля с турбонаддувом [1] осуществляет поддержание скорости вращения ω вала дизеля на заданном уровне только на регуляторной характеристике 6, как показано на фиг. 1. Коррекция подачи топлива осуществляется пневматическим чувствительным элементом давления наддувочного воздуха по внешней характеристике а. Но при разгоне дизеля перемещением рычага управления от минимальной скорости вращения на холостом ходу (ωхх)min коррекция подачи топлива не осуществляется по скорости вращения, что снижает качество рабочего процесса и увеличивает расход топлива.The known turbocharged diesel regulator [1] maintains the rotation speed ω of the diesel shaft at a predetermined level only on the
При разгоне перемещением рычага управления центробежный чувствительный элемент выключается из работы и находится в крайнем положении максимальной подачи топлива gт. Поэтому работа дизеля при разгоне по внешней характеристике а (фиг. 1) не является экономичной. Максимальная экономичность дизеля наблюдается на экономической характеристике д с меньшей подачей топлива д, работу по которой известный регулятор дизеля с турбонаддувом не обеспечивает. Недостаток известного регулятора дизеля с турбонаддувом заключается в том, что на переходных режимах работы подача топлива не зависит от скорости ω дизеля так как не определяется центробежным чувствительным элементом, делая невозможной работу по экономической характеристике.During acceleration by moving the control lever, the centrifugal sensing element is switched off and is in the extreme position of the maximum fuel supply g t . Therefore, the operation of the diesel during acceleration by the external characteristic a (Fig. 1) is not economical. The maximum efficiency of a diesel engine is observed on the economic characteristics of q with a lower fuel supply q, the operation of which the known turbocharged diesel regulator does not provide. A disadvantage of the known turbocharged diesel regulator is that in transient operation the fuel supply does not depend on the diesel speed ω as it is not determined by a centrifugal sensitive element, making it impossible to work on the economic characteristic.
Таким образом работа известного регулятора [1] при разгоне дизеля не является экономичной. Максимальная экономичность дизеля наблюдается на экономической характеристике д, проходящей через точки номинального режима работы н дизеля и режима максимальной экономичности е, работу по которой известный регулятор не обеспечивает. Известный регулятор дизеля с турбонаддувом имеет недостаток в том, что при разгоне его подача топлива не определяется скоростью дизеля ω так как центробежный чувствительный элемент оказывается выключенным, делая невозможной работу по экономической характеристике.Thus, the operation of the known controller [1] during diesel acceleration is not economical. The maximum economy of a diesel engine is observed on the economic characteristic q passing through the points of the nominal operating mode of the diesel engine n and the maximum economy mode e, the operation of which the known regulator does not provide. The known turbocharged diesel regulator has the disadvantage that when accelerating, its fuel supply is not determined by the diesel speed ω, since the centrifugal sensing element is turned off, making it impossible to work on the economic characteristic.
Таким образом известный регулятор дизеля с турбонаддувом [1] принципиально не может обеспечить работу дизеля на переходных режимах по экономической характеристике д (фиг. 1). Причиной этого является невозможность осуществить изменение подачи топлива на переходном режиме в соответствии со скоростью вращения ω дизеля из-за того, что главный рычаг центробежного чувствительного элемента при резком изменении положения рычага управления скорости выходит на упор максимальной подачи топлива [2, 3], занимающий постоянное положение.Thus, the well-known turbocharged diesel regulator [1], in principle, cannot ensure the operation of the diesel engine in transient conditions according to the economic characteristic q (Fig. 1). The reason for this is the inability to change the fuel supply in transition mode in accordance with the diesel rotation speed ω due to the fact that the main lever of the centrifugal sensing element, when the position of the speed control lever changes abruptly, reaches the maximum fuel supply stop [2, 3], which takes a constant position.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Цель изобретения - обеспечение работы дизеля на переходных режимах по характеристике близкой к экономической, повышение точности управления за счет учета давления надувочного воздуха и скорости дизеля, улучшение качества рабочего процесса и снижение расхода топлива.The purpose of the invention is to ensure the operation of a diesel engine in transient conditions according to a characteristic close to economic, increasing control accuracy by taking into account the charge air pressure and diesel speed, improving the quality of the working process and reducing fuel consumption.
Таким образом для достижение поставленной цели и обеспечения возможности работы дизеля на переходных режимах по характеристик близкой к экономической е к суммирующему рычагу подсоединяется дополнительный механический корректор.Thus, in order to achieve the set goal and to ensure the possibility of diesel operation in transient conditions with characteristics close to economic e, an additional mechanical corrector is connected to the summing lever.
Известен регулятор дизеля с турбонаддувом [1], содержащий пневматический чувствительный элемент давления наддувочного воздуха с мембраной, связанной с одной стороны трубопроводом с впускным патрубком дизеля, а с другой стороны с пружиной и штоком, соединяющимся шарниром с ползушкой с суммирующим рычагом, верхнее плечо которого подсоединено штоком к подпружиненной мембране пневматического чувствительного элемента, нижнее плечо подсоединено шарниром к концу главного рычага и центробежному чувствительному элементу, а средняя точка суммирующего рычага подсоединена к органу дозирования подачи топлива; причем, суммирующий рычаг и орган дозирования подачи топлива образуют суммирующий механизм с числом степеней свободы w=2, перемещение концов суммирующего рычага ограничивается двумя неподвижными упорами, а главный рычаг соединен главной пружиной с рычагом управления дизеля.A known turbocharged diesel regulator [1], containing a pneumatic sensing element of charge air pressure with a membrane connected on one side by a pipe with a diesel inlet pipe, and on the other hand with a spring and a rod connected by a hinge with a spider with a summing lever, the upper arm of which is connected rod to the spring-loaded membrane of the pneumatic sensing element, the lower arm is hinged to the end of the main lever and the centrifugal sensing element, and the midpoint of the sum iruyuschego lever connected to the fuel metering body; moreover, the summing lever and the fuel metering body form a summing mechanism with the number of degrees of freedom w = 2, the movement of the ends of the summing lever is limited by two fixed stops, and the main lever is connected by the main spring to the diesel control lever.
Предлагается регулятор подачи топлива дизеля с турбонаддувом, отличающийся тем, что снабжен дополнительным механическим корректором подачи топлива, выполненным в виде расположенного на нижней части суммирующего рычага подвижным упором, упирающимся на неподвижную призму, укрепленную на корпусе под углом к вертикальному положению его.A turbocharged diesel fuel supply regulator is proposed, characterized in that it is equipped with an additional mechanical fuel feed corrector made in the form of a movable stop located on the bottom of the summing lever, resting on a fixed prism mounted on the housing at an angle to its vertical position.
Общим признаком известного и предлагаемого регуляторов является то, что оба регулятора содержат пневматический чувствительный элемент давления наддувочного воздуха с мембраной, связанной с одной стороны трубопроводом с впускным патрубком дизеля, а с другой стороны с пружиной и штоком, соединяющимся шарниром с ползушкой с суммирующим рычагом, верхнее плечо которого подсоединено штоком к подпружиненной мембране пневматического чувствительного элемента, нижнее плечо подсоединено шарниром к концу главного рычага и центробежному чувствительному элементу, а средняя точка суммирующего рычага подсоединена к органу дозирования подачи топлива; причем, суммирующий рычаг и орган дозирования подачи топлива образуют суммирующий механизм с числом степеней свободы w=2.A common feature of the known and proposed regulators is that both regulators contain a pneumatic sensing element of charge air pressure with a membrane connected on one side by a pipeline with a diesel inlet pipe, and on the other hand with a spring and a rod connected by a hinge to the creeper with a summing lever, the upper the shoulder of which is connected by a rod to the spring-loaded membrane of the pneumatic sensing element, the lower shoulder is hinged to the end of the main lever and the centrifugal sensing itelnomu element, and the middle point of the lever is connected to the summing fuel metering body; moreover, the summing lever and the fuel metering body form a summing mechanism with the number of degrees of freedom w = 2.
Существенные совпадающие признаки известного и предлагаемого устройств заключаются в наличии центробежного и пневматического чувствительных элементов, однако эти признаки присущи большинству систем автоматического регулирования скорости дизелей с турбонаддувом.Significant coinciding features of the known and proposed devices are the presence of centrifugal and pneumatic sensitive elements, however, these signs are inherent in most systems of automatic speed control of turbo-charged diesel engines.
Существенное отличие предлагаемого способа от известного заключается в том, что в предлагаемый регулятор вводится дополнительно механический корректор подачи топлива по скорости дизеля, связанный с рычагом управления дизеля.A significant difference of the proposed method from the known one is that an additional mechanical corrector of fuel supply by diesel speed is introduced into the proposed regulator, connected with the diesel control lever.
Для достижения поставленной цели предлагаемый регулятор дизеля с турбонаддувом суммирующий рычаг в нижней точке шарнирно соединен с главным рычагом, имеющим V-образную форму, имеющему возможность вращения вокруг нижерасположенного центра вращения. Введение главного рычага, имеющим V-образную форму, имеющему возможность вращения вокруг нижерасположенного центра вращения позволяет в режиме разгона перемещать суммирующий рычаг по горизонтали и вертикали и корректировать подачу топлива по скорости дизеля, что позволяет управлять подачей топлива по характеристике близкой к экономической, определяемой как скоростью вращения дизеля ω, так и давлением наддувочного воздуха во впускном патрубке Рв.To achieve this goal, the proposed turbocharged diesel governor, the summing lever at the lower point, is pivotally connected to the main lever, which has a V-shape, with the possibility of rotation around the lower center of rotation. The introduction of the main lever, which has a V-shape, with the possibility of rotation around the lower center of rotation, allows the accumulating lever to be moved horizontally and vertically in acceleration mode and to adjust the fuel supply according to the diesel speed, which allows controlling the fuel supply according to a characteristic close to economic, defined as speed the rotation of the diesel engine ω and the pressure of the charge air in the inlet pipe R c .
Управление дизелем в эксплуатации по характеристике близкой к экономической может служить значительным резервом повышения экономичности на переходных и стационарных режимах [2, 3]. Принцип работы предлагаемого регулятора дизеля с турбонаддувом поясняется параметрической характеристикой фиг. 1, которая представляет собой связь между крутящим моментом дизеля и скоростью вращения М(ω) при постоянном значении других параметров работы дизеля. Построение параметрической характеристики дизеля осуществляется в координатах - крутящий момент дизеля и скорость вращения М(ω) по данным экспериментальных исследований.Control of a diesel engine in operation by a characteristic close to economic can serve as a significant reserve for increasing efficiency in transient and stationary modes [2, 3]. The principle of operation of the proposed turbocharged diesel regulator is illustrated by the parametric characteristic of FIG. 1, which is the relationship between the diesel torque and the rotational speed M (ω) at a constant value of other parameters of the diesel engine. The construction of the parametric characteristics of the diesel engine is carried out in coordinates - the diesel torque and rotational speed M (ω) according to experimental studies.
Анализ характеристик известного и предлагаемого регулятора дизеля с турбонаддувом, получивших экспериментальное подтверждение и представленных на фиг. 1, показывает, что при запаздывании импульса давления надувочного воздуха регуляторная характеристика предлагаемого регулятора дизеля с турбонаддувом отклоняется от статической в сторону области пониженных значений удельного расхода топлива gт.An analysis of the characteristics of the known and proposed turbocharged diesel regulator, which has received experimental confirmation and is presented in FIG. 1, shows that when the pressure pulse of the charge air is delayed, the regulatory characteristic of the proposed turbocharged diesel regulator deviates from the static towards the region of lower values of specific fuel consumption g t .
Таким образом:In this way:
1. Регулятор подачи топлива дизеля с турбонаддувом, содержащий пневматический чувствительный элемент давления наддувочного воздуха с мембраной, связанной с одной стороны трубопроводом с впускным патрубком дизеля, а с другой стороны с пружиной и штоком, соединяющимся шарниром с ползушкой с суммирующим рычагом, верхнее плечо которого подсоединено штоком к подпружиненной мембране пневматического чувствительного элемента, нижнее плечо подсоединено шарниром к концу главного рычага и центробежному чувствительному элементу, а средняя точка суммирующего рычага подсоединена к органу дозирования подачи топлива; причем, суммирующий рычаг и орган дозирования подачи топлива образуют суммирующий механизм с числом степеней свободы w=2, перемещение концов суммирующего рычага ограничивается двумя неподвижными упорами, а главный рычаг соединен главной пружиной с рычагом управления дизеля, отличающийся тем, что снабжен дополнительным механическим корректором подачи топлива, выполненным в виде расположенного на нижней части суммирующего рычага подвижным упором, упирающимся на неподвижную призму, укрепленную на корпусе под углом к вертикальному положению его.1. Regulator for supplying fuel to a turbocharged diesel engine, comprising a pneumatic sensing element of charge air pressure with a membrane connected on one side by a pipe to a diesel inlet pipe, and on the other hand, with a spring and a rod connected by a hinge to a spider with a summing lever, the upper arm of which is connected rod to the spring-loaded membrane of the pneumatic sensing element, the lower arm is hinged to the end of the main lever and the centrifugal sensing element, and the middle point and the summing lever is connected to the fuel metering body; moreover, the summing lever and the fuel metering body form a summing mechanism with the number of degrees of freedom w = 2, the movement of the ends of the summing lever is limited by two fixed stops, and the main lever is connected by the main spring to the diesel control lever, characterized in that it is equipped with an additional mechanical fuel feed corrector made in the form of a movable stop located on the bottom of the summing lever, abutting against a fixed prism mounted on the housing at an angle to the vertical position to him.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что суммирующий рычаг в нижней точке шарнирно соединен с центробежным чувствительным элементом и главным рычагом, имеющим V-образную форму, имеющему возможность вращения вокруг нижерасположенного центра вращения.2. The device according to p. 1, characterized in that the summing lever at the lower point is pivotally connected to the centrifugal sensing element and the main lever having a V-shape, with the possibility of rotation around the lower center of rotation.
Основная совокупность существенных признаков заявляемого устройства, позволяющая реализовать достижение заявленного технического результата, заключается в наличии дополнительного механического корректора подачи топлива.The main set of essential features of the claimed device, which allows to achieve the claimed technical result, is the presence of an additional mechanical corrector for the fuel supply.
Сравнение свойств заявляемого и известного решений показывает, что у заявляемого решения появляются новые свойства, не совпадающие со свойствами известных решений, и что заявляемое решение обладает существенными отличиями.A comparison of the properties of the claimed and known solutions shows that the proposed solution has new properties that do not match the properties of the known solutions, and that the claimed solution has significant differences.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На фиг. 2 представлена схема предлагаемого регулятора подачи топлива дизеля с турбонаддувом, где: 1 - дизель; 2 - турбокомпрессор; 3 - пневматический чувствительный элемент; 4 - мембрана; 5 - впускной патрубок дизеля; 6 - трубопровод; 7 - пружина; 8 - шток; 9 - ползушка; 10 - суммирующий рычаг; 11 - главный рычаг; 12 - подвижный упор; 13 - орган дозирования подачи топлива; 14 - топливный насос высокого давления (ТНВД); 15 - упор пневматического чувствительного элемента; 16 - призма механического корректора; 17 - главная пружина; 18 - рычаг управления дизеля; 19, 20 - упоры рычага управления дизеля; 21 - зубчатая передача, 22 - центробежные грузы; 23 - тарелка, 24 - центробежный чувствительный элемент; 25 - тяга; 26 - корпус, 27 - тяга.In FIG. 2 shows a diagram of the proposed turbocharged diesel fuel supply regulator, where: 1 - diesel; 2 - a turbocompressor; 3 - pneumatic sensing element; 4 - membrane; 5 - diesel inlet pipe; 6 - pipeline; 7 - spring; 8 - stock; 9 - crawler; 10 - summing lever; 11 - the main lever; 12 - movable emphasis; 13 - fuel metering body; 14 - high pressure fuel pump (TNVD); 15 - emphasis pneumatic sensing element; 16 - prism of a mechanical corrector; 17 - the main spring; 18 - diesel control lever; 19, 20 - stops of the diesel control lever; 21 - gear, 22 - centrifugal loads; 23 - plate, 24 - centrifugal sensing element; 25 - thrust; 26 - body, 27 - thrust.
Предлагаемый регулятора подачи топлива дизеля с турбонаддувом содержит дизель 1 с турбокомпрессором 2, пневматический чувствительный элемент давления наддувочного воздуха 3 с мембраной 4, связанной с одной стороны с впускным патрубком 5 трубопроводом 6, а с другой стороны с пружиной 7 и штоком 8, который соединен с ползушкой с шарниром 9 с верхним концом суммирующего рычага 10, одно плечо которого таким образом подсоединено штоком 8 к подпружиненной мембране 4 пневматического чувствительного элемента 3, а второе плечо суммирующего рычага 10 подсоединено шарниром в нижней точке к концу главного рычага 11 и к центробежному чувствительному элементу 24. Шток 8, соединенный с мембраной 4 при движении может, упираться на регулируемый в корпусе резьбой упор 15.The proposed controller of the fuel supply of a turbocharged diesel engine comprises a
Средняя точка суммирующего рычага 10 подсоединена к органу дозирования подачи топливо 13 топливного насоса 14 высокого давления (ТНВД). Перемещение концов суммирующего рычага 10 ограничивается двумя упорами. Верхний регулируемый в корпусе резьбой упор 15 имеет постоянное положение при работе дизеля. Нижний, расположенный на суммирующем рычаге регулируемый при работе дизеля упор 12 упирается в призму 16, укрепленную жестко под углом к корпусу 26. Главный рычаг 11 соединен главной пружиной 17 с рычагом управления скорости 18 дизеля, перемещение которого ограничивается двумя регулируемыми в корпусе резьбой упорами 19 и 20, неподвижными при работе дизеля.The midpoint of the summing
Центробежный чувствительный элемент 24, соединенный зубчатой передачей 21 с дизелем 1, содержит грузы 22, заключенные между подвижной тарелкой 23 с тягой 27 и корпусом 26 [2, 3]. Подвижная тарелка 23 с тягой 27 центробежного чувствительного элемента 12 соединена шарнирно с главным рычагом 11 и суммирующим рычагом 10.The
Работа регулятора подачи топлива дизеля с турбонаддувомTurbocharged Diesel Fuel Regulator Operation
Для достижения поставленной цели в известный регулятора подачи топлива дизеля с турбонаддувом [1] вводится дополнительно механический корректор подачи топлива по скорости дизеля. На фиг. 1 представлена параметрическая характеристика дизеля, которая строится в координатах - крутящий момент дизеля и скорость вращения М(ω) по данным экспериментальных исследований, она иллюстрирует связь между крутящим моментом дизеля М и скоростью вращения ω при постоянном значении других параметров, где: а - внешняя характеристика; б - предельная регуляторная характеристика, в - зависимости при постоянном удельном расходе топлива gт, г - зависимости при постоянном давлении надувочного воздуха, д - экономическая характеристика, е - точка минимального удельного расхода топлива; н - точка номинального режима работы; ж - характеристика при разгоне с минимальным давлением надувочного воздуха.To achieve this goal, an additional mechanical fuel feed corrector for diesel speed is introduced into the well-known turbocharged diesel fuel supply regulator [1]. In FIG. Figure 1 shows the parametric characteristic of the diesel engine, which is built in coordinates — the diesel torque and rotation speed M (ω) according to experimental studies, it illustrates the relationship between the diesel torque M and rotation speed ω at a constant value of other parameters, where: a is the external characteristic ; b - limiting regulatory characteristic, c - dependencies at a constant specific fuel consumption g t , g - dependencies at a constant pressure of charge air, e - economic characteristic, e - point of minimum specific fuel consumption; n is the point of the nominal operating mode; g - characteristic during acceleration with a minimum pressure of charge air.
Например, концентрические кривые, отмеченные буквой в с центром в точке е минимального значения удельного расхода топлива на фиг. 1 представляют зависимости крутящего момента дизеля от скорости вращения М(ω) при постоянном значении удельного расхода топлива gт. Зависимости М(ω), отмеченные точкой г, показанные пунктиром, соответствуют постоянному давлению наддувочнго воздуха Рв на стационарных режимах работы. Причем нижняя из зависимостей г соответствует нулевому значению избыточного давления Рв=0 наддувочного воздуха в области холостого хода дизеля без нагрузки - точки (ωxx)min. Кривая а представляет внешнюю характеристику дизеля. Корректорная характеристика дизеля представлена кривой ж и формируется при отключенных центробежном чувствительным элементом скорости и пневматическом чувствительном элементе и работе механического корректора. Кривая, отмеченная точкой 6, представляет регуляторную характеристику [2, 3] заявляемого регулятора дизеля с турбонаддувом при работающих центробежном чувствительном элементе скорости и пневматическом чувствительном элементе. На пересечении внешней а и регуляторной 6 характеристик дизеля лежит точка номинального режима работы, отмеченная буквой н. Через точки н номинального режима и точки е режима максимальной экономичности проходит экономическая характеристика, отмеченная точкой д, под которой понимается соотношение между нагрузкой (крутящим моментом М) и скоростью вращения вала со при минимизации удельного расхода топлива gт. Кривая, отмеченная точкой ж, одновременно иллюстрирует зависимость крутящего момента дизеля от скорости вращения дизеля М(ω) при разгоне дизеля, который вызывает смещение ее влево от предельной регуляторной б характеристики в область более низких удельных расходов топлива gт при снижении давления надувочного воздуха до Рв=0 за счет инерции ротора турбокомпрессора дизеля с турбонаддувом. Таким образом отключение импульса по давлению надувочного воздуха при Рв=0 вызывает смещение статических характеристик дизеля с турбонаддувом в область более низких удельных расходов топлива gт. При разгоне дизеля перемещением рукоятки управления с минимальной скорости холостого хода (ωxx)min на номинальный режим, отмеченный точкой н, давление надувочного воздуха в которой близко к нулевому значению, работа дизеля происходит по характеристике близкой к экономической д, до тех пор пока давление надувочного воздуха не принимает установившегося значения на пересечении ее с внешней характеристикой дизеля, отмеченной буквой а.For example, concentric curves marked with the letter b centered at point e of the minimum specific fuel consumption in FIG. 1 represent the dependences of the diesel torque on the rotation speed M (ω) at a constant specific fuel consumption g t . Dependences M (ω), indicated by dot d, shown by a dashed line, correspond to a constant pressure of charge air P in stationary operating modes. Wherein the bottom of the dependencies g corresponds to a zero excess pressure P = 0 in the charge air in a diesel engine idling no load - the point (ω xx) min. Curve a represents the external characteristic of the diesel engine. The corrector characteristic of the diesel engine is represented by curve g and is formed when the centrifugal speed sensor and the pneumatic sensor and the mechanical corrector are turned off. The curve marked with
В предлагаемой схеме регулятора дизеля с турбонаддувом настройка на экономическую характеристику обеспечивается регулировкой упоров 12 и 15 (фиг. 2). В качестве критерия экономичности в предлагаемом устройстве может быть принято отклонение параметров переходного режима М(ω) от точки минимального расхода топлива (точка е на фиг. 1), которое должно минимизироваться системой управления дизеля [2, 3].In the proposed scheme of a turbocharged diesel regulator, the economic characteristic is adjusted by adjusting the
Анализ характеристик известного и предлагаемого регулятора дизеля с турбонаддувом, получивших экспериментальное подтверждение и представленных на фиг. 1, показывает, что при запаздывании импульса давления надувочного воздуха регуляторная характеристика предлагаемого регулятора дизеля с турбонаддувом отклоняется от статической в сторону области пониженных значений удельного расхода топлива.An analysis of the characteristics of the known and proposed turbocharged diesel regulator, which has received experimental confirmation and is presented in FIG. 1, shows that when the pressure pulse of the charge air is delayed, the regulatory characteristic of the proposed turbocharged diesel regulator deviates from the static towards the region of lower values of specific fuel consumption.
Переходный режим дизеля с турбонаддувом - например, разгон, наступает при перемещении вправо рычага 18 управления дизеля, что вызывает увеличение затяжки главной пружины 17 и скорости дизеля ω (фиг. 2). При этом главный рычаг 11 перемещается вправо и перемещает вправо и поднимает суммирующий рычаг. Перемещение суммирующего рычага 10 с упором 12, находящимся в контакте с неподвижной наклонной призмой, вызывает перемещение органа дозирования подачи топливо 13 топливного насоса высокого давления 14 (ТНВД) в сторону увеличения подачи топлива gт (вправо), таким образом осуществляется коррекция подачи топлива по скорости дизеля.The transition mode of the turbocharged diesel engine, for example, acceleration, occurs when the
Увеличение подачи топлива вызывает рост скорости вращения вала турбокомпрессора 2. Последнее приводит с некоторой задержкой из-за инерции ротора турбокомпрессора 2 к росту давления наддувочного воздуха во впускном патрубке 5, которое по трубопроводу 6 передается на мембрану 4 пневматического чувствительного элемента 3. Эта задержка роста давления надувочного воздуха связана с инерцией ротора турбокомпрессора 2, что позволяет ограничить подачу топлива в начальный период переходного режима дизеля 1 с турбонаддувом. Таким образом, увеличение подачи топлива увязывается с ростом давления наддувочного воздуха Рв и подачей воздуха в в цилиндр дизеля, что позволяет повысить качество рабочего процесса в цилиндре дизеля [2, 3].An increase in the fuel supply causes an increase in the rotational speed of the shaft of the turbocharger 2. The latter leads to some delay due to the inertia of the rotor of the turbocharger 2 to an increase in the pressure of the charge air in the inlet pipe 5, which is transmitted through a
Максимальная подача топлива в цилиндр дизеля, определяющая крутящий момент на номинальном режиме работы дизеля, регулируется при нахождении суммирующего рычага 10 на обоих регулируемых упорах 15 и 12 на внешней характеристике (кривая а на фиг. 1). На переходных режимах дизеля с турбонаддувом с задержкой роста давления наддувочного воздуха Рв подача топлива ограничивается непосредственно пневматическим чувствительными элементом 3, сдвигающим характеристику а вниз. Регулируемые упоры 15 и 12 настраивается на подачу топлива, определяющую крутящий момент на наиболее экономичном режиме работы дизеля в точке е на характеристике ж фиг. 1. Согласование подач топлива и воздуха идет положительной обратной связью, поскольку увеличение давления наддувочного воздуха вызывает увеличение подачи топлива, которое автоматически способствует росту давления наддувочного воздуха до значения на номинальном режиме работы н.The maximum fuel supply to the diesel cylinder, which determines the torque at the nominal diesel operating mode, is regulated when the summing
Подача топлива органом дозирования топливоподачи 13 согласуется с действием импульса центробежного чувствительного элемента 24, соединенного с главным рычагом 11 и соединенного с главной пружиной 17 с рычагом управления 18 дизеля. Это согласованное действие центробежного чувствительного элемента 24 и пневматического чувствительного элемента 3 зависит от соотношения плеч суммирующего рычага и жесткости главной пружины 17. Настройки упоров 15 и 12 определяют скорости вращения вала дизеля 1 на режимах работы холостого хода (ωxx)min, (ωxx)max и номинальном режиме н (фиг. 1). Согласованное действие центробежного чувствительного элемента 24 и пневматического чувствительного элемента 3 в начале разгона дизеля сдвигает регуляторную характеристику 6 влево до положения точки е наиболее экономичного режима работы дизеля (фиг. 1). Таким образом положение экономической характеристики дизеля д определяется настройкой регулятора дизеля с турбонаддувом.The fuel supply by the
Поскольку увеличение подачи топлива органом дозирования 13 топливного насоса высокого давления 14 при разгоне перемещением рычага управления 18 вызывает рост скорости вращения дизеля 1, то вступает в действие отрицательная обратная связь [2, 3, 4] через действие центробежного чувствительного элемента в обратную сторону перемещения органа дозирования топливоподачи 13 для снижения подачи топлива в цилиндр дизеля 1. Корректировка подачи топлива органом дозирования 13 топливного насоса высокого давления 14 при разгоне перемещением рычага управления 18 вызывает рост давления наддува, тогда вступает в действие положительная обратная связь [2, 3, 4] через действие пневматического чувствительного элемента 3 в сторону перемещения органа дозирования топливоподачи 13 для увеличения подачи топлива в цилиндр дизеля 1. Таким образом изменение подачи топлива по экономической характеристике обеспечивается изменением скорости дизеля, задаваемого рычагом управления 18, и изменением давления наддувочного воздуха, пропорционального нагрузке дизеля с турбонаддувом. Переходные процессы в цепях положительной и отрицательной обратной связи регулятора дизеля с турбонаддувом идут одновременно, обеспечивая работу по экономической характеристике дизеля д (фиг. 1).Since the increase in fuel supply by the
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY
Заявляемый регулятор подачи топлива дизеля с турбонаддувом позволяет повысить эффективность транспортных машин с приводом от дизеля с турбонаддувом и снизить расход энергии по сравнению с известными устройствами. Применение его позволяет снизить потери энергии и повысить экономичность машин на неустановившихся режимах работы разгона путем работы дизеля по экономической характеристике. Управление в эксплуатации по экономической характеристике может служить значительным резервом повышения экономичности на переходных режимах. Экспериментальные исследования показали [2, 3], что заявленное изобретение может оно быть реализовано с обеспеченϕием безопасности работы.The inventive regulator of the fuel supply of a turbocharged diesel engine can improve the efficiency of transport vehicles powered by a turbocharged diesel engine and reduce energy consumption compared to known devices. Its use allows to reduce energy losses and increase the efficiency of cars at unsteady modes of acceleration by operating a diesel engine according to the economic characteristics. Management in operation by economic characteristics can serve as a significant reserve for increasing efficiency in transitional regimes. Experimental studies have shown [2, 3] that the claimed invention can be implemented with the safety of work.
Литература:Literature:
1. Крутов В.И., Леонов И.В., Шатров В.И. и др. Авторское свидетельство №1038512 "Регулятор дизеля с турбонаддувом" зарегистрировано 3 мая 1983 г., опубликовано 30.07.1983, Бюллетень №32.1. Krutov V.I., Leonov I.V., Shatrov V.I. et al. Copyright certificate No. 1038512 "Turbocharged diesel engine governor" was registered on May 3, 1983, published July 30, 1983, Bulletin No. 32.
2. Крутов В.И. Автоматическое регулирование ДВС. - М.: Машгиз, 1963. - 600 с.2. Krutov V.I. Automatic regulation of the internal combustion engine. - M .: Mashgiz, 1963 .-- 600 p.
3. Крутов В.И., Леонов И.В., Шатров В.И. Формирование равновесной характеристики двухимпульсного регулятора по скорости и давлению надувочного воздуха комбинированного ДВС. «Известия Вузов. Машиностроение» №7, 1987. с. 81-85.3. Krutov V.I., Leonov I.V., Shatrov V.I. Formation of the equilibrium characteristic of a two-pulse controller in terms of speed and pressure of the charge air of a combined ICE. “University News. Mechanical Engineering ”No. 7, 1987. p. 81-85.
4. И.В. Леонов. Управление машинного агрегата с ДВС по экономической характеристике. «Известия ВУЗов». «Машиностроение». №4 - 2015. с. 81-85.4. I.V. Leonov. Management of a machine unit with internal combustion engine for economic characteristics. "University News". "Engineering". No. 4 - 2015. p. 81-85.
Подписи под рисунками регулятораSignatures for drawings of the regulator
фиг. 1. Схематизированная параметрическая зависимость дизеля (ω и М - текущие значения скорости вращения вала дизеля и крутящего момента, ωхх - скорость холостого хода): а - внешняя характеристика; б - предельная регуляторная характеристика, в - параметрические зависимости при постоянного удельного расхода топлива gт, г - параметрические зависимости постоянного давления надувочного воздуха, д - экономическая характеристика, ж - корректорная характеристика дизеля с минимальным давлением надувочного воздухаFIG. 1. Schematized parametric dependence of the diesel engine (ω and M are the current values of the diesel shaft rotation speed and torque, ω xx is the idle speed): a - external characteristic; b - limiting regulatory characteristic, c - parametric dependences at constant specific fuel consumption g t , g - parametric dependences of constant pressure of charging air, e - economic characteristic, g - correction characteristic of a diesel engine with a minimum pressure of charging air
Фиг. 2. Схема регулятора дизеля с турбонаддувом: 1 - дизель; 2 - турбокомпрессор; 3 - пневматический чувствительный элемент; 4 - мембрана; 5 - впускной патрубок дизеля; 6 - трубопровод; 7 - пружина; 8 - шток; 9 - ползушка; 10 - суммирующий рычаг; 11 - главный рычаг; 12 - подвижный упор; 13 - орган дозирования подачи топлива; 14 - топливный насос высокого давления (ТНВД); 15 - упор пневматического чувствительного элемента; 16 - призма механического корректора; 17 - главная пружина; 18 - рычаг управления дизеля; 19, 20 - упоры рычага управления дизеля; 21 - зубчатая передача, 22 - центробежные грузы; 23 - тарелка, 24 - центробежный чувствительный элемент; 25 - тяга; 26 - корпус, 27 - тяга.FIG. 2. Diagram of a turbocharged diesel regulator: 1 - diesel; 2 - a turbocompressor; 3 - pneumatic sensing element; 4 - membrane; 5 - diesel inlet pipe; 6 - pipeline; 7 - spring; 8 - stock; 9 - crawler; 10 - summing lever; 11 - the main lever; 12 - movable emphasis; 13 - fuel metering body; 14 - high pressure fuel pump (TNVD); 15 - emphasis pneumatic sensing element; 16 - prism of a mechanical corrector; 17 - the main spring; 18 - diesel control lever; 19, 20 - stops of the diesel control lever; 21 - gear, 22 - centrifugal loads; 23 - plate, 24 - centrifugal sensing element; 25 - thrust; 26 - body, 27 - thrust.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117482A RU2696725C1 (en) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Turbocharger diesel fuel feed regulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117482A RU2696725C1 (en) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Turbocharger diesel fuel feed regulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2696725C1 true RU2696725C1 (en) | 2019-08-05 |
Family
ID=67586569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018117482A RU2696725C1 (en) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | Turbocharger diesel fuel feed regulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2696725C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4000728A (en) * | 1974-08-15 | 1977-01-04 | Diesel Kiki Co., Ltd. | Fuel injection governor |
US4720977A (en) * | 1984-11-08 | 1988-01-26 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method and device for operation of a supercharged internal combustion engine |
US5307775A (en) * | 1991-06-19 | 1994-05-03 | Robert Bosch Gmbh | Speed governor for internal combustion engines |
RU2109972C1 (en) * | 1995-10-04 | 1998-04-27 | Акционерное общество открытого типа "Завод топливной аппаратуры, г.Ярославль" | Diesel engine centrifugal speed governor |
RU2409752C2 (en) * | 2009-04-06 | 2011-01-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный аграрный университет | All-speed governor of supercharged diesel engine |
-
2018
- 2018-05-11 RU RU2018117482A patent/RU2696725C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4000728A (en) * | 1974-08-15 | 1977-01-04 | Diesel Kiki Co., Ltd. | Fuel injection governor |
US4720977A (en) * | 1984-11-08 | 1988-01-26 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method and device for operation of a supercharged internal combustion engine |
US5307775A (en) * | 1991-06-19 | 1994-05-03 | Robert Bosch Gmbh | Speed governor for internal combustion engines |
RU2109972C1 (en) * | 1995-10-04 | 1998-04-27 | Акционерное общество открытого типа "Завод топливной аппаратуры, г.Ярославль" | Diesel engine centrifugal speed governor |
RU2409752C2 (en) * | 2009-04-06 | 2011-01-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный аграрный университет | All-speed governor of supercharged diesel engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6272859B1 (en) | Device for controlling a variable geometry turbocharger | |
JP3918402B2 (en) | Diesel engine control device | |
KR100284795B1 (en) | Idle speed control device of the engine | |
EP3161291A1 (en) | Supercharging system | |
CN106715876B (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2014047627A (en) | Waste gate valve controlling device for internal combustion engine | |
JP5944037B1 (en) | Control device for an internal combustion engine with a supercharger | |
EP0232957A2 (en) | Control apparatus for a motor vehicle variable geometry turbocharger | |
RU2451808C1 (en) | Engine | |
JPH07101011B2 (en) | Method and apparatus for operating a supercharged internal combustion engine | |
CN104100417A (en) | Exhaust gas recirculation apparatus for engine | |
JP2008291784A (en) | Stop control device and stop control system for internal combustion engine | |
SE521581C2 (en) | Combustion engine control device | |
RU2696725C1 (en) | Turbocharger diesel fuel feed regulator | |
US7069904B2 (en) | Method for regulating the speed of an internal combustion engine | |
JP5991405B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
RU2576102C1 (en) | Method for automatic control of turbocharged diesel device and its implementation | |
RU2639402C2 (en) | Method of controlling turbo diesel engine and device for its application | |
US7873462B2 (en) | Method and device for air pilot control in speed-controlled internal combustion engines | |
CN103189616A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JPS629723B2 (en) | ||
US11939928B2 (en) | EGR control method and EGR controller | |
JP2023042728A (en) | Control device for internal combustion engine system | |
JPH06504603A (en) | Method and apparatus for closed-loop control of power provided by an internal combustion engine driving a motor vehicle | |
JPH11141380A (en) | Idle speed control device for on-vehicle internal combustion engine |