SU1112135A1 - Система регулировани температуры наддувочного воздуха двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

1. СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ , содержаща  установленный во впускном трубопроводе двигател  теплообменник , подключенный к газовыхлопной магистрали через байпасный канал, заслонку , установленную во впускном отверстии байпасного канала, и датчики давлени  и температуры воздуха во впускном трубопроводе , св занные через исполнительный орган с заслонкой, отличаю1 {а с  том, что, с целью повышени  эффективности путем согласовани  темнсратуры наддувочного воздуха с нагрузкой двигател , она дополнительно снабжена газовым эжектором и вспомогательным волду.ховнускным патрубком с органом его перекрыти , 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 перекрыти  патрубка сблокирован с заслонкой. 2. Система по п. 1, отличающа с  тем, что датчики давлени  и температуры выполнены в виде тензометрического измерител  (Л и терморезистора соответственно.

Description

ИзоГфетсмие отипоггси к м шииостроеиик ), а имрмм(1 к ЛПИ1 ;ne.iecipneHHK), в чаотIKKTH к устройств) систем охлажлени  наддувовочиого мо;, лвнгапчлси внутреннего сгорани  с исгюльзопанис-м энергии Fii iхлогных лл  полачи охлажлиюиито позлу.ха. Известны системы регулировани  температуры паллупочного но духа лвигател  внутреннего сгорани , содержащие уста1;онлснный во впускном трубопрополг лкнгател  теплообменник, н()лк;1К)ченный к га.човыхлопной магистрали чере.ч байнасный канал , заслонку, устаиовле11ную вг, вгускном отверстии байпасного канала, и датчики лавлени  и температуры воздуха во ннускном трубонроволе, св зан 1ые через испо.чнитсльный орган с заслоикой 1|. В таких системах регулирование температуры иаддувочного возлу.ха (хушествл етс  во всем диапазоне изменени  нагрузки на двигатель по закону пропорциональной зависимости. Олнако известно, что в двигател х с повышенным запасом круг п1его момента (например, в дизе,1 х с характеристикой носто нмой мощности) характер распределени  огггимальных значений температуры наддувочного воздуха в зависимости от изменени  нагрузки существенно отличаетс  от закона пропорциональной зависимости и представл ет собой функцию с экс тремумом. Такое )асг1ределение оптимальны . значений температуры наддувочного воз духа обусловлено необходимостью улучнк-ни  экономичности н снижени  жесткости работы двигателей на частичных нагрузка.х, например, меньших 60---80 /о, снижени  мак симальных 3tia4eHHA. давлени  сгорани  при нагрузках, больших указанного уровн . В св зи с этим регулирование температур, наддувочного воздуха с изменением нагрузки на двигатель в известных системах осуществл етс  нео 1тнмально. Це-пьк) изобретени   вл етс  Г овы1 1ение эффективности )аботы системы и двигател  в 1елом. Дл  достижени  цели система регулировани  те.м11е| атур1 1 наддувочного воздуха дв)1гател  внугреннего сгорани , содержаща  установ;1ен к.п1 во впускном трубопроводе двигател  тен.тообменник, по.тклкшенный к газов ихло П1ой .магистрал че))ез байпасны | канал, заслонку. уста 1овле П1ую во впускном OT UpcTHn 6aiinacHoro канала, и датчики да 1лени  и температуры воздуха во впускном )воде, св занные через исполнительный орган с заслонко11, дополнительно снабже 1а газовым эжектором и вс1юм(гате. воздуховпускным патрубком е органом е-о ерекрыти . причем глзоный эжектор подк,1ючен своим пассивным к выходному отверстию байпасмого канала, а эжектора в.1пачнено в виде участка газовыхлонной магистрали , вспом()гательнь Г| ноздуховпускной патрубок иодсоединен к бай 1асному каналу между засло 1кой и теплообменником, а орган )екр1,1ти  патрубка сблокирован с заслонкой Кроме того, в системе регулировани  датчики давлени  и температуры вь.пюлнепы в виде тензометрическо о измерител  и терморезистора соответственно. фиг. 1 представлена схема системы ре улирова П1  температуры наддувочного воздуха; на фиг. 2 - датчик давлени . Система регулировани  содержит нагнетатель I с воздухонагюрным патрубком 2, впускной трубопровод 3 двигател  4 внутреннего сгорани , теплообменник 5. газовыхлопную магистраль 6. бай 1асный канал 7, заслонку 8, латчики 9 и 10 соответственно давлени  и температуры воздуха во впускно .м трубопроводе 3. исполнительный орган И регулировани-  теплообмена, газовый эжектор 2 и вспомогательный воздухоппускной патрубок 13 с органом 14 ео перекрыти . Теплообменник 5 устанс влен во впускном трубопроволе 3 и подключен к газовыхлопной магистрали Г) через байпасный канал 7. 8 установлена во вг ускгК)м отверстии 15 байг асного канала 7. Датчики 9 и 10св .заны через испо.шительный орган 1 I с заслоикой Я. В .1опной магистрали Ь установлена турбина 16 привода нагнетател  1. Газовь й эжектор 12 подключен своим пассивным соплом 17 к выходному отверстию -8 байпасного канала 7. а активное с(«1ло 19 эжектора 12 в)1по,1ненп в виде участка газовых.юпнон ма истра.1И. Вспомогательнь Й воздухов1 скной 1агрубок 13 подсоединен к байпасному каналу 7 между зас.()нк(1Й 8 м теп.юобменником 5. а орган И перекрыти  патрубка 13 сблокирован с засло 1кой 8. Датчики 9 и 10 давлени  и температуры пыполпе(е) в виде тензометрического из.мернте.чн и терморезистора соот (етственно. Установленный во В1 ускном трубопроводе 3 датчик 9 давлени  снабжен тензорезистором 20, установленным на пластине 21, и диа())рагмой 22. подсоединенной через UTOK 3 к пластине. Исполнительный орган 11подсоеди 1ен к датчикам 9 и 10 через 1реобраз(шатель 24. снабженный обмоткой 25 и ь ор 1ально замкнутыми контактами 26. В байг асном канале 7 после теплообменника 5 вынолпено отверстие 27 с органом 28 его перекрыти , подключеннь1м к исполнительному органу I. Система регулировани  работает следующим образом. Отработавшие газы из двигател  4 поступают в газовыхлонную магистраль 6 и раскручивают турбину 16. котора  приводит во вращение нагнетатель 1. Воздух через воздухонапорный патрубок 2 поступает во впускной труб01 ровод 3 и теплообменник 5. В оследнем осуществл етс  либо

охлаждение, либо подогрев надлувичного воздуха в зависимости от нагрузки двигател  по закону, определ емому настройкой системы регулировани , и, в частности, преобразовател  24 и исполнительного органа

11регулировани  те1ыообмена. В преобразователе 24 формируетс  выходной сигнал, который получаетс  в резулыате алгебраического сложени  двух сигналов, вырабатываемых датчиками 9 и 10, н  вл етс  функцией нагрузки на двигатель и температуры окружающего воздуха. Посредством нормально замкнутых контактов 26 преоб разовател  24 производитс  включение и выключение исполнительного органа II, а через него - заслонки 8 и органов 14 и 28 перекрыти , .в резу.1ьтате чего регулируетс  теплообмен и температура наддувочного воздуха.

Активное сопло 19 гачово о эжектора 12 осуществл ет подсос (из пассивного сопла 17 и выходного отверсти  18 байпасного канала 7) либо отработавших газов, поступаюп1их и:; впускного отверсти  15, либо воздуха из патрубка 13 и отверсти  27, либо смеси воздуха и iазов в зависимости от положени  заслопки 8 и органов 14 и 28 перекрыти . При неизменном давлении наддува температура воздуха на впуске поддерживаетс  на заданном ypoEoie регулировани . При отк,1опении от заданной температуры в сторону ув(.ичени  сопротивление терморезистора (датчика К) температуры) возрастает. В св зи с этим напр жение на обмотке 25 преобразовател  24 пс)вы111аетс . При превып1ении температурой регулируемого значени  выходной сигнал преобразовател  24 становитс  достаточным дл  размыкани  контактов 26. Последние размыкаютс , исполнительный орган II регулировани  теплообмена пе()еводит заслонку 8 и органы 14 и 28 перекрыти  в положение , при котором воздуховпускной патрубок 13 открываетс , а газы из турбины 16 направл ютс  по газовыхлопной магистрали 6 в эжектор 12. Проход пхие через эжектор

12газы просасывают через патрубок 13 и теплообменник 5 воздух из окруисаюшей среды . При этом наддувочный воздух, проход щий через теплообменник 5, охлаждаетс .

С понижением температуры наддувочного воздуха на впуске в дви|-атель сопротивление терморезистора датчика 10 температуры уменьшаетс . В результате снижаетс  напр жение на обмотке 25. При уменьшении значени  заданной температуры ниже регулируемой величины выходной сигнал преобразовател  24 становитс  недостаточным дл  удержани  контактов 26 в разомкнутом состо нии. Контакты 26 замыкаютс , обеспечива  тем самым питание исполнительного органа I1 регулировани  теплообмена. Последний срабатывает, перевод  органы 14 и 28 перекрыти  и заслонку 8 в положение (фиг. 1, пунктир), при котором воздушный патрубок 13 закрываетс , и газы из турбины

16 направл ютс  по байнасному кана.1у 7 через теплообменник 5 на вьппуск. При этом 11ад.1увочный воздух, проход  через теплообменник Г), подогреваетс . flixiorpeR происходит до тех пор, кжа температура воздуха на впуске в двигатель 4 :ie начнет нренышать регулируемую величину, псчме чего оп ть начннаетс  охлаждение н;1дд вочно141 воздуха .

При изменении давлени  наддувочного

О воздуха значение регу.-|ируемого параметра мен етс . Па х;)лост{)м ходу и малых нагрузках двигател  1 тензоре.иктор 20, облада  повышенным сопротивлением, уменьпичет паде 1ием напр жени  tui обмотке 25. Н резу,1Ьтате выходной сигнал преобразовател 

.S 24 снижаетс , и его величина стиноинтс  недостаточной дл  размыкани  контактов 26. Размыкание контактов, а сле/юпательно, и изменение положен.и  о()ганов 14 и 28 перекрыти  и зас.тонки 8 произойдет только

0 при повьпненном значении температуры наддувочно1о воздуха, поэтому уровень егулируемой не..пчины температуры наддувочного воздуха на ма,1ых нагрузка и хо.юстом ходу двигател  4 увеличиваетс . I С повькнением дав.-1ени  наддува сопро5 тпнление тензорезистора 20 уменьи аетс , .1ствие чего возрастает напр жение на обмотке 25. В результате выходной сигнал преобразовател  24 увеличиваетс , поэтому размыкание контактов 26 н изменение положени  заслонки 8 и органов 4 и 28 iiepe0 крыти  произойдет нри 3Ha4etiHH температуры наддувочного воздуха. Следовате ,1ьно, с ноп1 11неьп)ем давлени  наддува ур|)вень регулируемой величины температуры наддувочного воздуха снижаетс .-,

При да,чьнеЙ111ем увеличении давлени 

5 наддува (например больше 60-80 /о нагрузки на дшпатель 4) сопротивление тензорезистора 20 начинает возрастать, что приводит к yMeHbuieiiHKi напр жени  па обмотке 25. fi резулыате выходно11 сигнал преоб0 разовател  24 снопа сннжаетс , а следовательно , уровень регулируемой величины температуры наддувочного воздуха снова новьпнаетс .

Сопротивление тензо11езистора 20 измен етс  в зависимости от давлени  наддува,

5  вл ющегос  функцией нагрузки на двигатель 4 и температуры окр жаюн1его воздуха по закону, представл ющему c()6oii ()ункцию с экстремумом в зоне, соответствующей 60-80°/о нагрузки на дви1-атель 4. Такое изменение сонротивлени  обеспечиваетс 

0 тем, что пластина 21 датчика 9 давлени  (нагрузки) с закрепленным на ней тензорезистором 20 имеет наи.меньп1ую де(.юрмацию при нагрузке на двигатель, равной 60- , так как подвижн11|й конец этой пласти5 ны 21 соединен со штоком 23 диафрагмы 22 в положении ее, соответствующем указанной нагрузке.

Таким образом, применение предлагаемой системы регулировани , в которой в газовыхлопной магистрали установлен га.юйый эжек-top, а во впускном трубопроводе размещены датчики давлени  и температуры , подключенные через преобразователь и исполнительный орган к засло11ке и органам

перекрыти  патрубков, Г7озвол ет обеспечить оптимальное регулирование температуры на.г увочного воздуха с изменением нагрузки на двигатель по закону, представл ющему функцию с экстремумом.

2 23 21 20

Claims (2)

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, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем согласования температуры наддувочного воздуха с нагрузкой двигателя, она дополнительно снабжена газовым эжектором и вспомогательным воздуховпускным 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 π. 1, отличающаяся тем, что датчики давления и температуры выполнены в виде тензометрического измерителя и терморезистора соответственно.

SU ,.„1112135

Фиг 7 >

III 21.35