SU1561006A1 - Устройство дл контрол горени в двигател х внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике контрол  горени  топливовоздушной смеси в двигател х внутреннего сгорани  и может найти применение в транспортных, судовых и стационарных теплоэнергетических установках циклического действи . Устройство содержит корпус, состо щий из входного узла 1, корпусной втулки 2 и выходного узла 3. По оси входного узла 1 выполнен канал, с помощью которого устройство соедин етс  с внутренним объемом камеры сгорани  двигател . На входе в канал и по длине канала соосно установлены шайбы 4 и 5 с отверсти ми 6 и 7, образующие со стенками канала разгрузочные камеры 8 и 9. По оси корпусной втулки 2 установлена тонкостенна  гильза 12 со световодом 14. По оси выходного узла 3 установлен фотоприемник 16. Такое выполнение устройства обеспечивает газодинамическую разгрузку световода 14, повышает надежность работы и достоверность контрол  горени . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике контрол  горени  в тепловых машинах, а именно дл  автоматизированного ил -т визурльпого контрол  творени  топлив™ по-воздушной смеси в двигател х внутреннего сгорани  (ЦВС)3 и может быть применено в транспортных, судовых и стационарных теплоэнергетических установках циклического действи .

Цель изобретени  - повышение на- де,лносгш работы устройства дл  контрол  горени  и достоверное ги получаемой информации в широком диапазоне изменени  режимов работы за счет увеличени  допустимых механических и тепловых нагрузок, действующих на устройство.

На чертеже изображено устройство, продольный разрез„

Устройство дл  контрол  горени  в ДВС содержит разъемный корпус, состо щий из входного узла 1, корпусной втулки 2 и выходного узла 3, соединенных между собой с помощью резьбы . По оси входного узла выполнен канал, с помощью которого устройство .соедин етс  с внутренним объемом камеры сгорани  двигател  (не показана ) . На входе в канал и по длине канала соосно установлены шайбы 4 и 5 с отверсти ми 6 и 7, образующие со стенкчми канала,, а последн   шайба с корпусной втулкой 2 разгрузочные камеры 8 и 9, На наружной поверхности входно о узла 1 выполнен фланец 10 с отверсти ми 11 дл  креплени  устройства к адаптерному отверстию камеры сгорани  (не показано). По оси корпусной втулки 2 установлена тонкостенна  гильза 12, котора  закреплена гайкой 13. В гильзу 12 плотно установлен световод 14, выполненный в виде цилиндрического стержн  из кварцевого стекла. По оси выходного узла 3 через теплоизолирующую

проставку 15 установлен с зазором фотоприемник 16, закрепленный в узле пружинным кольцом 17. Узлы 1 и 3 и корпусна  втулка 2 уплотнены по стыкам паронитовыми прокладками 8 и 0 19 (электрические выводы фогоприем- ника не показаны).

Эффективна  площадь отверстий 6 и

7выбрана в зависимости от объема 5 разгрузочных камер 8 и 9 и теплофизических параметров, характеризующих режим работы ДВС таким образом, чтобы обеспечивалс  критический перепад давлений на отверсти х 6 и 7 шайб 0 4 и 5.

При условии обеспечени  критического перепада давлений на отверсти х

6и 7 давление в разгрузочной камере

8равно рк , где Р - давление ,- на входе в устройство„ Давление в

разгрузочной камере Р7 Р1 При выполнении устройства с числом шайб 4 и 5 больше двух давление в последней разгрузочной камере Р

р ,

ft Рк гДе число установленных в

устройстве шайб с отверсти ми. Давление в разгрузочной камере за 1-й шайбой (i Kp, где i - пор дковый номер шайбы, счита  от входа. Эффек5 тивную площадь отверстий 6 и 7 определ ют , реша  систему известных уравнений , котора  описывает процесс перетекани  продуктов сгорани  из камеры сгорани  в разгрузочную камеру

-, 8, а из нее - в разгрузочную камеру

9в процессе сжати  и последующего сгорани  топливо-воздушной смеси, который длитс  в течение половины оборота коленчатого вала. Дл  критического режима истечени  из отверсти 

7в шайбе 5 () в течение времени, равного времени половины оборота коленчатого вала (, с) , в конце процесса истечени  Р,Р Јкрз Р х

VA

/

Кр

де pF- - эффективна  площадь отверсти  7 шайбы 5 (пор дковый номер ),ю

п - частота вращени  коленчатого вала двигател ; объем разгрузочной камеры 9 за отверстием 7 шайбы 5, отношение критического дав- 15 лени  к давлению Ff перед шайбой 5;

газова  посто нна  продуктов сгорани ;

Т - температура продуктов сгорани  j

k - показатель адиабаты расширени  продуктов сгорани . Дл  эффективной площади отверсти  шайбы 4 получают выражение 25

R

20

W

((3j5Јl

При выполнении устройства с числом шайб 4 и 5 больше двух получают общую формулу дл  определени  эффективной площади отверсти  в i-й шайбе.

г

№

,v J iJ

, , , кт|

k(k+T)

где j - пор дковый номер шайб и расположенных за ними разгрузочных камер, начина  с i-й и конча  последней (). В этой формуле не учтено, что при критическом истечении из отверстий 6 и 7 температура продуктов сгорани  в потоке снижаетс  и при торможении потока она восстанавливаетс  не полностью из-за газодинамических потерь и отвода теплоты в стенки входного узла 1 и корпусной втулки 2. Кроме того, не учтена переменность давлени и температуры в камере сгорани  и в разгрузочных камерах 8 и 9. В св зи с этим формулы (1), (2) и (3) дают заниженные значени  эффективной площади отверстий 6 и 7 в шайбах А и 5,

Ki

.Jkf-Mii VR о I Vi Vi

(4)

- 15

25

30

м

35

40

45

50

55

где

к, 20

эмпирический коэффициент, завис щий от условий работы устройства (обычно К (- 7 1). Учитыва  то, что максимальные механические и тепловые нагрузки устройство воспринимает на максимальной частоте вращени  коленчатого вала, в расчетную формулу (4) следует подставл ть максимальную частоту вращени  коленчатого вала двигател  и максимальную температуру Т продуктов сгорани .

Устройство работает следующим образом .

Дл  контрол  процесса горени  устройство входным узлом 1 устанавливают в адаптерное отверстие индикатор- ноге крана дизел  и закрепитот с по- г-лЕ,Ј,ю фланца 10 с отверсти  ми 11 на корпусе двигател . Устройство соедин етс  с внутренним объемом камеры сгорани  посредством канала, выполненного по оси входного узла 1. При работе дизел  в объеме камеры сгора- нг.  периодически (циклически) повтор ютс  процессы влуска, сжати  рабочего тела, сгорани  гопливно-воздуш- ной смеси, расширени  и выпуска продуктов сгорани . При этом давление и температура продуктов сгорани  пе- , риодически измен ютс . Лучистый тепловой поток, пропорциональный температуре продуктов сгорани  в четвертой степени (по закону Стефан-Больц- мана) направл ют через отверсти  6 и 7 в шайбах 4 и 5 и световод 14 на фотоприемник 16. Сигнал с фотоприемника 16 вывод т на регистрирующий прибор и анализируют. По величине и характеру сигнала, снимаемого с фотоприемника 16, контролируют горение в цилиндре и осуществл ют подрегулировку агрегатов дизел .

Устройство позвол ет осуществл ть визуальный контроль горени , дл  чего демонтируетс  пружинное кольцо 17

и удал етс  фотоприемник 16. Дл  обеспечени  удобства и безопасности визуального контрол  на выходной З зел 3 устройства на пути световых лучей устанавливают отражательное металлическое зеркало.

Надежность работы устройства в Широком диапазоне изменени  режимов работы дизел , обеспечиваетс  за счет установки в канал входного узла шайб 4 и 5 с отверсти ми 6 и 7, которые образуют со стенками канала, а последн   шайба 5 с корпусной втулкой 2 разгрузочные камеры 8 и 9. В процессе работы устройства осуществл ет- JH газодинамическа  разгрузка свето- йода 14, установленного в тонкостен- г|ую гильзу 12, котора , закреплена гайкой 13, от воздействи  максималь- tfeoro давлени  и температуры за счет периодического перетекани  газа из йамеры сгорани  в разгрузочную камеру 8, а из нее - в разгрузочную камеру 9 и обратно. На повышение надеж- , ности работы устройства направлена также установка фотоприемника 16 в выходном узле 3 через теплоизолирующую проставку 15, а также уплотнение Стыков входного узла 1, корпусной втулки 2 и выходного узла 3 паронито- иыми прокладками 18 и 19, Достоверность получаемой информации повышаетс  за счет выполнени  площади отвер15610068

стий 6 и 7 последовательно увеличивающейс  о

Все это повышает надежность работы и достоверность получаемой информации в услови х высоких давлений и температур .

За счет оптимизации процесса горени  по фазам начала воспламенени  и 10 достижени  максимальной температуры продуктов сгорани  обеспечиваетс  снижение удельного расхода топлива на 2-5%.

Claims (1)

12 Формула изобретени  Устройство дл  контрол  горени  в двигател х внутреннего сгорани , содержащее корпус, световод и фотоприемник , причем корпус выполнен в виде входного узла, по оси которого выполнен канал, корпусной втулки, по оси которой установлен световод, и выходного узла, в котором размещен фотоприемник , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности в работе и достоверности контрол , устройство дополнительно содержит разгрузочные камеры и шайбы с отверсти ми , установленные соосно в канале

30 входного узла, причем площадь отверстий от входа к выходу последовательно увеличиваетс  в соседних шайбах, а разгрузочные камеры образованы шайбами и стенками канала„

20

25

Формула изобретени  Устройство дл  контрол  горени  в двигател х внутреннего сгорани , содержащее корпус, световод и фотоприемник , причем корпус выполнен в виде входного узла, по оси которого выполнен канал, корпусной втулки, по оси которой установлен световод, и выходного узла, в котором размещен фотоприемник , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности в работе и достоверности контрол , устройство дополнительно содержит разгрузочные камеры и шайбы с отверсти ми , установленные соосно в канале

входного узла, причем площадь отверстий от входа к выходу последовательно увеличиваетс  в соседних шайбах, а разгрузочные камеры образованы шайбами и стенками канала„

Редактор Л.Пчолинска 

Составитель Н„Патрахал,ьцев

Техред л, Сердюкова Корректор С.Шекмар

Заказ 974

Тираж 438

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Подписное