SU1590587A1 - Двигатель внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет улучшить эффективные показатели двигател  внутреннего сгорани  при работе в высокогорных услови х. Давление отработавших газов двигател  1 внутреннего сгорани  действует на мембрану 21 регул тора 7 параметров наддува. С ней св зан шток 22 двухтарельчатого клапана, св зывающего 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 друга  со штоком 43 электронного блока 16 управлени  электроприводом вентил тора обдува охладител  12 наддувочного воздуха. Клапан 11 установлен в канале 10 перепуска газов мимо турбины. В случае увеличени  давлени  отработавших газов повышаетс  давление в камере 24, мембрана смещает клапан с двум  тарел ми 23. Одна из них перекрывает жиклер 30, сообщающий камеру 25 с атмосферой, а друга  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 перемещаютс  штоки 42 и 43 и измен етс  положение клапана 11 перепуска и частота вращени  вентил тора 14. Происходит согласование давлени  наддува и интенсивности охлаждени  наддувочного воздуха с режимом работы двигател . Между мембранами 37 и нагружающими их пружинами 40 установлены анероидные коробки 41. Они позвол ют изменить положение клапана 11 и частоту вращени  вентил тора при изменении давлени  окружающей среды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

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 роль датчика 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 управ4 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 подвиж5 ные 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 ²⁵ на блок 16 управления, который содержит датчик 44 положения штока и преобразователь 45 напряжения в цепи питания электропривода, причем преобразователь 45 напряжения формирует управляющий 3Q электрический сигнал, с помощью которого уменьшается или увеличивается частота вращения электропривода и производительность вентилятора 14.

Двигатель работает следующим образом. Отработавшие газы двигателя поступают 25 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.

В случае увеличения давления отработавших газов повышается давление в подмембранной газовой камере 24 регулятора 7 параметров наддува, подвижная мембрана 21 перемещается вверх, сжимая пружину 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 повы₅₀ 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, 55 полость 29, жиклер 30 сообщается с атмосферой. При посадке одной из тарелей 23 на перегородку 28 перекрывается отверстие 33, вследствие чего разобщаются полости 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.

Ш ток 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 результирующее 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, соответствующее 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.

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий турбокомпрессор, подключенный своими воздухонапорным и газоприемным патрубками к впускному и выпускному трубопроводам, охладитель наддувочного воздуха, установленный во впускном трубопроводе и снабженный системой регулирования интенсивности теплообмена, клапан перепуска отработавших газов двигателя из выпускного трубопровода двигателя в выходной патрубок турбокомпрессора, пневматический привод клапана перепуска с мембраной, которая нагружена пружиной и ограничивает 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 регулирования интенсивности теплообмена в охладителе наддувочного воздуха·, отличающийся тем, что, с целью улучшения эффективных показателей двигателя при работе в высокогорных условиях, охладитель наддувочного воздуха выполнен воздуховоздушным с электроприводом вентилятора обдува, система регулирования интенсивности теплообмена выполнена в виде блока управления электроприводом вентилятора, пневматический привод клапана перепуска 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 установлена анероидная коробка, а связь регулятора параметров наддува с системой регулирования интенсивности теплообмена выполнена в виде штока, соединяющего блок управления электроприводом с дополнительной мембраной пневмопривода.
2. 2. Двигатель по π. 1, отличающийся тем, что блок управления электроприводом вентилятора выполнен в виде датчика положения штока и связанного с этим датчиком преобразователя напряжения в цепи питания электропривода.
3. 3. Двигатель по π. 1, отличающийся тем, что запорный орган и датчик управляющего давления выполнены заодно в виде корпуса, разделенного при помощи мембраны на подмембранную и надмембранную полости, 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.