SU1740725A1

SU1740725A1 - Свободнопоршневой дизель-компрессор

Info

Publication number: SU1740725A1
Application number: SU904823541A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Игоревич Леонов; Павел Иванович Пластинин; Витольд Павлович Стрелков; Виктор Иванович Шатров
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Энергетического Машиностроения Мгту@ Им.Н.Э.Баумана
Priority date: 1990-03-22
Filing date: 1990-03-22
Publication date: 1992-06-15

Abstract

Дизель-компрессор содержит цилиндр с встречно движущимис поршн ми 3, образующими центральную дизельную полость 2 и две наружные компрессорные полости 4. Объем последних регулируетс при помощи ступенчатого поршн 6, что позвол ет повысить экономичность установки при работе на режимах переменной производительности 2 ил

Description

wЁ

Изобретение относитс к двигателест- роению и может быть также использовано в компрессоростроении.

Дизель-компрессор отличаетс высокой экономичностью на номинальном режиме работы, но при отклонении от него это преимущество исчезает за счет одновременного снижени экономичности дизел и компрессора при снижении мощности и производительности дизель-компрессора. Снижение экономичности дизель-компрессора происходит очень резко при изменении хода поршн , вл ющегос общим рабочим органом дизел и компрессора. Поэтому разрабатываютс специальные схемы дизель-компрессоров со стабилизацией хода поршн .

Например, известна схема регулировани дизель-компрессора, внутренн и наружные мертвые точки поршней которой управл ютс гидравлическими и пневматическими стабилизаторами, которые привод тс в действие сжатым воздухом поступающим из буфера. Регулирование дизель-компрессора производитс подсоединением дополнительных объемов к цилиндру. Приуменьшении производительности дополнительный объем, подключаемый к мертвому пространству, увеличивают, но регулирование осуществл етс ступенчатым способом с приводом от кулачковых шайб.

Система стабилизации мертвых точек поршн содержит два колебательных контура регулировани , соответственно дл ВМТ и НМТ поршн , что требует наличи большого количества многозвенных механизмов и снижает его надежность и экономичность.

Цель изобретени - повышение экономичности дизель-компрессора при работе на режимах переменной производительности .

Указанна цель достигаетс тем, что свободнопоршневой дизель-компрессор, содержащий цилиндр со встречно движущимис синхронизированными поршн ми, образующими центральную дизельную полость с пр моточной продувкой и две наружные компрессорные полости того же диаметра , сообщенные со всасывающей и нагнетательной магистрал ми при помощи автоматически действующих клапанов, снабжен регул тором рабочего объема компрессорных полостей, выполненным в виде поршн -вытеснител и жестко св занного с ним управл ющего поршн , размещенного в дополнительном цилиндре и нагруженного с одной стороны пружиной, причем с другой стороны поршн дополнительный цилиндр сообщен с нагнетательной магистралью.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого дизель-компрессора; на фиг.2 - индикаторна диаграмма компрессора.

Форсунка 1, служаща дл впрыскивани топлива, установлена в центральной дизельной полости цилиндра 2. Встречно движущиес синхронизированные поршни

0 3 образуют центральную дизельную полость цилиндра 2 и две наружные компрессорные полости 4. Последние соединены с дополнительным цилиндром 5, в котором размещен ступенчатый поршень 6, состо 5 щий из поршн -вытеснител и управл ющего поршн большего диаметра, нагруженного с одной стороны пружиной 7, размещенной в буферной полости 9 низкого давлени .

0 Ступенчатый поршень б прижимаетс пружиной 7 к упору 8, ограничивающему перемещение поршн пружиной в сторону компрессорной полости 4 и тем самым лимитирующему минимальный объем мертво5 го пространства компрессорной полости 4. Центральна дизельна полость цилиндра 2 имеет пр моточную продувку, осуществл ющуюс через впускные 10 и выпускные 11 окна.

0 Компрессорные полости 4 сообщаютс при помощи автоматически действующих выпускного 12 и впускного 13 клапанов с нагнетательной магистралью 14 и атмосферой или всасывающей магистралью.

5 Дизель-компрессор работает следующим образом.

Вспрыскиваемое форсункой 1 в центральную дизельную полость цилиндра 2 топливо сгорает и развиваемое при сгора0 нии давление в цилиндре 2 двигает поршни

3наружу, сжима в компрессорной полости

4газ. При превышении расчетного давлени в компрессорной полости 4 автоматический клапан 12 выпускает сжатый газ в нагнета5 тельную магистраль 14.

При движении поршн 3 наружу газы в дизельной полости 2 расшир ютс и выход т через выпускные окна 11. Поршень 3 прекращает движение наружу, открыва

0 впускные окна 10, через которые входит свежий воздух. Затем поршень 3 поддействием оставшегос в мертвом объеме компрессорной полости 4 воздуха начинает двигатьс внутрь, сжима свежий зар д дизельной по5 лости 2, причем давление в компрессорной полости 4 при движении поршн 3 поддерживаетс посто нным или за счет поступлени сжатого газа через клапан 13 от предыдущих ступеней компрессора или за счет движени поршн 6 регул тора рабочего объема компрессорной полости. Таким образом, происходит работа последней ступени дизель-компрессора на номинальном режиме работы.

Работа регул тора рабочего объема компрессорных полостей, состо щего из поршн 6, пружины 7, вспомогательного 9 и дополнительного 5 цилиндров происходит следующим образом.

Движение основного поршн 3 вызывает изменение давлени в компрессорной полости 4 и движение поршн 6 регул тора. Движение поршн регул тора 6 совместно с основным поршнем 3 вызывает изменение объема компрессорной полости 4, в том числе и объема цилиндра компрессора около внутренней мертвой точки, т.е. объема мертвого пространства, тем самым мен и подачу газа за цикл, определ ющую произг водительность дизель-компрессора. Импульсом дл изменени мертвого пространства компрессорной полости вл етс давление в нагнетательной магистрали 14. Так как изменение подачи газа в нагнетательную магистраль 14 мен ет давление в ней, то изменение давлени в нагнетательной магистрали 14 передаетс на ступенчатый поршень 6 регул тора производительности, перемеща его с деформацией пружины 7. Таким образом, изменение подачи газа из компрессора в нагнетательную магистраль 14 вызывает изменение мертвого объема компрессорной полости 14, компенсиру изменение подачи газа из компрессора. Например, снижение расход газа из нагнетательной магистрали вызывает рост давлени в ней и перемещение поршн регул тора 6 на увеличение мертвого объема компрессорной полости 4. определ емого положени ми поршней 3 и 6. Увеличение же мертвого объема цилиндра компрессора вызывает соответствующее снижение подачи сжатого газа из цилиндра компрессора.за счет чего и происходит снижение давлени в нагнетательной магистрали . Давление в нагнетательной магистрали за счет этого влени стабилизируетс , т.е. жесткое соединение поршн -вытеснител и управл ющего поршн обеспечивает замыкание отрицательной обратной св зи по давлению в нагнетательной магистрали.

Объединенный поршень 6 должен быть ступенчатым , диаметр управл ющего поршн должен быть больше диаметра поршн -вытеснител .

Согласно фиг.2, крива 1 показывает характер изменени давлени Р в цилиндре обычного компрессора без регул тора рабочего объема. Крива 2 показывает характер изменени давлени при присоединении к

компрессорной полости дополнительного посто нного мертвого объема в известных конструкци х. Крива 3 показывает характер изменени давлени в компрессорной полости при изменении в процессе движени поршн 3 компрессора мертвого объема с помощью дополнительного поршн 6. Как следует из фиг.2, работа регул тора производительности обеспечивает снижение затрат мощности, пропорциональной

площади индикаторной диаграммы, и повышение экономичности.

Применение указанного устройства особенно эффективно в дизель-компрессора дл стабилизации хода поршн дизел

(равного ходу поршн компрессора) и обеспечивает тем самым не только повышение экономичности компрессора, но и экономичности дизел .

Claims

Формула изобретени

Свободнопоршневой дизель-компрессор , содержащий цилиндр с встречно движущимис синхронизированными поршн ми, образующие центральную дизельную полость с пр моточной продувкой и две наружные компрессорные полости того же диаметра, сообщенные с всасывающей и нагнетательной магистрал ми при помощи автоматически действующих клапанов , отличающийс тем, что, с целью повышени экономичности при работе на режимах переменной производительности, он снабжен регул тором рабочего объема компрессорных полостей, выполненным в

виде поршн -вытеснител и жестко св занного с ним управл ющего поршн , размещенного в дополнительном цилиндре и нагруженного с одной стороны пружиной, причем с другой стороны поршн дополнительный цилиндр сообщен с нагнетательной магистралью.

фиг 2