SU359857A1

SU359857A1 - REGULATION SYSTEM FOR SUPPORT FOR ENGINE LIBRARY .. '• lAfl

Info

Publication number: SU359857A1
Application number: SU1304852A
Authority: SU
Inventors: Багюелен Иностранцы Морис Брийе; фирма Иностранна; Аноним Веикюль Эндюстриель Экипман Меканик Сосьете
Original assignee: СЕСОЮ оНАЯ

Description

Известны системы регулировани наддува дл двигател внутреннего сгорани , содержащие турбокомпрессор дл подачи воздуха в двигатель через теплообменник и приводной нагнетатель. Однако такие системы не эффективны при работе на частичных нагрузках и в режиме холостого хода в св зи с понижением к.п.д. двигател при малых числах оборотов егО коленчатого вала.Pressure control systems are known for an internal combustion engine, comprising a turbocharger for supplying air to the engine through a heat exchanger and a drive supercharger. However, such systems are not effective when operating at partial loads and in idle mode due to a decrease in efficiency. engine at low revolutions of the crankshaft.

Цель изобретени - оптимизаци воздухоснабжени двигател .The purpose of the invention is to optimize the engine air supply.

Это достигаетс тем, что в предлагаемой системе привод нагнетател выполнен в виде вариатора, позвол ющего повышать давление наддува при работе двигател на частичных нагрузках.This is achieved by the fact that in the proposed system the drive of the supercharger is designed in the form of a variator, which makes it possible to increase the charge pressure during engine operation at partial loads.

Вариатор может быть выполнен клиноременным со шкивами переменного диаметра на валах нагнетател и двигател .The variator can be made V-belt with pulleys of variable diameter on the shafts of the supercharger and engine.

Клииоременный вариатор имеет шкив посто нного диаметра «а коленчатом валу и шкив переменного диаметра на .промежуточном валу, снабженном подшипниковой и пружинной опорами и присоединенном при помощи кардана к валу нагнетател .A variable displacement variator has a constant diameter pulley on the crankshaft and a pulley of variable diameter on the intermediate shaft, equipped with bearing and spring supports, and connected with the help of a cardan to the supercharger shaft.

ленный на коленчатом валу поршневой насос, сообщенный с гидромотором поршневого типа, соединенным с валом нагнетател и имеющим золотниковое распределение с управлением поa piston pump connected to the crankshaft and communicated with a piston-type hydraulic motor connected to the supercharger shaft and having a spool-type distribution controlled by

импульсу давлени воздуха перед нагнетателем .air pressure pulse before the supercharger.

Дл повышени эффективности нагнетател при запуске двигател на валу нагнетател установлена передача, например зубчата ,To increase the efficiency of the supercharger, when the engine is started, a gear is installed on the supercharger shaft, for example, gears,

взаимодействующа дри запуске с коленчатым валом через промежуточное звено, отключающее при помощи системы рычагов вариатор . На фиг. 1 приведена схема описываемойan interacting drive starts up with the crankshaft through an intermediate link, disengaging the variator by means of a lever system. FIG. 1 shows the scheme described

системы; а фиг. 2 - кривые изменени давлени наддува в зависимости от числа оборотов коленчатого вала при различной реализуемой нагрузке; на фиг. 3 - вариант системы с вариатором, выполненным в виде гидравлической передачи; на фиг. 4 и 5 - вариатор с одним шкивом посто нного диаметра.systems; and FIG. 2 - curves of changes in boost pressure as a function of the number of revolutions of the crankshaft at various realizable loads; in fig. 3 - version of the system with a variator, made in the form of hydraulic transmission; in fig. 4 and 5 are a variator with one pulley of constant diameter.

Система регулировани наддува дл двигател / внутреннего сгорани соде|ржит турбокомпрессор 2, сообщенный с двигателем, выхлопным коллектором 3 и ресивером 4 дл подачи воздуха в коллектор 5 двигател через теплообменник 6 и лриводной, например, роторного типа нагнетатель 7. По патрубку 8 к теплообменн1ику подводитс , а по латрубку 9 отводитс охлаждающа двигатель вода, отрегулированна на посто нную температуру. Вал 10 нагнетател 7 св зан с коленчатым валом 11 двигател клиноременным вариатором . Боковые стороны 12 и 13 шкивов вариатора размещены «а валах 10 и 11, а боковые стороны 14 и 15 -могут перемещатьс в осевом направлении, что позвол ет измен ть скорость вращени клинового 16. Перемещение боковых сторон 14 и 15 щкивов осуществл етс одновременно при помощи рычага 17 управлени , приводимого в действие щтоком 1 манометрической коробки 19. Поршень 20 коробки 19 находитс лод давлением воздуха в трубке 21, .котора через калиброванные отверсти 22-24 сообщена с ;ресивером 4 и с атмосферой. На валу 10 со стороны, .противоположной вариатору, установлена отключаема зубчата передача, состо ща из щестерни 25, сообщаемой с зубчатым венцом 26 коленчатого вала 11 при помощи щестерни стартера 27. .При запуске двигател / клиноременный вариатор не работает. Это достигаетс взаимодействием т г 28 и 29 при их воздействии на пружину 30 .либо использованием электромагнита , воздействующего на пружину 30 одновременно с действ.ием стартера 27. (Клиноременный вариатор -может быть заменен гидравлической передачей. В этом случае (см. фиг. 3) коленчатый вал 11 соединен с поршневым насосом 31, сообщенным с пидромотором 32 также поршневого типа, соединенным с валом 10 нагнетател 7 и имеющим золотниковое распределение. Производитель-, ность гидромотора 32 определ етс наклоном пластины 33, управл емым манометрическим датчиком 34, соединенным с ресивером 4 при помощи трубки 35, т. е. реагирующим на давление воздуха перед нагнетателем 7. Насос 31 и гидромотор 32 передачи соединены каналами 36 и 37, которые могут быть замкнуты при помощи .перепускного клапана 38, взаимодействующего через систему рычагов-т г 28 и 29, управл емых от шестерни стартера 27. Дл упрощени и удешевлени клиноремен .ного вариатора (см. фиг. 4) вал 10 нагнетател 7 может быть соединен карданом 39 с полым валом 40, сочлененным с валом 41, выпол енньш с правой боковой поверхностью 42 приемного шкива. На конце вала 41 установлен шарикоподшипник 43, -вмонтированный в коробку 44, котора прикреплена к концу лоской пружины 45, закрепленной другим концом пр.и помощи уголка 46 на -блоке двигател /. Лева бокова поверхно-сть 47 щкива установлена на валу 41 с возможностью перемещени и снабжена мембранной коробкой 48, прикрепленной к выступу 49 вала 40. Внутри коробки 48 имеетс пружина 50, взаимодействующа с поверхностью 47. Канал 51 двигател . Ремень 16 смонтирован на шкиве 52 посто нного диаметра, закрепленном на коленчатом валу. Пр.и 100% нагрузке (см. фиг. 2) дл числа обор-отов Пд коленчатого вала 11, соответствующего 0,75-0,8Пд„зкс (точка а), отношение числа оборотов Пн нас-оса к числу оборотов Яд коленчатого вала выбирают так, чтобы количество в-оз.духа,, проход щее через .нагнетатель 7, было равно количеству воздуха, требуемому двигателю 1, т. е. /гн/Ид 1. В этом случае отношение давлени РК наддува после нагнетател .к величине давлени PI воздуха на входе в турбонагнетатель равно отношению давлени Р воздуха до нагнетател к величине давлени PI, следовательно, Пунктирна крива , характеризующа работу системы с описываемым приводом, и сплошна крива дл системы с нерегулируемым приводом, .пересекаютс в точке Л. Если число оборотов Пд увеличиваетс , то величина отношени РК JPi также увеличиваетс . Давление воздуха ло трубке 21 передаетс на поршень 20, сообщенный через щток 18 с упором боковой стороны 14 шкива вариатора . В результате этого воздействи соотношение Пн/Пд ум-еньшаетс , например, до величины 0,85 при числе оборотов % в точке б, что приводит к дополнительному понижению температуры наддувочного воздуха вследств.и-е его расширени в -нагнетателе 7. Таким образом, несмотр .на значительное повышение температуры воздуха за насосным к-олесо-м турбокомпрессора , температура воздуха, поступающего в .коллектор 5, соотв-етству-ет оптимальной. Нагнетатель 7 в данном случае используетс как детандер. При уменьшении числа оборотов Пд величина отношени РК /PI также уменьшаетс , что приводит к увеличению числа оборотов п, т. е. нагнетатель 7 используетс как втора ступень наддува. Следовательно, температура воздуха, поступающего в коллектор 5, снова близка к оптимальной. Таким образом, совместна работа агрегатов наддува и теплообменника обеспечивает оптимальные услови дл протекани процесса сгоран-и смесй в цилиндрах дв.игател . Пр-и запуске шестерн стартера 27 перемещаетс влево дл зацеплени с шестерней 25 и вендом 26 коленчатого вала //. При этом через систему рычагов 28 и 29 происходит отключение клиноременного или гидравлического вариатора. Передаточное отношение шестерни 25 и венца 26 выбирают из услови обеспечени резкого повышени давлени РК и, следовательно, ускорени запуска дв.игател . Предмет изобретени 1. Система регулировани наддува дл двиател внутреннего сгорани , содержаща турчерез теплообменник и приводной нагнетатель, отличающа с тем, что, с целью оптимизации воздухоснабжени двигател , привод нагнетател выполнен в виде вариатора.The boost control system for an engine / internal combustion engine contains a turbocharger 2 in communication with the engine, exhaust manifold 3 and receiver 4 for supplying air to the engine manifold 5 through heat exchanger 6 and drive system, for example, a rotary type supercharger 7. A connection 8 to the heat exchanger is supplied , and a lattice 9 discharges cooling water for the engine, which is adjusted to a constant temperature. The shaft 10 of the supercharger 7 is connected to the crankshaft 11 of the engine by a V-belt variator. The lateral sides 12 and 13 of the variator pulleys are located on shafts 10 and 11, and the lateral sides 14 and 15 can move in the axial direction, which allows varying the rotation speed of the wedge 16. The lateral sides of the 14 and 15 shchivs are moved simultaneously a control lever 17 actuated by the brush 1 of the pressure box 19. The piston 20 of the box 19 is exposed to air pressure in the tube 21 of the motor through the calibrated orifices 22-24 communicated with the receiver 4 and with the atmosphere. On the shaft 10, on the side opposite to the variator, a switchable gear train is installed, consisting of gear 25, communicated with gear ring 26 of the crankshaft 11 by means of starter gear 27. At the engine start / V-belt variator does not work. This is achieved by the interaction of the pulses 28 and 29 when they act on the spring 30 or by using an electromagnet acting on the spring 30 simultaneously with the starter motor 27. (Klinoremennyi variator can be replaced by hydraulic transmission. In this case (see Fig. 3 ) the crankshaft 11 is connected to a piston pump 31 communicated with a pidromotor 32 also of the piston type, connected to the shaft 10 of the supercharger 7 and having a spool-type distribution. The manufacturer of the hydraulic motor 32 is determined by the inclination of the plate 33 controlled by the manometer sensor 34, connected to receiver 4 by means of a tube 35, i.e. reacting to air pressure in front of the supercharger 7. The pump 31 and the hydraulic motor 32 of the transmission are connected by channels 36 and 37, which can be closed by means of an overflow valve 38 interacting through a system of levers t 28 and 29, controlled from the starter gear 27. To simplify and cheapen the V-belt variator (see Fig. 4), the shaft 10 of the supercharger 7 can be connected by a cardan 39 to a hollow shaft 40 articulated with the shaft 41, performed with the right side face 42 of the receiving pulley . At the end of the shaft 41, a ball bearing 43 is mounted, mounted in a box 44, which is attached to the end of a glossy spring 45 fixed by the other end of the aid of the corner 46 on the engine block /. The left side surface 47 of the pawl is mounted on the shaft 41 for movement and provided with a membrane box 48 attached to the protrusion 49 of the shaft 40. Inside the box 48 there is a spring 50 interacting with the surface 47. The motor channel 51. The belt 16 is mounted on a pulley 52 of constant diameter fixed to the crankshaft. Ave. and 100% of the load (see Fig. 2) for the number of revolutions of the front of the crankshaft 11, corresponding to 0.75-0.8Pd „zks (point a), the ratio of the number of revolutions Mon us-os to the number of revolutions Venom crankshaft The shaft is chosen so that the amount of in-air spirits passing through the blower 7 is equal to the amount of air required by the engine 1, i.e. / h / Id 1. In this case, the ratio of the supercharged pressure RK after the supercharger the pressure PI of the air entering the turbocharger is equal to the ratio of the pressure P of the air to the supercharger to the pressure PI, therefore the dashed line the curve characterizing the operation of the system with the drive described, and the solid curve for the system with an unregulated drive, intersect at point L. If the number of revolutions P increases, then the ratio RK JPi also increases. The air pressure to the tube 21 is transmitted to the piston 20, communicated via the brush 18 with the emphasis of the side 14 of the variator pulley. As a result of this effect, the Mon / Mon ratio decreases, for example, to a value of 0.85 with% revolutions at point b, which leads to an additional decrease in the temperature of the charge air due to its expansion in the -charger 7. Thus In spite of the fact that the air temperature behind the pumping turbine compressor is considerably higher, the temperature of the air entering the collector 5 corresponds to the optimum one. The supercharger 7 is in this case used as an expander. When the number of revolutions is reduced, the value of the ratio PK / PI also decreases, which leads to an increase in the number of revolutions n, i.e., the supercharger 7 is used as the second supercharging stage. Consequently, the temperature of the air entering the collector 5 is again close to optimal. Thus, the joint operation of the pressurized units and the heat exchanger provides optimal conditions for the process of combustion and mixture in the cylinders of the engine. When the starter gear 27 is started up, it moves to the left to engage the gear 25 and the crankshaft 26 Vend. In this case, through the system of levers 28 and 29, the V-belt or hydraulic variator is disconnected. The gear ratio of the gear 25 and the crown 26 is selected from the conditions for ensuring a sharp increase in the pressure RK and, consequently, for accelerating the launch of the engine. The subject matter of the invention 1. A boost control system for an internal combustion engine, comprising a heat exchanger and a drive supercharger turcu cut through, characterized in that, in order to optimize the engine air supply, the drive of the supercharger is in the form of a variator.

2.Система по п. 1, отличающа с тем, что вариатор выполнен клиноременным со шкивами переменного диаметра на валах нагнетател и двигател .2. The system according to claim 1, characterized in that the variator is made with V-belt pulleys of variable diameter on the shafts of the supercharger and the engine.

3.Система по пп. 1 и 2, отличающа с тем, что клиноременный вариатор имеет шкив посто нного диаметра на коленчатом валу и шкив переменного диаметра на промежуточном валу, снабженном подшипвиковой и пружинной опорами и присоединенном при помощи кардана к валу нагнетател .3. The system of PP. 1 and 2, characterized in that the V-belt variator has a pulley of constant diameter on the crankshaft and a pulley of variable diameter on the intermediate shaft, equipped with bearing and spring bearings and attached by means of a cardan to the supercharger shaft.

4.Система по п. 1, отличающа с тем, что вариатор выполнен в виде гидравлической передачи , содержашей установленный на коленчатом валу поршпевой насос, сообш.енный с4. The system according to claim 1, characterized in that the variator is made in the form of a hydraulic transmission, containing a piston pump mounted on the crankshaft, a piston pump communicated with

гидромотором поршневого типа, соединенным с валом нагнетател и ИМеюп им золотниковое распределение с управлением по импульсу давлени воздуха перед нагнетателем.piston-type hydraulic motor connected to the shaft of the supercharger and IMEyup the spool-type distribution with control by impulse of air pressure in front of the supercharger.

5.Система по пп. 2, 3 и 4, отличающа с тем, что, с целью повышени эффективности5. The system of PP. 2, 3 and 4, characterized in that, in order to increase the efficiency

нагнетател при запуске двигател , на валу нагнетател установлена передача, .например зубчата , взаимодействующа при запуске с коленчатым валом через промежуточное звено , отключающее при помощи системы рычагов вариатор.the supercharger when the engine is started, a gear is installed on the supercharger shaft, for example a gear that interacts with the crankshaft through an intermediate link, disengaging the variator by means of a lever system.

, kk

9 69 6

2929

23 2423 24

2222

Фиг. FIG.

0.85 шо°/ .0.85 sho ° /.

.; .- J .J L; .- J .J L

4/four/

,|,.,A, |,., A

5252

Фиг 4FIG 4

/-4/./-four/.