SU650517A3 - Устройство дл наддува двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Description

Двигатапь / внутреннего сгоран  снабжен трубокомпрессором, состо щим из турбины 2 и приводимого от последней через зал 3 компрессора 4. Обводна  труба 5 соедин ет газоприемный 6 и воздухонапорный

7патрубки турбокомпрессора. Орган 5 дросселировани  представл ет собой тарельчатый клапан и установлен в обводной трубе. Обводна  труба подключена к газоприемному патрубку через дополнительную камеру 9 сгорани . Тарельчатый клапан посредством штока 10 св зан с уравновешивающим поршнем 11 в виде подвижной стенки полости, подключенной к трубе.

8варианте, приведенном на фиг. 1, роль такой стенки выполн ет торцова  стенка внутренней полости сильфона 12, подключенного в трубе при помощи отверсти  13, расположенного на участке, заключенном между органом дросселировани  и воздухонапорным патрубком трубокомпрессора. В варианте, приведенном па фиг. 2, полость находитс  в штоке тарельчатого клапана, имеюшем увеличенный диаметр. Клапан подпружинен при помощи пружины 14, усилие которой регулируетс  винтом 15. Боковые стенки сильфона также выполн ют роль пружины, а предварительна  зат жка этой пружины зависит от перемещени  по резьбе подвижного упора 16.

На фиг. 2 показана установка золотника 17 в отверстии 13. Золотник кинематически соединен с уравновешивающим поршнем при помощи пружины 18. При этом полость дополнительно при помощи канала 19 сообщена с участком 20, заключенным между органом дросселировани  и газоприемным патрубком 6 турбины. К уравновешивающему поршию может быть подсоединен амортизатор, как иоказано на фиг. 4. Шток 10 тарельчатого клапана может быть соединен с поршнем 21, помещенным в цилиндрическую иолость 22, заполненную в зкой жидкостью. Разделенные поршнем части полости 22 сообщаютс  между собой при помощи сквозных отверстий, поэтому поршень служит амортизатором колебаний клапана . Давление в зкой жидкости можно измен ть при помощи насоса 23. Это давление может в св зи с этим выполн ть роль подвижного упора и замен ть усилие пружины .

Золотник 17 кинематически соединен с устройством дл  регулировани  подачи топлива в дополнительную камеру сгорани . Система подачи топлива содержит топливный насос 24, соединенный при помогци напорного трубопровода 25 с форсун ой 26, установленной в дополнительной камере сгорани .

Дл  регулировани  количества топлива, впрыскиваемого через форсунку, предусмотрен сливной трубопровод 27, подключенный при помощи гибкого участка 28 к устройству дл  регулировани  расхода. Это

устройство выполнено в виде дроссельного отверсти  29 и помещенного в него подвижного конуса 30, кинематически соединенного с золотником при помощи штока 31. Дроссельное отверстие 29 расположено в перегородке 32, отдел ющей в полости штока 10 клапана отсеки 33 и 34, один из которых соединен со сливным трубопроводом 27, а второй при помощи дренажной

трубы 35 - с топливным баком 36. При перемещении золотника перемещаетс  подвижный конус 30 и измен етс  проходное сечение дл  слива топлива, подаваемого насосом 24 неносредственно в бак, и соответственно количество топлива, впрыскиваемого в дополнительную камеру сгорани  через форсунку 26. Дл  перемещени  золотника используетс  перепад давлений, действующих на его торцовые поверхности.

Дл  этого предусмотрена дополнительна  магистраль 37, соедин юща  полость 38 в штоке с воздуховпускным ресивером 39 двигател , т. е. с тем участком системы воздухоснабжени , на котором сжатый воздух

уже подвергс  охлаждению в воздухоохладителе . В магистрали 37 установлен игольчатый клаиан 40, а в полости 38 имеетс  дросселирующее отверстие 41, сообщающее ее с атмосферой. Дополнительиа  камера 9

сгорани  соединена также с выхлопным коллектором 42 двигател  при помощи трубы 43.

В процессе работы двигател  / он пи таетс  воздухом, сжатым в компрессоре 4.

Часть воздуха из этого компрессора перепускаетс  по обводной трубе 5 в дополнительную камеру сгорани . Изменение количества перепускаемого воздуха и количества топлива, подаваемого в дополнительную

камеру сгорани , позвол ет регулировать давление наддува двигател .

Орган 8 дросселировани  (тарельчатый клапан), установленный в обводной трубе 5, понижает давление на величину АР,  вл ющуюс  нарастающей функцией, предпочтительно линейной или существенно линейной , от давлени  Р перед органом дросселировани .

Эту линейную функцию можно записать

в виде

АР аР + р ,

где а и р - коэффициенты.

Так как дроссельный орган выполнен в виде тарельчатого клапана, на торцы его тарелки действуют давлени  Р и Р-ДР, стрем щиес  его переместить. Разность этих давлений уравновешиваетс  иодвижной стенкой полости, подключенной к трубе. Пружина М обеспечивает открытие клапана в момент запуска и требуемый закон изменени  проходного сечени  клапана, дл  чего и предусмотрен регулировочный

винт 15. В дополнительную камеру 9 сгорани  поступают: первичный воздух в зону сгорани  через окна золотника /7; выхлопной газ из трубы дл  введени  этого выхлопного газа в зону смешени , расположенную ниже зоны сгорани ; вторичный воздух, поступающий через клапан, дл  введени  свежего воздуха на уровне упом нутой зоны смешени . Дл  впуска первичного воздуха предусмотрен центральный клапан 19, расположенный коаксиально с камерой сгорани , дл  впуска выхлопных газов - первый кольцевой трубопровод, окружаюш,ий центральный трубопровод, в котором образована зона горени , а дл  впуска вторичного воздуха - второй кольцевой трубопровод, охватываюший первый кольцевой трубопровод . Орган дросселировани  (тарельчатый клапан) регулирует расход вторичного воздуха путем обеспечени  перепада давлений . Золотник 17 регулирует расход вторичного воздуха. Проходное сечение золотника зависит от перепада АР, регулируемого клапаном. Таким образом, между проходным сечением SP дл  первичного воздуха и проход ным сечением 5 дл  вторичного воздуха существует определенна  зависимость. Если АР обозначает разность давлени  по обе стороны клапана, а Р - есть давление в верхней части обводного трубопровода , можно записать нарастающую линейную функцию, св зывающую ДР и Р следующим образом: AP aP-f,p, где аир - два коэффициента. С другой стороны, можно записать, что эта разность давлени  АР пропорциональна удельной массе m свежего воздуха и квадрату его скорости и. , где k - в первом приближении посто нна  величина. Таким образом, из обоих приведенных уравнений можно вывести величину скорости и: Но сумма проходных сечений Sp и 5 св зана с общим расходом Q свежего воз духа по обводной трубе следующим урав нением: SP+SS где S;, функци  Я, или 5р |Р|, Р есть заданный закон, св зывающий роходное сечение Sp с давлением Р или амен   скорость ее величиной в зависиости от давлени  S, + 5, Q + P) В этих услови х расход первичного возуха QP зависит только от давлени  Р по равнению Qp /(P)Ca + P) l. L Расход вторичного воздуха Q всегда равен разности между общим расходом через обводную трубу и расходом первичного воздуха QJ, Q. Q-Qp. Сумма проходных сечений Sp+Ss (соответственно дл  первичного и вторичного воздуха) определ етс , таким образом, величинами давлени  выпуска Р компрессора и расходом Q свежего воздуха в обводной трубе. Такпм образом видно, что достаточно воздействовать на одно из этих проходных сеченпй 5р и S,., второе регулируетс  само под действием перепада давлений. Дл  этого, как показано на фиг. 2, золотник 17 может быть выполнен в виде поршн , одна из поверхностей которого подвергаетс  воздействию давлени  первичного воздуха, а друга  его поверхность подвержена воздействию противодавлени  Р. и пружины 18. Перекрытие или открывание отверсти  или отверстий 13 посредством золотника можно осуществл ть, снабдив его одним или несколькими отверсти ми, выполненными в юбке поршн . Противодавление, воздействующее на этот золотник, может быть равно атмосферному давлению. Однако в некоторых случа х и с целью перемещени  зоны регулировани  выбрать противодавление PC, которое выше атмосфериого давлени ; дл  этого предусмотрено подключение полости 35, ограниченной торцом золотника, к впускному ресиверу 39 двигател  и сообщение этой полости с атмосферой при помощи дросселирующего отверсти  41. Сжатый воздух посто нно выходит из полости 38 через отверстие 41, в результате чего в ней устанавливаетс  некоторое избыточное давление PC, которое ниже, давлени  наддува. Когда давление, воздействующее на золотник увеличиваетс , он смещаетс  влево

и зшеньшает проходное сечение отверсти  13 и тем самым снижает расход иервичноfo воздуха.

Вариант изобретени , показанный на фиг. 2, позвол ет путем воздействи  на геометрию золотника и на характеристики пружины, выбирать закон зависимости между проходным сечением Sp и давлением Р-АР. или разностью этим давлением Р- АР и противодавлением PC в регулировочной полости 38.

Каждой- величине проходного сечени  SP соответствует величина расхода первичного воздуха Q,,, и следовательно, величина расхода топлива, вводимого в камеру сгорани , причем этот расход топлива обеспечиваетс  геометрией подвижного конуса 30, перемещаемого золотником.

При перемещении конуса в отверстии 29 измен етс  проходное сечение дроссел  и количество топлива, сливаемого по дренажной трубе 35. Соответственно мен етс  количество топлива, попадающего через форсунку в дополнительную камеру сгорани , т. е. соединение устройства дл  регулировани  расхода топлива с золотником позвол ет согласовывать между собой расход воздуха и топлива, поступающих в дополнительиую камеру сгорани .

В результате соединение органа дросселировани  с уравновешивающнм поршнем , .как было показано, обеспечивает согласование расхода воздуха через обводпую трубу с режимом работы двигател  и соответственно улучшает согласование давлени  наддува двигател  с режимом работы .

Claims (5)

1.Устройство дл  наддува двигател  внутреннего сгорани , содержащее турбокомпрессор , газоприемный и воздухонаиориый патрубки которого сообщены между собой при помощи обводной трубы с уотаповленным в ней органом дросселировани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  экономичности двигател  путем согласовани  расхода воздуха через обводную трубу с режимом его работы, орган дросселировани  соединен с уравновещивающим иорщнем, выполненным в виде

подвил иой стенки полости, подключенной к трубе.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес   тем, что орган дросселировани  выполнен подпружиненным.

3. Устройство по пп. 1-2, отличающеес  тем, что к уравновешивающему поршню подсоединен амортизатор.

4.Устройство но пп. 1-3, отлпчающ е е с   тем, что полость подключена к

трубе при помощи отверсти , расположенного на участке, заключенном между органом дросселировани  и воздухонапорным патрубком.

5.Устройство по п. 4, о т л и ч а ю щ е ес   тем, что в отверстии установлен золотник , кинематически соединенный с уравновешивающим порщнем, а полость дополнительно при помощи канала сообщена с участком трубы, заключенным между органом дросселировапп  и газоприе.мным патрубком .

Источник информации, прин тый во внимание при экспертизе:

1. Патент Швейцарии 508127, кл. F 02 В 37/00, опублик. 1971.