SU681204A1 - Силова установка - Google Patents

Description

(54) СИЛОВАЯ УСТАНОВКА

I

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к устройствам дл  регулировани  наддува силовых установок с двигател ми внутреннегосгорани .

Известны силовые установки, содержащие двигатель внутреннего сгорани , соединенный с потребителем нагрузки, турбокомпрессор и вспомогательный мотор, соединенный с последним и снабженный регул тором оборотов, к исполнительному меха1;изму которого подключен блок задани , св занный с датчиками параметров наддувочного воздуха, числа оборотов и положени  органа дозировани  подачи топлива 1.

При изменении любого из параметров, контролируемых датчиками, вырабатываемый соответствующим датчиком сигнал поступает в блок задани  и регул тор оборотов вспомогательного мотора через исполнительный механизм измен ет скорость вращени  вала последнего и соответственно число оборотов трубокомпрессора и развиваемое последним давление наддува, устанавлива  соответствие между количеством воздуха и топлива, подаваемых в двигатель.

То есть,известные устройства путем изменени  воздухоснабжени  обеспечивают заданную зависимость между коэффициентом избытка воздуха л и режимов работы двигател , соответствующую максимальным значени м индикаторного КПД , на установивщихс  режимах работы.

Однако дл  транспортных силовых установок установивщиес  режимы работы составл ют лиьпь часть эксплуатационных режимов.

Друга , существенна  часть режимов приходитс  на переходные режимы. Поэтому в известных установках согласование коэффициента а. с режимом работы двигател  осуществл етс  лищь на ограниченном числе режимов.

Цель изобретени  - улучщение воздухоснабжени  двигател  на переходных режимах .

Дл  этого потребитель нагрузки снабжен датчиком изменени  нагрузки по времени , подсоединенным к исполнительному механизму регул тора оборотов вспомогательного мотора.

На фиг. 1 дана принципиальна  схема предлагаемой силовой установки; на фиг. 2- график зависимости между положением органа дозировани  hp и часовым расходом топлива Вг , вводимой в блок задани ; на фиг. 3 - график зависимости индикаторного КПД двигател  от коэффициента избытка воздуха ct и от числа оборотов двигател  п, также вводимой в блок задани .

Цилиндры 1 двигател  2 внутреннего сгорани , в частности дизел , посредством выпускных патрубков 3 соединены с выпускным коллектором 4. Выпускной коллектор 4 переходным патрубком 5 св зан с турбокомпрессором 6, который соединен с электрическим вспомогательным мотором 7.

Двигатель 2 соединен с генератором 8,  вл ющимс  потребителем нагрузки. На двигателе установлен регул тор 9 частоты вращени , задание которой осуществл етс  от позиционера (контроллера) 10. На.воздушном ресивере 11 двигател , по которому воздух из турбокомпрессора 6 поступает к цилиндрам 1, установлены измерители параметров наддувочного воздуха; измеритель (датчик 12 давлени  наддувочного воздуха PS и измеритель (датчик)13 температуры наддувочного воздуха tg. Эти датчики 12 и 13 измер ют мгновенные значени  параметров наддувочного воздуха и ввиде электрических величин подают их на соответствующие им входы делител  14. Выход делител  14 характеризует мгновенное значение весового зар да воздуха Ga и св зан с первым входом делител  15. На второй вход делител  15 поступает ввиде электрического сигнала мгновенное значение цикловой подачи топлива Cjn . Дл  этого на двигателе 2 установлен измеритель частоты вращени  коленвала (датчик числа оборотов ) 16, св занный с входом функционального преобразовател  17. Второй вход функционального преобразовател  17 св зан с регул тором 9 частоты вращени , последний осуществл ет свои функции путем изменени  положени  органа дозировани  подачи топл.ива на величину hp и поэтому выполн ет роль датчика положени  органа дозировани  подачи топлива.

В преобразователь 17 заложена в математической форме характеристика топливного насоса данного конкретного двигател  В г ф(а,Нр) (см. фиг. 2). Выход из функционального преобразовател  17, характеризующий мгновенное значение цикловой подачи топлива Оц , соединен с вторым входом делител  15. Таким образом, на один вход делител  15 поступает сигнал , пропорциональный мгновенному значению Ga, а на другой вход - мгновенному значению .

Выход делител  15, сигнал которого характеризует мгновенное действительное значение коэффициента избытка воздуха на

ЦИКЛЙц °Д-,

где U) -теоретически необходимое количество воздуха на сгорание), соединен с первым входом блока 18 сравнени .

Второй вход блока 18 сравнени  соединен с выходом блока 19 задани . Выход из блока 19 задани  характеризует оптимальное значение коэффициента избытка воздуха й-оп , при котором индикаторный КПД двигател  имеет максимальное значение , в соответствии с приведенной на фиг. 3 зависимостью rii от п и Ч.

Дл  этого в пам ть блока 19 задани  заложена характеристика двигател  f(.), определ юща  дл  каждого скоростного режима двигател  значение коэффициента избытк:а воздуха - Вход блока задани  соединен с контроллером (позиционером ) 10. Выход из блока 18 сравнени  через диод 20 соединен соответствующим входом триггера 21, выход которого через исполнительный механизм регул тора 22 оборотов управл ет подачей электроэнергии от источника 23 питани  к электрическому вспомогательному мотору, управл ющему разгоном турбокомпрессора. 6.

На генераторе 8 установлен датчик 24 производной от нагрузки по времени /dt , подсоединенный через триггер 21 к регул тору 22 оборотов и соответственно включенному в него исполнительному механизму.

При работе предлагаемой силовой установки , представл ющей собой дизель-генератор , на любом установивщемс  режиме, задаваемом положением руко тки контроллера (позиционера) 10, регул тор 9 частоты вращени  выводит (держит) орган дозировани  подачи топлива на соответствующее этому режиму положение. Из регул тора 9 непрерывно поступает сигнал на вход функционального преобразовател  17. Этот сигнал характеризует мгновенное значение положени  органа дозировани . На второй вход функционального преобразовател  17 от измерител  16 частоты вращени  непрерывно поступает сигнал, характеризующий мгновенное значение оборотов коленвала двигател . Выходной сигнал из функционального преобразовател  17, характеризующий цикловую подачу топлива qu , поступает на вход делител  15. На другой вход делител  15 поступает мгновенное значение весового зар да воздуха Ga к моменту начала сжати . Дл  этого, измерители параметров наддувочного воздуха - датчики 12 и 13 соответственно давлени  и температуры непрерывно измер ют параметры наддувочного воздуха и ввиде электрических величин подают их на соответствующие входы делител  14.

Выходной сигнал из делител  14, характеризующий мгновенные значени  Ga f(C), поступает на второй вход делител  15. Выходной сигнал из делител  15, представл ющий собой мгновенное значение коэффициента избытка воздухайц в каждый момент времени аи, f(t), поступает на вход блока 18 сравнени . На второй вход блока 18 сравнени  поступает сигнал из блока 19 задани . Этот сигнал представл ет собой величину, пропорциональную .оптимальному значению коэффициента избытка воздуха , при котором индикаторный КПД двигател  имеет максимальное значение. В блоке 18 сравнени  сравниваютс  фактическое значение коэффициента избытка воздуха (. оптимальное сСц. Если d. то выходной сигнал из блока 18 сравнени  через диод 20 не поступает. Пол рность диода 20 установлена так,

что он пропускает сигналы, когда фактическое значение а ц меньше заданной величины tton . Этот сигнал поступает на триггер 21. Итак, в случае, если ац аоп, то из блока 18 сравнени  сигнал рассогласовани  через диод 20 поступает на триггер 21. Выходной сигнал из триггера 21 поступает на регул тор 22, который через свой исполнительный механизм включает подачу электроэнергии из источника 23 питани  к вспомогательному мотору 7 турбокомпрессора и одновременно регулирует ее параметры в соответствии с требуемым значениема оп . Этот мотор сообщает крут щий момент дополнительно к моменту, развиваемому газовой турбиной. Турбокомпрессор начинает интенсивно разгон тьс  до тех пор, пока выходной сигнал из блока сравнени  не будет равен нулю, после чего разгон прекратитс  и установитс  посто нна  скорость вращени , обеспечивающа  оптимальные значение аоп .

При изменении внещней нагрузки, вследствие переключени  руко тки контроллера (позиционера) 10, датчик 24 производной нагрузки по времени посылает сигнал на триггер 21, который через регул тор 22 и его исполнительный механизм открывает подвод тока из источника 23 питани  к мотору 7, обеспечива  максимальный его разгон. Это обеспечивает разгон турбокомпрессора 6 по импульсу от нагрузки раньще, чем блок 18 сравнени  «почувствует несоответствие а и Иов. Установление же требуемой скорости вращени  турбокомпрессора осуществл етс  блоком 18 сравнени  описанным выще способом, когда сигнал .рассогласовани  из последнего будет

равен нулю.

Дл  исключени  звонкового режима работы разгонного устройства при управл ющем воздействии от датчика изменени  нагрузки по времени, может быть он соединен с триггером 21 через R-С цепочку, удерживающую триггер во включенном состо нии в течение времени, пропорциональном производной от величины нагрузки по времени .

20

Claims (1)

1. Патент Франции №2183337, кл. F02D 33/00, опублик. .

ifOu

Й22

7М

LW2Z

Г7