Спосіб дозування компонентів суміші в імпульсному тепловому двигуні

Спосіб дозування компонентів газоповітряної суміші в імпульсному тепловому двигуні, за яким здійснюють послідовну подачу компонентів до камери згоряння і одночасно визначають їх кількість за тривалістю часу їх подачі, який відрізняється тим, що забезпечують постійний перепад тиску між камерою і магістралями газу та повітря, а тривалість часу подачі кожного з компонентів визначають за формулою:  t , G де t - тривалість часу подачі компонента; М - маса компонента, визначена, виходячи з заданого рівня енергії; G - масова витрата компонента при використовуваному значенні перепаду тиску. Винахід належить до галузі теплових газових двигунів, зокрема до системи дозування компонентів паливної суміші, що додається до камери згоряння імпульсного (аперіодичного) теплового двигуна з внутрішнім сумішоутворенням, які застосовують для приводу рухомих частин імпульсних машин, наприклад, для обробки металів тиском. Відомий спосіб дозування компонентів суміші, який реалізовано в камері згоряння [а. с. СРСР №300088, МКл. F02b43/00,B21d26/08] у вигляді послідовної подачі до порожнини камери спочатку горючого газу до заданого тиску, а потім стисненого повітря в кількості, достатній для забезпечення повного згоряння одержаної суміші протягом робочого циклу, тобто для одержання стехіометричного співвідношення компонентів. Відомий спосіб дозування, який описано в а. с. СРСР №478479, МКл. F02dl9/02, B23d26/08, G05dl 1/02, за яким процес послідовного дозування компонентів супроводжують поточним вимірюванням їх тиску, необхідним для забезпечення як кількіс ного співвідношення газу та повітря, яким визначається потрібний рівень енергії робочого циклу, так і якісного (стехіометричного) складу їх суміші. Найбільш близьким за призначенням та технічною суттю є вибраний як прототип спосіб дозування компонентів газоповітряної суміші в імпульсному тепловому двигуні, який описано в Пат. України, № 45829, МПК7 F02B43/00, B21D26/09, опубл. 15.06.2004, бюл. № 6/2004, за яким здійснюють послідовну подачу компонентів до камери згоряння і одночасно визначають їх кількість за тривалістю часу їх подачі. Недоліком відомого способу дозування є недостатня точність дозування енергії при роботі імпульсного теплового двигуна з високою циклічністю. Так, наприклад, як зазначено в статті Лосева О.В та Ладухіної О.С. [Лосев А.В. Влияние прогрева камеры сгорания импульсных машин на температуру горючей смеси / А.В. Лосев, О.С. Ладухина // Обработка металлов давлением в машиностроении. - Вып. 25. - X., 1989. - С. 90-92.] при роботі таких аперіодичних приводів з частотою більше (19) UA (11) 94196 (13) (21) a201007632 (22) 18.06.2010 (24) 11.04.2011 (46) 11.04.2011, Бюл.№ 7, 2011 р. (72) МАЗНІЧЕНКО СТАНІСЛАВ ОНИСИМОВИЧ, ПЛАНКОВСЬКИЙ СЕРГІЙ ІГОРОВИЧ, ШИПУЛЬ ОЛЬГА ВОЛОДИМИРІВНА, ТРИФОНОВ ОЛЕГ ВАЛЕРІЙОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ АЕРОКОСМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. М.Є.ЖУКОВСЬКОГО "ХАРКІВСЬКИЙ АВІАЦІЙНИЙ ІНСТИТУТ" (56) SU 300088, 07.12.1981 SU 478479, 15.05.1982 UA 45829, 15.04.2002 DE 19803689, 18.11.1999 FR 2708046, 27.01.1995 GB 2256945, 23.12.1992 RU 2122644, 27.11.1998 US 4664086, 12.05.1987 C2 1 3 94196 ніж 2 цикли на хвилину через 120-180 циклів температура внутрішніх стінок камери згоряння встановлюється на рівні 120-140 °С. При цьому компоненти паливної суміші нагріваються під час наповнення в ході теплообміну зі стінками камери згоряння, що призводить до відповідного підвищення їхнього тиску. У випадку контролю кількості компонентів за тиском в камері внаслідок цього фактична маса поданого заряду буде меншою, ніж це потрібно, хоча рівень тиску буде відповідати заданим значенням. У згадуваній статті вказується, що за таких умов зменшення енергії приводу може досягати 15-20 %. При визначенні кількості кожного з компонентів за тривалістю часу їх подачі до камери згоряння, як запропоновано у прототипі, встановлення часу наповнення для кожного з компонентів проводиться експериментально. Такий спосіб потребує проведення великої кількості експериментів для встановлення значень тривалості подачі кожного з компонентів в залежності від температури стінок з використанням високоточних датчиків тиску. Крім того, для його використання потрібно встановлювати додаткові датчики для вимірювання температури стінок камери згоряння, що призводить до додаткових похибок при дозуванні енергії. В основу винаходу покладено рішення задачі збільшення точності дозування енергії імпульсного теплового двигуна, при строгому додержанні стехіометричного складу суміші, шляхом змінення принципу визначення часу подачі кожного з компонентів. Поставлена технічна задача вирішується тим, що у запропонованому способі дозування компонентів суміші в імпульсному тепловому двигуні, за яким здійснюють послідовну подачу газу та повітря до камери згоряння і одночасно визначають їх кількість за тривалістю часу подачі кожного з них згідно з винаходом, забезпечують постійний перепад тиску між камерою і магістралями газу та пові Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 4 тря, а тривалість часу подачі кожного з компонентів визначають за формулою: M t G де t - тривалість часу подачі компонента; М - маса компонента, визначена, виходячи з заданого рівня енергії; G - масова витрата компонента при використовуваному значенні перепаду тиску. Поставлена технічна задача вирішується також тим, що співвідношення тривалості часу подачі кожного з компонентів вибирають так, щоб забезпечити стехіометричний склад суміші. При цьому, завдяки забезпеченню постійного перепаду тиску між камерою і магістралями газу та повітря, масова витрата компонентів є постійною і не залежить від розігріву суміші при теплообміні зі стінками камери, що дозволяє забезпечити точне дозування енергії. Спосіб реалізують таким чином. Здійснюють спочатку подачу горючого газу до камери згоряння протягом заданого проміжку часу, потім для одержання суміші стехіометричного складу до камери подають стиснене повітря, визначаючи його кількість також тривалістю часу подачі. При цьому забезпечують постійний перепад тиску між камерою і магістралями газу та повітря. В обох випадках час відлічують з високою точністю. Кількість одиниць часу, які відповідають тій або іншій кількості компонента в камері, визначають за наведеною формулою, а величину масової витрати для кожного з компонентів для використовуваного значення перепаду тиску визначають заздалегідь експериментальним шляхом. Запропонований спосіб дозування дозволяє одержати в камері згоряння імпульсного теплового двигуна задану кількість суміші за масою й необхідне співвідношення (стехіометричний склад) компонентів з високою точністю, забезпечити стабільність дозування енергії, тобто й надійність роботи приводу в цілому. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601