Система рециркуляції відпрацьованих газів дизеля

Реферат: Система рециркуляції відпрацьованих газів дизеля містить впускний і випускний тракти, рециркуляційний трубопровід із запірним органом, сполучаючий тракти, два датчики витрати газу у вигляді мембран, установлених в корпусах з утворенням двох порожнин, в одних з них розміщені пружини і вони сполучені з трактами безпосередньо, а другі - через трубки Піто, причому мембрани через з'єднуючі їх шток і тягу зблоковані із запірним органом. Крім цього, в ній між датчиками і штоком додатково установлені пневматичні диференціатори сигналів, що виходять із датчиків, виконаних у вигляді корпуса з основною мембраною, притисненою до нього кришкою, допоміжною, з осьовим отвором, мембраною, зв'язаною трьома через 120° тягами, з основною і виконавчою мембранами, притисненими до корпуса додатковою кришкою, а виконавча мембрана з'єднана зі штоком і через тягу - із запірним органом, причому порожнина датчика, що з'єднана із трубкою Піто, із порожниною диференціатора між кришкою і основною мембраною сполучена через пневмолінію і дросель, а з порожниною між основною, допоміжною і виконавчою мембранами через пневмолінію - безпосередньо. UA 113508 U (12) UA 113508 U UA 113508 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Система належить до галузі двигунобудування, і зокрема стосується дизельних двигунів внутрішнього згоряння (дизелів) для зменшення забруднення довкілля їх відпрацьованими газами (ВГ). Відома система рециркуляції ВГ з пневматичним приводом містить впускний і випускний тракти дизеля, сполучені рециркуляційним трубопроводом з розміщеним в ньому запірним органом, зблокованим з першим і другим датчиками газу. Кожний датчик виконаний у вигляді мембрани, установленої в корпусі з розділенням його на дві порожнини, в одній з яких розміщена пружина, і вона сполучена через трубку з трактом, а друга порожнина з ним сполучена через трубку Піто, причому мембрани зблоковані із запірним органом через з'єднуючі їх шток і тягу (див. кн. Лиханов В.А., Сайкин A.M. Снижение токсичности автотракторных дизелей. - М.: Агропромиздат, 1991. - С. 136-138, рис. 52,6). Проте, недоліком відомої системи є спрацювання запірного органа з певним запізнюванням, спричиненим низькою швидкодією вихідних із датчиків сигналів, що понижує точність автоматичного регулювання і вихідні техніко-економічні показники дизеля на перехідних режимах роботи, а також підвищує забруднення ВГ довкілля. Таким чином, відома система рециркуляції ВГ має низьку точність функціонування і вихідні техніко-економічні показники дизеля, а також підвищене ними забруднення довкілля. Тому, в основу корисної моделі поставлено задачу підвищити точність функціонування і вихідні техніко-економічні режими роботи дизеля, а також зменшити ВГ забруднення довкілля, яка досягається відповідно до запропонованого технічного рішення, суттєвими ознаками якого є те, що сформовані в датчиках регулюючі сигнали пропорційні змінюванню витратам газу диференціюються, підсилюються, підсумовуються і далі результативні через шток і тягу надходять на виконавчий запірний орган. Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованій системі між датчиками і штоком додатково установлені перший і другий пневматичні диференціатори сигналів, що виходять із датчиків, кожний з яких виконаний у вигляді корпуса з основною мембраною, притисненою до нього кришкою, допоміжною, з осьовим отвором, мембраною, зв'язаною, трьома через 120° тягами, з основною мембраною, і виконавчою мембраною, притисненими до корпуса додатковою кришкою, а виконавча мембрана з'єднана зі штоком і через тягу - із запірним органом, причому порожнина датчика, що з'єднана із трубкою Піто, із порожниною між кришкою і основною мембраною диференціатора сполучена через пневмолінію і дросель, а з порожниною між основною, допоміжною і виконавчою мембранами пневмолінією - безпосередньо. Таке технічне рішення, в конструкції якого додатково включені пневматичні диференціатори з одержанням вихідних сигналів, пропорційних вхідним, і першої похідної від вхідних сигналів, підвищить точність функціонування системи і вихідні техніко-економічні показники дизеля, а також зменшить забруднення довкілля відпрацьованими газами. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд запропонованої системи рециркуляції відпрацьованих газів дизеля. Система містить впускний 1 і випускний 2 тракти дизеля, оснащені їх рециркуляційним трубопроводом 3, в якому розміщений запірний орган 4, зблокований з першим 5 і другим 6 датчиками витрати газу. Перший датчик 5 підключений до впускного тракту 1 за трубопроводом 3 по ходу потоку газу, а другий датчик 6 - до випускного тракту 2 перед рециркуляційним трубопроводом 3 по ходу потоку ВГ. Датчик 5 виконаний у вигляді мембрани 7, установленої в корпусі 8 з розділенням його на порожнини 9, 10. Порожнина 9 оснащена пружиною 11 і сполучена з трактом 1 через трубку 12, а порожнина 10 - з тим же трактом через трубку Піто 13. Датчик 6 виконаний у вигляді мембрани 14, установленої в корпусі 15 з розділенням його на порожнини 16, 17. Порожнина 16 оснащена пружиною 18 і сполучена з трактом 2 через трубку 19, а порожнина 17 - з тим же трактом через трубку Піто 20. Додатково установлений, зблокований з датчиком 5, перший пневматичний диференціатор 21 його вихідних сигналів, виконаний у вигляді корпуса 22 з основною мембраною 23, притисненою до нього кришкою 24, допоміжною, з осьовим отвором, мембраною 25, зв'язаною, трьома через 120° тягами 26, з основною мембраною і виконавчою мембранами 27, з'єднаними зі штоком 28 і через тягу 29 - із запірним органом 4. Мембрана 23 ділить корпус 22 на порожнину "а" між кришкою і мембраною, сполучену з порожниною 10 датчика 5 через пневмолінію 30 і дросель 31, і порожнину "в" між основною, допоміжною і виконавчою мембранами, сполучену з нею через пневмолінію 32 безпосередньо. Другий пневматичний диференціатор 33 вихідних сигналів датчика 6 включає корпус 34, кришку 35 і, притиснену нею до корпуса, основну мембрану 36, а також допоміжну, з осьовим отвором, мембрану 37, зв'язану, трьома через 120° тягами 38, з основною мембраною, і виконавчу мембрану 39, з'єднану зі штоком 28 і через тягу 29 - із запірним органом 4. Корпус 34 розділений основною мембраною 36 на порожнини "c","d", 1 UA 113508 U 5 10 15 20 25 30 з яких порожнина "с" розміщена між кришкою 35, і мембраною сполучена з порожниною 17 датчика 6 через пневмолінію 40 і дросель 41, а порожнина "d" - між основною, допоміжною і виконавчою мембранами сполучена з нею через пневмолінію 42 безпосередньо. Запропонована система працює наступним чином. При роботі дизеля на режимі холостого ходу частоти обертання його колінчастого вала запірний орган 4 установлений в положенні, що відповідає 70…80 %-ній рециркуляції ВГ. В міру підвищення дії на нього зовнішнього навантаження і постійній частоті обертання колінчастого вала витрата повітря і ВГ в районі датчиків 12, 13 впускного тракту 1 практично не змінюється, а витрата ВГ у випускному тракті 2 збільшується. Це збільшення сприймається мембраною 14 датчика 6, яка, долаючи опір пружини 18, підвищує розрідження в його порожнині, останнє через пневмолінію 40 і дросель 41 буде надходити в порожнину "с", а через гідролінію 42 - в порожнину "d" другого диференціатора 33. Однак, через наявність дроселя 41 розрідження в порожнині "с" буде зростати повільніше, ніж в порожнині "d". В результаті основна мембрана 36 і зв'язана з нею тягами 38 допоміжна 37 піднімуться догори, створюючи додатковий приріст розрідження в порожнині "d". Внаслідок цього відбувається додавання двох розріджень, тобто вихідне підсумоване розрідження в порожнині "d" буде складатися із розрідження, викликаного збільшенням витрати ВГ і підвищення розрідження, викликаного швидкістю (першою похідною) збільшення витрати ВГ, обумовленою запізнюючим переміщенням основної мембрани 36 і додатковим через те переміщенням допоміжної мембрани 37 і в результаті збільшенням об'єму порожнини "d". Від різкого збільшення розрідження в порожнині "d" виконавча мембрана 39 різко перемістить шток 28, який через тягу 29 уже з більшою швидкістю прикриє запірний орган 4. У випадку змінювання частоти обертання колінчастого вала витрати повітря і ВГ в трактах дизеля змінюються один пропорційно другому, при цьому різниця перепадів тисків на мембранах 7,14 не змінюється, забезпечуючи незмінне положення запірного органа 4. Використання запропонованої системи рециркуляції відпрацьованих газів дизеля, у порівнянні з уже відомим, дасть можливість: розширити функціональні можливості системи за рахунок формування додаткової складової сигналу переміщення штока, а через тягу - запірного органа, пропорціонального швидкості відхилення витрати відпрацьованих газів; підвищити динамічні показники системи рециркуляції, а також техніко-економічні показники дизеля залежно від навантажувальних режимів його роботи; зменшити забруднення відпрацьованими газами і покращити екологію довкілля; розширити область застосування особливо на дизелях, що працюють на режимах перемінних навантажень. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 Система рециркуляції відпрацьованих газів дизеля, що містить впускний і випускний тракти, рециркуляційний трубопровід із запірним органом, сполучаючий тракти, два датчики витрати газу у вигляді мембран, установлених в корпусах з утворенням двох порожнин, в одних з них розміщені пружини і вони сполучені з трактами безпосередньо, а другі - через трубки Піто, причому мембрани через з'єднуючі їх шток і тягу зблоковані із запірним органом, яка відрізняється тим, що в ній між датчиками і штоком додатково установлені пневматичні диференціатори сигналів, що виходять із датчиків, виконаних у вигляді корпуса з основною мембраною, притисненою до нього кришкою, допоміжною, з осьовим отвором, мембраною, зв'язаною, трьома через 120° тягами, з основною і виконавчою мембранами, притисненими до корпуса додатковою кришкою, а виконавча мембрана з'єднана зі штоком і через тягу - із запірним органом, причому порожнина датчика, що з'єднана із трубкою Піто, із порожниною диференціатора, між кришкою і основною мембраною сполучена через пневмолінію і дросель, а з порожниною між основною, допоміжною і виконавчою мембранами через пневмолінію безпосередньо. 2 UA 113508 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3