Система рециркуляції відпрацьованих газів дизеля з турбонаддувом

Реферат: Система рециркуляції відпрацьованих газів дизеля з турбонаддувом містить впускний і випускний тракти дизеля, рециркуляційний трубопровід із запірним органом, сполучаючий тракти, два датчики витрати газу у вигляді відцентрових механізмів частоти обертання дизеля і турбокомпресора, взаємодіючі з механізмом керування із запірним органом. Між механізмом керування і запірним органом додатково установлений прискорювач вихідних із механізму керування сигналів. Прискорювач виконаний у вигляді гідравлічного демпфера з розміщеним усередині поршнем і штоком, з утворенням двох штокових порожнин, сполучених між собою через обвідну гідролінію і регулювальний дросель, і підсумовуючого двоплечого важеля, одне плече якого з'єднано із запірним органом, друге плече - зі штоком демпфера, а середня частина тягою - з механізмом керування. В підсумовуючому важелі виконаний паз, в який установлена плоска пружина, жорстко з'єднана в середній своїй частині з віссю підсумовуючого важеля. UA 122837 U (12) UA 122837 U UA 122837 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Система належить до галузі двигунобудування, і зокрема до дизельних двигунів внутрішнього згоряння (дизелів) з турбонаддувом для зменшення токсичності і димності їх відпрацьованих газів і забруднення довкілля. Відома, найбільш близька за суттю і технічною реалізацією, система рециркуляції відпрацьованих газів дизеля з турбонаддувом, що містить підключений до дизеля турбокомпресор, а до його впускного тракту паливний насос, і випускний тракт, який для перепуску відпрацьованих газів сполучений з впускним трактом через трубопровід з розміщеним запірним органом, з'єднаним через механізм керування з датчиком частоти обертання дизеля. Турбокомпресор обладнаний датчиком частоти обертання його вала, який підключений до механізму керування, зв'язаного додатково через пружну ланку з рейкою паливного насоса [див. а.с. 767378, СРСР]. Однак недоліком відомої системи, через гнучкий зв'язок турбокомпресора з дизелем, є запізнююче спрацювання запірного органа викликане низькою швидкодією вихідних із датчиків сигналів, що понижує точність автоматичного регулювання перепуском відпрацьованих газів і вихідні експлуатаційні техніко-економічні показники дизеля на перехідних навантажувальних і швидкісних режимах його роботи, а також підвищує забруднення довкілля. Таким чином, відома система рециркуляції відпрацьованих газів має низьку точність функціонування і вихідні техніко-економічні показники дизеля, а також підвищене забруднення довкілля. Тому, в основу корисної моделі поставлено задачу підвищити точність функціонування системи, вихідні експлуатаційні техніко-економічні показники роботи дизеля, а також зменшити токсичність, димність відпрацьованих газів і покращити екологію довкілля, яка досягається, відповідно до запропонованого технічного рішення, суттєвими ознаками якого є те, що сформовані в датчиках регулюючі сигнали, пропорційні змінюванню витратам відпрацьованих газів прискорюються і далі надходять на виконавчий запірний орган. Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованій системі між механізмом керування і запірним органом додатково установлений прискорювач вихідних із механізму керування сигналів, виконаний у вигляді гідравлічного демпфера з розміщеним усередині поршнем і штоком, з утворенням двох штокових порожнин сполучених між собою через обвідну гідролінію і регулювальний дросель і підсумовуючого двоплечого важеля, одне плече якого з'єднано із запірним органом, друге плече - зі штоком демпфера, а середня частина через тягу з механізмом керування. При цьому в підсумовуючому важелі виконаний поздовжній паз, в який установлена плоска пружина, взаємодіюча периферійними кінцями з важелем і жорстко з'єднана в середній своїй частині з віссю підсумовуючого важеля. В такому технічному рішенні з додатковим включенням прискорювача з одержанням вихідних сигналів пропорційних вхідним і першій похідній від вхідних сигналів, підвищиться швидкодія запірного органу і точність функціонування системи, а також вихідні експлуатаційні техніко-економічні показники дизеля при зменшенні токсичності, димності і забруднення довкілля відпрацьованими газами. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд запропонованої системи рециркуляції відпрацьованих газів дизеля з турбонаддувом. Система містить підключений до впускного тракту 1 дизеля 2 турбокомпресор 3, а до впускного тракту 4 - паливний насос 5 з рейкою 6. Для перепуску відпрацьованих газів випускний тракт 1 з'єднаний з впускним трактом 4 через рециркуляційний трубопровід 7, в якому розміщений запірний орган 8, з'єднаний через механізм керування 9 з відцентровим датчиком 10 частоти обертання колінчастого вала дизеля. Турбокомпресор 3 оснащений відцентровим датчиком 11 частоти обертання вала 12. Датчик 11 підключений до механізму керування 9, до якого додатково через пружну ланку 13 під'єднана рейка 6 паливного насоса 5. Керування подачею палива в дизель здійснюється через педаль 14, кінематично зв'язану з рейкою 6 насоса. Додатково, між механізмом керування 9 і запірним органом 8, установлений прискорювач вихідних із механізму керування сигналів. Прискорювач виконаний у вигляді гідравлічного демпфера, усередині корпусу 15 якого розміщений поршень 16 зі штоком 17, з утворенням двох штокових порожнини сполучених між собою через обвідну гідролінію 18 і регулювальний дросель 19, а також підсумовуючого двоплечого важеля 20. Важіль 20 одним плечем з'єднаний із запірним органом 8, а другим плечем - зі штоком 17 гідравлічного демпфера, а середня частина через тягу 21 - з механізмом керування 9. При цьому в підсумовуючому важелі виконаний поздовжній паз, в якому установлена плоска пружина 22, жорстко з'єднана в середній своїй частині з віссю 23 важеля 20. Вільні кінці пружини 1 UA 122837 U 5 10 15 20 25 30 35 40 взаємодіють з важелем 20 таким чином, що біля осі пружина не взаємодіє з важелем, а тільки лише на самих кінцях. Запропонована система працює наступним чином. При роботі дизеля на режимі холостого ходу частоти обертання його колінчастого вала зусилля від датчиків частоти обертання 10 дизеля і турбокомпресора 11 взаємно врівноважені при відкритому положенні запірного органа 8. В міру збільшення на дизель зовнішнього навантаження і постійній частоті обертання його колінчастого вала витрата повітря і відпрацьованих газів в районі датчика впускного тракту 4 практично не змінюється, а витрата відпрацьованих у випускному тракті 1 збільшується. Це збільшення викликає підвищення частоти обертання турбокомпресора 3, внаслідок чого відцентровий датчик 11, долаючи опір відцентрового датчика 10, переміщує механізм керування 9 ліворуч. В результаті цього друге плече підсумовуючого двоплечого важеля 20, з'єднане зі штоком 17 гідравлічного демпфера, затримається через опір переміщення його поршня 16 ліворуч, спричинений дроселюванням робочої рідини в перепускній гідролінії 18. Це викликає додаткове (відносно середньої, з'єднаної з тягою 21 частини підсумовуючого важеля 20) переміщення його верхнього плеча. При цьому відбувається додавання двох переміщень, тобто вихідне підсумовуване переміщення буде складатися із переміщення викликаного збільшенням витрати відпрацьованих газів і збільшенням переміщення, викликаного швидкістю (першою похідною) від збільшення витрати відпрацьованих газів, обумовленого запізнюючим переміщенням плеча підсумовуючого важеля 20, зв'язаного зі штоком 17 гідравлічного демпфера і додаткового через те переміщення протилежного плеча зв'язаного із запірним органом 8 і внаслідок збільшення результуючого вихідного переміщення, яке різко перемістить і уже з більшою швидкістю прикриє запірний орган 8. З переходом до усталеного режиму, коли сили опору перетікання робочої рідини в демпфері із однієї в другу штокові порожнини і жорсткості плоскої пружини зрівноважаться, підсумовуючий важіль 20 займе таке положення, коли він з вхідною тягою 21 утворять прямий кут. Ступінь введення складової пропорційної швидкості переміщення може змінюватися залежно від настроювання регулювального дроселя гідравлічного демпфера. У випадку дії на дизель великих навантажень запірний орган 8 повністю перекриє рециркуляційний трубопровід 8. При різкому натисканні на педаль 14 важеля керування паливним насосом 5 переміщення його рейки 6 переходить у відповідність з частотою обертання колінчастого вала дизеля шляхом її гальмування механізмом керування 9 і пружною ланкою 13, забезпечуючи незмінним положення запірного органа 8. Використання запропонованої системи рециркуляції відпрацьованих газів дизеля з турбонаддувом, у порівнянні з уже відомим, дасть можливість: розширити функціональні можливості системи за рахунок формування додаткової складової вихідного сигналу переміщення через підсумовуючий важіль запірного органа, пропорційного швидкості відхилення витрати відпрацьованих газів; підвищити динамічні показники системи рециркуляції, а також вихідні експлуатаційні технікоекономічні показники дизеля з турбонаддувом залежно від навантажувальних режимів його роботи; зменшити токсичність і димність відпрацьованих газів з одночасним покращенням довкілля; розширити область застосування на дизелях з турбонаддувом, працюючих в агрегатах на режимах перемінних навантажень. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Система рециркуляції відпрацьованих газів дизеля з турбонаддувом, що містить впускний і випускний тракти дизеля, рециркуляційний трубопровід із запірним органом, сполучаючий тракти, два датчики витрати газу у вигляді відцентрових механізмів частоти обертання дизеля і турбокомпресора, взаємодіючі з механізмом керування із запірним органом, яка відрізняється тим, що в ній між механізмом керування і запірним органом додатково установлений прискорювач вихідних із механізму керування сигналів, виконаний у вигляді гідравлічного демпфера з розміщеним усередині поршнем і штоком, з утворенням двох штокових порожнини, сполучених між собою через обвідну гідролінію і регулювальний дросель, і підсумовуючого двоплечого важеля, одне плече якого з'єднано із запірним органом, друге плече - зі штоком демпфера, а середня частина тягою - з механізмом керування, причому в підсумовуючому важелі виконаний паз, в який установлена плоска пружина, жорстко з'єднана в середній своїй частині з віссю підсумовуючого важеля. 2 UA 122837 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3