СИСТЕМА ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО ДИЗЕЛЯ С НАДДУВОМ

Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано для повышения мощностных, экономических и экологических показателей транспортного дизеля с наддувом.
Известна система для повышения приемистости транспортного дизеля с наддувом, содержащая ресивер с сжатым воздухом, штатный компрессор, фильтр, редуктор, воздушный фильтр, электропневмоклапан, компрессор, турбину, глушитель, выпускной трубопровод, двигатель, впускной трубопровод, датчик давления наддувочного воздуха, электронный блок управления, выключатель на щитке приборов, микровключатель под педалью подачи топлива, датчик давления сжатого воздуха в ресивере (Патент на полезную модель №101097, F02D 23/02, опубл. 10.01.2011 г).
В системе для повышения приемистости транспортного дизеля с наддувом, используется энергия сжатого воздуха, который накапливается в ресивере. При ускорении транспортного средства, когда водитель воздействует на педаль подачи топлива (максимальное нажатие на педаль подачи топлива), от микровключателя под педалью подачи топлива и датчика давления надувочного воздуха поступает сигнал на блок управления, который через управляющий сигнал открывает электропневмоклапан, и дополнительный воздух поступает из ресивера в впускной трубопровод. Поступление воздуха в ресивер осуществляется по средством штатного компрессора.
Недостатком известной системы является отсутствие возможности качественного регулирования воздухоснабжения на переходных режимах разгона, а именно дополнительная подача воздуха осуществляется только при крайнем положении педали подачи топлива, тем самым отсутствует дифферинцированное регулирование дополнительной подачи воздуха из ресивера во всем диапазоне изменения положения педали подачи топлива. Регулирование работой электропневмоклапана электронным блоком управления осуществляется только от сигналов с датчиков давления воздуха в ресивере и давления надувочного воздуха во впускном трубопроводе, а частота вращения коленчатого вала двигателя, которая может изменяться в зависимости от нагрузки, и количество надувочного воздуха во впускном трубопроводе не учитываются. Это приводит к неточному управлению электропневмоклапаном, которое выражается в непропорциональной подаче дополнительного воздуха из ресивера во впускной трубопровод, и в комплексе ведет к снижению эффективности работы транспортного дизеля с наддувом на различных режимах работы.
Данная конструкция является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и принята за наиболее близкий аналог (прототип).
Задачей предложения является повышение мощностных, экономических и экологических показателей транспортного дизеля с наддувом путем его совершенствования.
Решение поставленной задачи достигается тем, что система воздухоснабжения транспортного дизеля с наддувом снабжена датчиком частоты вращения коленчатого вала двигателя, который дополнительно подает сигнал на электронный блок управления об изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Установлен режимный датчик положения педали подачи топлива, позволяющий осуществлять дифферинцированное регулирование дополнительной подачи воздуха из ресивера во всем диапазоне изменения положения педали подачи топлива. Установлен во впускной трубопровод датчик расходомера воздуха, который учитывает количество надувочного воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. В комплексе это приводит к точному управлению работой электропневмоклапана электронным блоком управления, получающим соответствующие сигналы от этих датчиков, которое выражается в пропорциональной подаче дополнительного воздуха из ресивера во впускной трубопровод, что ведет к повышению эффективности работы транспортного дизеля с наддувом на различных режимах работы.
Анализ предлагаемого решения позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.
Предложение поясняется рисунком, где изображена система воздухоснабжения транспортного дизеля с наддувом.
Предлагаемая система воздухоснабжения транспортного дизеля с наддувом содержит ресивер 1 с сжатым воздухом, штатный компрессор 2, фильтр 3, редуктор 4, воздушный фильтр 5, электропневмоклапан 6, компрессор 7, турбину 8, глушитель 9, выпускной трубопровод 10, двигатель 11, датчик частоты вращения коленчатого вала 12, датчик давления наддувочного воздуха 13, электронный блок управления 14, выключатель на щитке приборов 15, режимный датчик положения педали подачи топлива 16, педаль подачи топлива 17, датчик давления сжатого воздуха в ресивере 18, расходомер воздуха 19, впускной трубопровод 20.
Предлагаемая система воздухоснабжения транспортного дизеля с наддувом работает следующим образом.
Перед начало движения водитель включает выключатель на щитке приборов 15.
При равномерном движении (или плавном разгоне) транспортного средства, воздух через воздушный фильтр 5 поступает в компрессор 7, где сжимается и под необходимым давлением поступает в цилиндр двигателя 11 (расчет турбокомпрессора производится для одной рабочей точки, в которой он работает с максимальным коэффициентом полезного действия, в качестве расчетной точки выбирается характерная точка характеристики двигателя, вблизи которой располагаются преимущественные режимы его работы). После рабочего процесса в цилиндре двигателя 11 отработавшие газы поступают по выпускному трубопроводу 10 на турбину 8 и далее выводятся в окружающею среду (атмосферу). Дополнительный воздух из ресивера 1 во впускной трубопровод 12 не поступает.
При резком нажатии (включая максимальное нажатие) водителем на педаль подачи топлива 17, происходит резкое изменение соотношения поступающих топлива и воздуха в цилиндры двигателя, то есть рассогласование в работе систем воздухоснабжения и топливоподачи по причине инерционности турбокомпрессора на переходных режимах работы двигателя. Электронный блок управления 14 учитывает сигналы от датчика давления наддувочного воздуха 13 во впускном трубопроводе 12, датчика давления сжатого воздуха 18 в ресивере 1, от датчика частоты вращения коленчатого вала, от датчика расходомера воздуха во впускном трубопроводе производит управление работой (открытием) электропневмоклапана. Электропневмоклапан 6 срабатывает и обеспечивает подачу дополнительного сжатого воздуха во впускной трубопровод 20 двигателя 11, восполняя в период разгона недостающее количество воздуха, поступающего от компрессора 7 турбокомпрессора, по причине его инерционности.
Израсходованное количество воздуха из ресивера пополняется штатным компрессором 2 двигателя 11.
Когда давление наддувочного воздуха во впускном трубопроводе 12, соотношение количества расходуемого воздуха (сигнал с датчика расходомера 19 во впускном трубопроводе) и топлива (сигнал с датчика положения педали подачи топлива 16) к частоте вращения коленчатого вала (сигнал с датчика частоты вращения коленчатого вала 12) достигнет необходимой величины для полного сгорания топлива в цилиндрах двигателя 11, а турбокомпрессор раскрутится до требуемой производительности, и от датчиков поступят соответствующие сигналы на электронный блок управления 14, то электронный блок управления 14 дифференцированно подаст соответствующий сигнал (выключение) на электропневмоклапан 6, после этого электропневмоклапан 6 выключится, а подача дополнительного воздуха во впускной трубопровод 20 из ресивера 1 прекратится.
По сравнению с наиболее близким аналогом (прототипом), предлагаемая система воздухоснабжения транспортного дизеля с наддувом состоящая из конструктивных элементов: ресивера со сжатым воздухом, штатного компрессора, фильтра, редуктора, воздушного фильтра, электропневмоклапана, компрессора, турбины, глушителя, выпускного трубопровода, двигателя, впускного трубопровода, датчика давления наддувочного воздуха, электронного блока управления, выключателя на щитке приборов, датчика давления сжатого воздуха в ресивере, обладающие взаимным расположением и связью между собой, и отличающаяся тем, что установлены дополнительные конструктивные элементы: датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, датчик расходомера во впускном трубопроводе, режимный датчик положения педали подачи топлива, которые в свою очередь в совокупности взаимно расположены и обладают между собой связью, и которые подают соответствующие сигналы на электронный блок управления, а он дифференцировано в зависимости от этих сигналов управляет работой электропневмоклапана, открывающего (закрывающего) поступление дополнительного воздуха из ресивера во впускной трубопровод, что позволяет осуществлять на переходных режимах работы двигателя точное пропорциональное регулирование дополнительной подачей воздуха во впускной трубопровод, а в целом обеспечивает дифференцированное регулирование воздухоподачей в цилиндры двигателя.
По сравнению с наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемая система воздухоснабжения транспортного дизеля с наддувом обеспечивает повышение эффективности работы транспортного дизеля с газотурбинным наддувом, то есть улучшает согласованность работы поршневой части двигателя и системы воздухоснабжения на различных режимах работы двигателя, и тем самым улучшает мощностные показатели и топливную экономичность, уменьшает количество выбросов токсичных компонентов с отработавшими газами, возникающих при неполном сгорании топлива.
Указанные преимущества свидетельствуют о достижении поставленной задачи - повышение мощностных, экономических и экологических показателей транспортного дизеля с наддувом путем его совершенствования.