RU2726865C1 - Система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС - Google Patents
Система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС Download PDFInfo
- Publication number
- RU2726865C1 RU2726865C1 RU2019136263A RU2019136263A RU2726865C1 RU 2726865 C1 RU2726865 C1 RU 2726865C1 RU 2019136263 A RU2019136263 A RU 2019136263A RU 2019136263 A RU2019136263 A RU 2019136263A RU 2726865 C1 RU2726865 C1 RU 2726865C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- charge air
- temperature
- pressure
- bypass
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
- F02B29/0418—Layout of the intake air cooling or coolant circuit the intake air cooler having a bypass or multiple flow paths within the heat exchanger to vary the effective heat transfer surface
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
- F02B33/44—Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
- F02M31/20—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for cooling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС состоит из турбины, компрессора, впускного коллектора (3), байпасного канала (6) наддувочного воздуха, перепускных клапанов (4, 12) наддувочного воздуха, охладителя (5) наддувочного воздуха, блока управления (11) и датчиков давления (8, 10) и температуры (7, 9) наддувочного воздуха. Перепускные клапаны (4, 12) установлены перед воздушным охладителем и перед байпасным каналом. Перепускные клапаны регулируют направление наддувочного воздуха или по воздушному охладителю, или по байпасному каналу, либо одновременно направление наддувочного воздуха по воздушному охладителю и байпасному каналу. Управление перепускными клапанами осуществляется микропроцессорным блоком управления на основании показаний датчиков давления и температуры наддувочного воздуха. Датчики давления и температуры наддувочного воздуха смонтированы на впускном трубопроводе (2) и впускном коллекторе (3) ДВС. Технический результат заключается в поддержании оптимальной температуры наддувочного воздуха вне зависимости от его давления. 1 ил.
Description
Применение воздушных охладителей наддувочного воздуха рационально при давлении наддува более чем 0,15 МПа, поскольку при давлении ниже 0,15 МПа температура нагнетаемого воздуха остается в допустимых пределах и составляет не более 340 К. Но использование ДВС на частичных нагрузочных и скоростных режимах при постоянном движении наддувочного воздуха через воздушный охладитель вызывает потери давления во впускном коллекторе, что приводит к ухудшению мощностных и топливных показателей ДВС. Кроме того, при прохождении наддувочного воздуха через воздушный охладитель на частичных нагрузочных и скоростных режимах, его температура понижается существенно ниже оптимального значения, что характерно условиям эксплуатации ДВС в отрицательных температурах окружающего воздуха, и вызывает нарушение процессов сгорания топлива. Поэтому для исключения потери давления наддувочного воздуха и сохранения его оптимальной температуры требуется исключить его прохождение через воздушный охладитель на режимах частичных нагрузочных и скоростных режимах. Следовательно, использование воздушного охладителя в двигателе будет целесообразно при давлении наддувочного воздуха свыше 0,15 МПа и температуре свыше 340 К.
Известна автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС (RU №177204, МПК F02N 19/04, F02D 23/00 (2006.01), опубл. 12.02.2018) содержащая байпасную линию, трехходовое перепускное устройство, а также датчики температуры наддувочного воздуха. Особенность ее работы является регулирование температуры наддувочного воздуха вне зависимости от давления наддува, а в качестве средств регулирования применяется теплоноситель из системы охлаждения ДВС. Кроме того данная система имеет функцию подогрева наддувочного воздуха на режимах пусках ДВС.
Недостатком данной системы является регулирование температуры наддувочного воздуха только на основании показания датчика температуры, что является некорректным, поскольку температура наддувочного воздуха будет зависеть от давления, а наличие жидкостного теплообменника для подогрева наддувочного воздуха с системой управления теплоносителем применяется на режимах пуска ДВС и усложняет конструкцию в целом.
В качестве прототипа можно принять систему турбонаддува двигателя внутреннего сгорания (RU №2472950, МПК F02B 37/16, F02B 37/18, F02B 37/22, F02D 23/00 (2006.01), опубл. 20.01.2012) содержащая турбину, компрессор, газоподводящие каналы, впускной коллектор, перепускной клапан отработавших газов с пнемоэлементом, байпасный канал наддувочного воздуха, перепускной клапан надувочного воздуха, охладитель наддувочного воздуха, блок управления и датчики давления и температуры наддувочного воздуха. Отличительной особенностью данной системы является комбинированный способ регулирования температуры наддувочного воздуха как за счет перепуска отработавших газов в обход колеса турбины, так и перенаправлением наддувочного воздуха в охладитель или байпасный канал.
Недостатком системы является усложнение конструкции турбокомпрессора за счет введения перепускного канала отработавших газов, а механизм, распределяющий наддувочный воздух после турбокомпрессора, может иметь потенциально низкую пропускную способность.
Перед заявленным техническим решением была поставлена задача устранить вышеуказанные недостатки.
Задачей изобретения является поддержание оптимальной температуры наддувочного воздуха вне зависимости от его давления, что достигается за счет прохождения наддувочного воздуха по воздушному охладителю или байпасному каналу, либо одновременное прохождение через них посредством перепускных клапанов, при этом условия прохождения наддувочного воздуха по воздушному охладителю или байпасному каналу, либо одновременное прохождение воздуха по ним, определяет микропроцессорный блок управления, имеющий возможность программирования параметров.
Технический результат достигается установкой байпасного канала, перепускных клапанов, установленных как перед воздушным охладителем, так и перед байпасным каналом, микропроцессорного блока управления и датчиков давления и температуры наддувочного воздуха, смонтированных на впускном трубопроводе и впускном коллекторе ДВС, при этом микропроцессорный блок управления, оказывая управляющее воздействие на перепускные клапаны, позволит им направлять наддувочный воздух в зависимости от его температуры либо в байпасный канал, либо в воздушный охладитель, или обеспечить одновременное прохождение наддувочного воздуха как по воздушному охладителю, так и по байпасному каналу, а направление движения наддувочного воздуха осуществляется на основании показаний датчиков температуры и давления и реализуется микропроцессорным блоком управления.
Технический результат использования изобретения - сохранение конструкции турбокомпрессора, обеспечение максимальной производительности системы воздухоподачи, обеспечение оптимальной температуры наддувочного воздуха от создаваемого давления наддува, минимизация потерь давления в системе наддува на частичных нагрузочных и скоростных режимах работы ДВС при сохранении допустимой рабочей температуры наддувочного воздуха.
Предлагается система регулирования температуры наддувочного воздуха поясняется чертежом (фиг. 1). Предлагаемая система состоит из:
1 - турбокомпрессор;
2 - трубопровод наддувочного воздуха;
3 - впускной коллектор;
4 - перепускной клапан воздушного охладителя;
5 - воздушный охладитель;
6 - байпасный канал;
7 - датчик температуры воздуха во впускном трубопроводе;
8 - датчик давления воздуха во впускном трубопроводе;
9 - датчик температуры воздуха во впускном коллекторе;
10 - датчик давления воздуха во впускном коллекторе;
11 - микропроцессорный блок управления;
12 - перепускной клапан байпасной линии;
Рассмотрим схему работы предлагаемой системы.
Очищенный воздух из воздушного фильтра (не показано) поступает на насосное колесо турбокомпрессора 1, после чего осуществляется сжатие воздуха до давления выше атмосферного. Далее по трубопроводу надувочного воздуха 2 сжатый воздух поступает либо в воздушный охладитель 5 через перепускной клапан 4, либо сжатый воздух поступает в байпасный канал 6 через перепускной клапан 12. При этом критериями направления надувочного воздуха является его давление и температура.
В случае если давление надувочного воздуха свыше 0,15 МПа и температура свыше 340 К, что определяется датчиками температуры 7 и давления 8, установленными в трубопроводе наддувочного воздуха 2, то микропроцессорный блок управления 11 открывает перепускной клапан 4 и наддувочный воздух поступает в воздушный охладитель 5, тем самым снижется температура нагнетаемого в ДВС воздуха, при этом перепускной клапан 12 находиться в закрытом положении, т.е. не позволяет проходить нагнетаемому воздуху через байпасный канал 6. Из воздушного охладителя 5 сжатый и охлажденный воздух поступает во впускной коллектор 3, после чего попадает в камеру сгорания ДВС. Если давление наддувочного воздуха во впускном коллекторе 3 свыше 0,15 МПа, а температура ниже 290 К, что определяется датчиками температуры 9 и давления 10, установленными во впускном коллекторе 3, то микропроцессорный блок управления 11 частично открывает перепускной клапан 12, тем самым позволяя проходить наддувочному воздуху через байпасный канал 6, до тех пор, пока температура наддувочного воздуха во впускном коллекторе 3 не достигнет значения 340 К, при этом после достижения температуры 340 К наддувочного воздуха во впускном коллекторе 3, микропроцессорный блок управления 11 должен прекратить прохождение наддувочного воздуха по байпасному каналу 6 путем его частичного перекрытия перепускным калапном 12.
В случае если давление надувочного воздуха ниже 0,15 МПа и температура ниже 340 К, что определяется датчиками температуры 7 и давления 8, установленными в трубопроводе наддувочного воздуха 2, то микропроцессорный блок управления 11 открывает перепускной клапан 12 и надувочный воздух поступает в байпасный канал 6, тем самым не изменяется температура нагнетаемого в ДВС воздуха после турбокомпрессора 1, при этом перепускной клапан 4 находиться в закрытом положении, т.е. не позволяет проходить нагнетаемому воздуху через воздушный охладитель 5. Из байпасного канала 6 сжатый воздух поступает во впускной коллектор 3, после чего попадает в камеру сгорания ДВС. Если давление наддувочного воздуха во впускном коллекторе 3 ниже 0,15 МПа, а температура свыше 340 К, что определяется датчиками температуры 9 и давления 10, установленными во впускном коллекторе 3, то микропроцессорный блок управления И частично открывает перепускной клапан 4, тем самым позволяя проходить наддувочному воздуху через воздушный охладитель 5, до тех пор, пока температура наддувочного воздуха во впускном коллекторе 3 не достигнет значения 290 К, при этом после достижения температуры 290 К наддувочного воздуха во впускном коллекторе 3, микропроцессорный блок управления 11 должен прекратить прохождение наддувочного воздуха по воздушному охладителю 5 путем его частичного перекрытия перепускным клапаном 4.
Использование максимальной и минимальной температуры наддувочного воздуха на значениях 340 К и 290 К соответственно не является обязательным, а может устанавливаться индивидуально под каждый ДВС, на котором применяется данная система в зависимости от их конструктивных особенностей и условий эксплуатации.
Использование давления наддувочного воздуха на значении 0,15 МПа не является обязательным, а может устанавливаться индивидуально под каждый ДВС, на котором применяется данная система в зависимости от их конструктивных особенностей и условий эксплуатации.
Тем самым реализованный алгоритм работы системы управления наддувочным воздухом получить наибольшую эффективность как на режимах малых нагрузок, когда давление и температура наддувочного воздуха низкие и тем самым повысить эффективность работы ДВС. А при высоких нагрузках, т.е. высоком давлении наддува, позволяет получить охлажденный наддувочный воздух во впускном коллекторе. Использование микропроцессорного блока управления перепускными клапанами позволяет программировать алгоритм управления в зависимости от природных и производственных условий, тем самым система может быть «гибкой» и приспосабливаться к внешним условиях ее эксплуатации.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.
Claims (1)
- Устройство системы регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС, состоящее из турбины, компрессора, впускного коллектора, байпасного канала наддувочного воздуха, перепускных клапанов наддувочного воздуха, охладителя наддувочного воздуха, блока управления и датчиков давления и температуры наддувочного воздуха, отличающееся тем, что система снабжена перепускными клапанами, установленными перед воздушным охладителем и перед байпасным каналом, при этом перепускные клапаны регулируют направление наддувочного воздуха или по воздушному охладителю, или по байпасному каналу, либо одновременно направление наддувочного воздуха по воздушному охладителю и байпасному каналу, при этом управление перепускными клапанами осуществляется микропроцессорным блоком управления на основании показаний датчиков давления и температуры наддувочного воздуха, смонтированных на впускном трубопроводе и впускном коллекторе ДВС.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019136263A RU2726865C1 (ru) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | Система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019136263A RU2726865C1 (ru) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | Система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2726865C1 true RU2726865C1 (ru) | 2020-07-16 |
Family
ID=71616558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019136263A RU2726865C1 (ru) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | Система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2726865C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2783819C1 (ru) * | 2022-02-17 | 2022-11-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" | Система поддержания заданной температуры наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4385496A (en) * | 1979-10-24 | 1983-05-31 | Nissan Motor Co., Ltd. | Intake system for internal combustion engine provided with supercharger |
| FR3048027A1 (fr) * | 2016-02-18 | 2017-08-25 | Renault Sas | "moteur a combustion interne comportant des moyens de regulation de la temperature de l'air de suralimentation" |
| RU2649714C1 (ru) * | 2017-06-16 | 2018-04-04 | Никишин ГмбХ | Устройство турбонаддува двигателя внутреннего сгорания |
| US9995204B2 (en) * | 2011-06-30 | 2018-06-12 | Ford Global Technologies, Llc | Method for operating an internal combustion engine with charge-air cooler |
| DE102007055186B4 (de) * | 2007-11-19 | 2019-08-14 | Robert Bosch Gmbh | Aufgeladene Brennkraftmaschine |
-
2019
- 2019-11-11 RU RU2019136263A patent/RU2726865C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4385496A (en) * | 1979-10-24 | 1983-05-31 | Nissan Motor Co., Ltd. | Intake system for internal combustion engine provided with supercharger |
| DE102007055186B4 (de) * | 2007-11-19 | 2019-08-14 | Robert Bosch Gmbh | Aufgeladene Brennkraftmaschine |
| US9995204B2 (en) * | 2011-06-30 | 2018-06-12 | Ford Global Technologies, Llc | Method for operating an internal combustion engine with charge-air cooler |
| FR3048027A1 (fr) * | 2016-02-18 | 2017-08-25 | Renault Sas | "moteur a combustion interne comportant des moyens de regulation de la temperature de l'air de suralimentation" |
| RU2649714C1 (ru) * | 2017-06-16 | 2018-04-04 | Никишин ГмбХ | Устройство турбонаддува двигателя внутреннего сгорания |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2783819C1 (ru) * | 2022-02-17 | 2022-11-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" | Система поддержания заданной температуры наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8499555B2 (en) | Charge-cooled valve | |
| CN102192023B (zh) | 内燃机的控制方法 | |
| US9394839B2 (en) | Combustion engine and method for operating a combustion engine with discharge of condensation water from the induction tract | |
| RU112869U1 (ru) | Система подогрева впускного воздуха и охлаждения выхлопных газов | |
| US7100584B1 (en) | Method and apparatus for controlling an internal combustion engine | |
| US8234864B2 (en) | Engine system having multi-stage turbocharging and exhaust gas recirculation | |
| US7654086B2 (en) | Air induction system having bypass flow control | |
| JP2011236892A (ja) | 排ガス浄化システムを備える大型２サイクルディーゼルエンジン | |
| SE518687C2 (sv) | Sätt att styra laddtrycket vid turboladdad förbränningsmotor samt dylik motor | |
| JP2012159079A (ja) | 排気ガス再循環を用いた大型ターボチャージャ搭載２ストローク・ディーゼル・エンジン | |
| RU2383756C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с высокой ограничительной характеристикой и высокой скоростью приема нагрузки | |
| US6655141B1 (en) | Airflow system for engine with series turbochargers | |
| KR101692173B1 (ko) | 배열 회수 시스템 및 배열 회수 방법 | |
| RU2726865C1 (ru) | Система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС | |
| RU187543U1 (ru) | Система воздухоснабжения танкового дизеля с эжекционным охлаждением наддувочного воздуха | |
| RU2537660C1 (ru) | Способ регулирования двигателя внутреннего сгорания | |
| DK178781B1 (en) | Large two-stroke turbocharged compression ignited internal combustion engine with an exhaust gas purification system | |
| GB2463641A (en) | Making use of the waste heat from an internal combustion engine | |
| RU160738U1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом | |
| KR20190014250A (ko) | 차량용 엔진 시스템 | |
| RU225250U1 (ru) | Система регистрового турбонаддува корабельного дизеля с дополнительным стабилизатором температуры | |
| CN211448826U (zh) | 一种废气涡轮增压器旁通阀控制装置 | |
| RU189116U1 (ru) | Система питания воздухом комбинированного двигателя с вихревым терморегулятором наддувочного воздуха | |
| RU26328U1 (ru) | Система регулирования подачи дополнительного воздуха в дизель | |
| KR101970829B1 (ko) | 배기가스 정화 시스템을 구비하는 대형 2-행정 터보차지 압축 점화 내연 기관 |