×
27.07.2019
219.017.b9eb

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может использоваться в системе управления газовым двигателем для устранения детонационных явлений в двигателе. Техническим результатом является уход от детонационных явлений путем изменения состава топливовоздушной смеси индивидуально для каждого цилиндра при появлении детонации, улучшении топливной экономичности и экологических показателей двигателя за счет снижения концентрации токсичных веществ, в основном окислов азота, в продуктах сгорания. Сущность изобретения заключается в том, что по сигналам от датчиков детонации, установленных для каждого цилиндра многоцилиндрового двигателя, имеющего в своем составе турбонагнетатель, через который воздух подается в двигатель, воздушную заслонку, регулирующую количество подаваемого воздуха по сигналу от датчика концентрации свободного кислорода в отработавших газах, индивидуальные газораспределительные клапаны для каждого цилиндра, регулирующие расход топливного газа, подаваемого в каждый цилиндр двигателя, для ухода от детонационных процессов горения уменьшать количество топливного газа, подаваемого в детонирующий цилиндр, до исчезновения детонации с последующим восстановлением до заданного значения на текущей частоте вращения двигателя с целью уменьшения нагрева стенок камеры сгорания и ухода от процессов детонационного горения, вызванного калильным зажиганием.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может использоваться в системе управления газовым двигателем для устранения детонационных процессов горения в двигателе.

Общеизвестно, что процессы детонационного горения (детонации) в цилиндрах газового двигателя представляют большую опасность для двигателя. Основные причины детонационного горения связаны с составом топливовоздушной смеси и явлением калильного зажигания.

Так, при коэффициентах избытка воздуха в газовоздушной смеси близких к 1,1-1,2 повышается вероятность появления детонационных процессов горения, вызванных быстрым нарастанием температуры горения газовоздушной смеси и увеличением средней температуры цикла. При обеднении топливовоздушной смеси до коэффициентов избытка воздуха, близких к 1,6-1,8, скорость нарастания температуры горения топливовоздушной смеси снижается, а средняя температура цикла становится значительно ниже, вызывая тем самым охлаждение поверхностей камеры сгорания и снижая образование сажи.

В традиционных газовых двигателях с диаметром цилиндра более 200 мм регулирование общего количества воздуха, подаваемого на двигатель, осуществляют поворотной заслонкой по сигналу от датчика концентрации свободного кислорода в отработавших газах, а топливный газ подают в каждый цилиндр через распределительный клапан подачи газа в подводящий патрубок наддувочного воздуха непосредственно перед каждым цилиндром на такте всасывания.

Равномерность подачи топливного газа по цилиндрам достигается за счет уставки для всех электроуправляемых газовых клапанов общей длительности открытия на заданных частотах вращения двигателя и корректировки длительности открытия газовых клапанов, зависящей от пропускной способности каждого клапана. Равномерность подачи воздуха по цилиндрам двигателя определяется работой воздушной заслонки и регулировкой клапанов подачи воздуха и выпуска отработавших газов, установленных в крышках цилиндров.

Недостатком такого способа при длительной работе является возможное разрегулирование клапанов подачи воздуха в цилиндры из-за изменения зазоров по толкателям клапанов, износа седел клапанов; изменение количества топливного газа, подаваемого электроуправляемыми газовыми клапанами, вызванное: загрязнением газоподающего механизма, изменением давления топливного газа из-за расхода через соседние клапаны или резкого изменения режима работы двигателя, в результате состав топливовоздушной смеси становится близким к границе детонационных процессов горения или пропусков горения, приводящих к повышению токсичности, ухудшению топливной экономичности и разрушению двигателя.

Известны способы устранения детонационных процессов горения в цилиндрах газового двигателя внутреннего сгорания, в которых регулирование оптимального коэффициента избытка воздуха в топливовоздушной смеси достигают управлением подачи воздуха поворотной заслонкой, регулирующей общее количество воздуха, и дополнительными дроссельными заслонками для каждого цилиндра, а уход от детонационных процессов горения, регистрируемых по датчику детонации, осуществляют за счет изменения угла опережения зажигания в сторону более позднего зажигания (например, патент RU 2314428).

Недостатком таких способов является: невозможность ухода от детонационных процессов горения, вызванных калильным зажиганием из-за высокой температуры элементов камеры сгорания, частиц сажи или окалины, т.к. изменение угла опережения зажигания в сторону запаздывания (уменьшения угла опережения зажигания) приводит к повышению средней температуры цикла, как следствие, увеличению выбросов оксидов азота, неполному сгоранию топливовоздушной смеси, догоранию топливовоздушной смеси на линии расширения и в выхлопном коллекторе, приводя к перегреву элементов камеры сгорания.

Целью изобретения является уход от детонационных процессов горения топливовоздушной смеси в цилиндрах газового двигателя, повышение надежности и ресурса двигателя, улучшение топливной экономичности и экологических показателей двигателя за счет снижения концентрации токсичных веществ, в основном, окислов азота в продуктах сгорания.

Указанная цель достигается за счет того, что в предлагаемом способе управления газовым двигателем с использованием системы, содержащей впускную систему, включающую: поворотную заслонку, регулирующую общее количества воздуха, подаваемого на двигатель по сигналу от датчика концентрации свободного кислорода в отработавших газах без использования дополнительных дроссельных заслонок, индивидуальные впускные трубопроводы, объединенные общим ресивером, впускные каналы в крышке цилиндра, выпускную систему, включающую выпускные клапаны, общий выпускной ресивер с установленным в нем датчиком концентрации свободного кислорода в отработавших газах, систему зажигания, включающую электронный блок управления и свечи зажигания, систему подачи топливного газа, включающую электронный блок управления, регулирующий состав топливовоздушной смеси в каждом цилиндре, датчики детонации и индивидуальные клапаны подачи топливного газа, при появлении детонации в контролируемом цилиндре уменьшают длительность подачи газа и, следовательно, увеличивают коэффициент избытка воздуха в детонирующем цилиндре до исчезновения детонации с помощью электронного блока управления индивидуальными клапанами подачи топливного газа по сигналам от датчиков детонации, установленных для каждого цилиндра, и поворотной заслонки регулирования общего количества подаваемого воздуха, работающей по сигналу от датчика свободного кислорода в отработавших газах. При этом угол опережения зажигания на заданной частоте вращения двигателя не изменяют.

Уменьшение длительности подачи топливного газа в детонирующий цилиндр снижает среднюю температуру выхлопных газов, поступающих на турбину турбокомпрессора, в результате чего снижается величина давления наддува перед поворотной заслонкой регулирования общего количества подаваемого воздуха в ресивер двигателя и уменьшается количество воздуха в цилиндрах двигателя, в которых воздействия на длительность подачи топливного газа не производилось, что приводит к уменьшению коэффициента избытка воздуха, повышению жесткости сгорания, росту температуры и повышению вероятности возникновения детонации. Поэтому в блоке электронного управления реализован алгоритм управления поворотной заслонкой регулирования общего количества подаваемого воздуха, работающей по сигналу от датчика свободного кислорода в отработавших газах с учетом изменения длительности подачи топливного газа в детонирующий цилиндр, позволяющий сохранить требуемый режим нагружения всего двигателя на постоянной частоте вращения.

Для сохранения динамических свойств двигателя на заданной частоте вращения угол опережения зажигания не изменяется.

По сравнению с известными методами ухода от детонационных процессов горения в двигателях изобретение позволяет улучшить топливную экономичность многоцилиндрового поршневого двигателя внутреннего сгорания с принудительным воспламенением и распределенным впрыском топлива, повысить экологические показатели, а также продлить срок службы и повысить надежность двигателя.

Предлагаемый способ управления газовым двигателем испытан на опытном образце газового двигателя ОАО «Коломенский завод» и показал положительные результаты.

Способ управления газовым двигателем внутреннего сгорания с использованием системы, содержащей впускную систему, включающую поворотную заслонку регулирования общего количества воздуха, подаваемого на двигатель по сигналу от датчика концентрации свободного кислорода в отработавших газах, индивидуальные впускные трубопроводы, объединенные общим ресивером, впускные каналы в крышке цилиндра, выпускную систему, включающую выпускные клапаны, общий выпускной ресивер с установленным в нем датчиком концентрации свободного кислорода в отработавших газах, систему зажигания, включающую электронный блок управления и свечи зажигания, систему подачи топливного газа, включающую электронный блок управления, регулирующий состав топливовоздушной смеси в каждом цилиндре, датчики детонации и индивидуальные клапаны подачи топливного газа, отличающийся тем, что при появлении детонации в контролируемом цилиндре изменяют коэффициент избытка воздуха в этом цилиндре путем уменьшения длительности подачи газа в детонирующий цилиндр до исчезновения детонации с помощью электронного блока управления индивидуальными клапанами подачи топливного газа по сигналам от датчиков детонации, установленных для каждого цилиндра, и поворотной заслонки регулирования общего количества подаваемого воздуха, работающей по сигналу от датчика свободного кислорода в отработавших газах, при этом угол опережения зажигания на текущей частоте вращения двигателя не изменяют.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 152 items.
10.01.2013
№216.012.1799

Воздухоочистительное устройство для судовых энергетических установок

Изобретение относится к области судостроения, в частности к системам очистки воздуха, подаваемого в двигатель для горения топлива, преимущественно газотурбинным, для которых требования по содержанию воды и соли, например морской, являются наиболее жесткими. Воздухоочистительное устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471533
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.179b

Фильтр для очистки воздуха

Изобретение относится к средствам коллективной защиты, предназначено для очистки воздуха от твердых и жидких аэрозолей и может быть использовано в промышленности, жилых помещениях и транспортных средствах. Фильтр для очистки воздуха содержит корпус, расположенную в нем кассету и складчатый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471535
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1848

Способ получения активного угля

Изобретение относится к области производства активных углей, используемых в системах защиты органов дыхания, а также в промышленных газоочистных установках. Способ получения активного угля включает пропитку зерен угольной основы, представляющей собой активный уголь, содержащий 1,0-1,5 мас.%...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471708
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19fe

Способ определения свободного глиоксаля в глиоксальсодержащих карбамидоформальдегидных смолах

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения содержания свободных альдегидов в альдегидсодержащих смолах и полимерах. Способ включает получение спиртового раствора глиоксаля путем смешения пробы карбамидоформальдегидной смолы с этиловым спиртом, выдерживанием в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472146
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.23ec

Система управления ступенями поворотных лопаток статора компрессора высокого давления

Система управления ступенями поворотных лопаток статора включает исполнительный механизм, синхронизирующие кольца, тяги, рычаги, закрепленные на цапфах поворотных лопаток, и дополнительные рычаги, установленные на корпусе статора. Один из дополнительных рычагов выполнен трехплечим а, по меньшей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474698
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.23ff

Реверсивное устройство турбореактивного двигателя

Изобретение относится к турбореактивным двухконтурным двигателям и может быть использовано в авиационной промышленности. Реверсивное устройство турбореактивного двигателя включает подвижный обтекатель, перекрывающие створки, установленные со стороны наружного воздушного канала в двигателе,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474717
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.29fe

Способ защиты почв от остатков пестицидов

Изобретение относится к области сельского хозяйства и рекультивации земель. Способ включает подготовку активного угля, внесение его в почву и заделку на глубину 1-3 глубины высева семян. При этом гранулированный активный уголь подготавливают путем выделения фракции 0,2-0,8 мм с размерами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476277
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2ceb

Высокочастотный плазмотрон

Изобретение относится к области плазменной техники и касается конструкции высокочастотного проточного индукционного плазмотрона атмосферного давления, в частности к плазмотронам для разогрева задымленных продуктов сгорания топлива, отходов, в том числе медицинских, и воздуха. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477026
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e68

Разъемное соединение трубы из полимерных композиционных материалов

Изобретение относится к области морской добычи углеводородного сырья и транспортировки его по трубопроводам от придонного скважинного оборудования к морской плавучей платформе. Разъемное соединение трубы из полимерных композиционных материалов включает соединительный переходной элемент с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477411
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.04.2013
№216.012.32ae

Способ осуществления подъемно-транспортной операции и подводное судно для его осуществления

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов создания средств для осуществления подводных подъемно-транспортных операций, в том числе технологического назначения. Для осуществления подводной подъемно-транспортной операции на дно моря опускают подводное судно, имеющее жесткие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478517
Дата охранного документа: 10.04.2013
Showing 1-10 of 11 items.
20.04.2015
№216.013.432d

Способ стабилизации давления масла для обеспечения пуска двигателя внутреннего сгорания с использованием управляемого перепускного клапана

Изобретение относится к устройствам управления системой смазки двигателя внутреннего сгорания. Способ стабилизации давления масла для обеспечения пуска двигателя внутреннего сгорания, реализуемый в системе смазки двигателя, состоящей из расходного бака, насоса с нагнетательным маслопроводом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548695
Дата охранного документа: 20.04.2015
27.12.2016
№216.013.9d39

Способ автоматического пуска среднеоборотного двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к пуску резервных средне- и малооборотных двигателей внутреннего сгорания. Способ экстренного автоматического пуска поршневого двигателя внутреннего сгорания включает прокачку двигателя смазочным маслом от внешнего насоса через штатные трубопроводы, готовность к пуску...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571879
Дата охранного документа: 27.12.2015
10.02.2016
№216.014.c4ad

Компенсирующая полужесткая угловая муфта

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к муфтам. Компенсирующая полужесткая угловая муфта содержит установленный на фланце коленчатого вала диск, закрепленную на нем мембрану, которая соединена с фланцем ротора генератора кольцом и болтами. Кольцо своим буртом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574502
Дата охранного документа: 10.02.2016
13.01.2017
№217.015.89a0

Уплотнение камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания

Изобретение может быть использовано для уплотнения газового стыка между втулкой и крышкой цилиндра со стороны камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания. Уплотнение камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания содержит кольцевую уплотнительную прокладку (3), установленную в проточки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602325
Дата охранного документа: 20.11.2016
26.08.2017
№217.015.ddef

Уплотнение газового стыка между втулкой и крышкой цилиндра двигателя внутреннего сгорания

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Уплотнение газового стыка двигателя внутреннего сгорания содержит кольцевую уплотнительную прокладку (3) прямоугольного поперечного сечения, выполненную из стали с твердостью ниже твердости материала втулки и крышки цилиндра...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624782
Дата охранного документа: 06.07.2017
29.05.2018
№218.016.55d9

Центробежный фильтр масла

Изобретение относится к устройствам для очистки масла в системе смазки двигателей внутреннего сгорания. Центробежный фильтр для очистки масла в двигателе внутреннего сгорания содержит ротор с крышкой с маслоподводящими отверстиями и каналами с гидрореактивными соплами и маслоотражатель, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654297
Дата охранного документа: 17.05.2018
14.12.2018
№218.016.a6f8

Отметчик оборотов коленчатого вала судового двигателя внутреннего сгорания

Отметчик оборотов относится к области техники дизелестроения, а именно к устройствам контроля проворота коленчатого вала главного судового дизельного двигателя с воздушной системой пуска и может использоваться в машиностроении для повышения надежности пуска дизеля. Контроль проворота...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674817
Дата охранного документа: 13.12.2018
02.03.2019
№219.016.d1c9

Способ автоматизированного нагружения судового двигателя внутреннего сгорания

Способ предназначен для области техники дизелестроения, а именно обеспечивает автоматизированный прием нагрузки главным судовым дизелем непосредственно после пуска с обеспечением ускоренного прогрева за счет работы под частичной нагрузкой. Способ может использоваться в двигателестроении для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680908
Дата охранного документа: 28.02.2019
30.03.2019
№219.016.f8c2

Агрегат для отвода картерных газов в системе вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению. Агрегат для отвода картерных газов в системе вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания состоит из корпуса (1) с установленным в нем центробежным фильтром очистки масла с центрифугой (3), приводимой во вращение под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683333
Дата охранного документа: 28.03.2019
13.11.2019
№219.017.e09a

Судовой дизельный двигатель с системой для обеспечения его работы на режимах холостого хода и малых нагрузок

Изобретение относится к двигателестроению. Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции системы воздухоснабжения, повышение надежности работы двигателя на режимах холостого хода и малых нагрузок и улучшение экологических параметров двигателя. Поставленная цель достигается за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705715
Дата охранного документа: 11.11.2019
+ добавить свой РИД