Датчик температуры наддувочного воздуха

Автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха двс

(57) Реферат:

Автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС содержит установленные в трубопроводе (1) наддувочного воздуха перед впускным коллектором (2) между нагнетателями и цилиндрами трехходовое перепускное устройство (3) с приводом (4) и воздушный охладитель (5) наддувочного воздуха. В трубопровод (1) включена байпасная линия (6), связанная с системой охлаждения двигателя, и теплообменник (10). Состояние линии зависит от температуры циркулирующего в контурах системы теплоносителя, который через второе трехходовое перепускное устройство (7) с приводом (8) направляется в подогреватель (9) наддувочного воздуха, выполненный жидкостным дистанционным, и при необходимости, в теплообменник (10) наддувочного воздуха. В трубопроводе (1) на входе трехходового перепускного устройства (3) установлен датчик (11) температуры наддувочного воздуха. На входе в подогреватель (9) наддувочного воздуха установлен датчик (12) температуры теплоносителя. Микропроцессорный контроллер (13) управляет положением трехходовых клапанов (3) и (7) управления потоками воздуха и теплоносителя, связан с датчиками температуры (11) и (12) и электронным блоком (14) управления дизельного двигателя (15), имеющим датчик (16) температуры наддувочного воздуха. Была решена задача повышения надежности пуска и работы двигателя при низких и высоких температурах окружающей среды за счет обеспечения минимального снижения температуры воздуха на входе в цилиндры двигателя в процессе его пуска и работы.

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к системам впуска наддувочного воздуха и может быть применена для двигателей, работающих в области низких и высоких температур.

Известна топливная система дизельного двигателя, содержащая топливопровод с двумя байпасными линиями, в одной из которых включены обратный клапан и вставка с высоковольтными электродами, причем внутренняя геометрия вставки спрофилирована в виде параболоида вращения (RU 2239719, МПК 7 F02M 55/02, F02N 17/08, опубл. 10.11.2004).

Данная топливная система предназначена для облегчения подачи загустевшего при отрицательных температурах окружающей среды дизельного топлива в форсунку при запуске двигателя.

Известна система турбонаддува двигателя внутреннего сгорания с байпасным каналом наддувочного воздуха, на котором установлен перепускной клапан наддувочного воздуха, охладитель наддувочного воздуха и блок управления с подключенными к нему датчиками (RU 2472950, МПК F02B 37/16, F02B 37/18, F02B 37/22, F02D 23/00 (2006.01), опубл. 27.10.2012).

Управляющий узел в данном техническом решении не пропорционален по потокам воздуха, имеет низкую пропускную способность, ограниченные функциональные возможности.

Известна также автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания, являющаяся наиболее близкой к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату, содержащая установленные во впускном коллекторе между нагнетателем и цилиндрами трехходовое перепускное устройство с приводом и воздушный охладитель наддувочного воздуха и включенную в коллектор байпасную линию с помещенными в ней вторым трехходовым перепускным устройством с приводом и газовым подогревателем наддувочного воздуха, омываемым выхлопными газами, дозирование подвода которых осуществляют при помощи второго трехходового перепускного устройства, привод которого связан с датчиком температуры надувочного воздуха, установленным во впускном коллекторе между воздушным охладителем наддувочного воздуха и цилиндрами, микропроцессорный контроллер, управляющий положением трехходовых клапанов управления потоками воздуха и теплоносителя, связанный с датчиками температуры и электронным блоком управления двигателя, вентилятор (RU 2262603, МПК 7 В60К 17/28, опубл. 20.10.2005).

Данное изобретение направлено на улучшения пуска двигателя при низких температурах, но не обеспечивает высокую надежность пуска при высоких температурах, а также его работы при низких и высоких температурах окружающей среды.

Была поставлена задача за счет обеспечения минимального снижения температуры воздуха на входе в цилиндры двигателя в процессе его пуска и работы повысить надежность пуска и работы двигателя при низких и высоких температурах окружающей среды.

Поставленная задача решается тем, что автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС, содержащая вентилятор, установленные между нагнетателями и цилиндрами трехходовое перепускное устройство с приводом и воздушный охладитель наддувочного воздуха, байпасную линию, второе трехходовое перепускное устройство с приводом и подогреватель наддувочного воздуха, контактирующий с теплоносителем, дозирование которого осуществляется вторым трехходовым перепускным устройством, датчик температуры наддувочного воздуха, установленный на входе трехходового перепускного устройства, и датчик температуры теплоносителя, расположенный на входе в подогреватель наддувочного воздуха, микропроцессорный контроллер, управляющий положением трехходовых клапанов управления потоками воздуха и теплоносителя, связанный с датчиками температуры и электронным блоком управления двигателя, дополнительно содержит установленный в байпасной линии теплообменник, подогреватель наддувочного воздуха выполнен жидкостным дистанционным, а в качестве теплоносителя используют охлаждающую жидкость. Элементы автоматической системы установлены в трубопроводе наддувочного воздуха перед впускным коллектором.

Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что осуществляют нагрев воздуха в специальном теплообменнике как во время предпусковой подготовки двигателя, так и во время пуска, в качестве теплоносителя применяют охлаждающую жидкость, используемую в качестве теплоносителя для предпусковой подготовки двигателя и подготовленную на базе подогревателя жидкостного дистанционного, обеспечивает при его пуске в условиях низких температур процесс устойчивого и надежного горения в цилиндрах двигателя.

Таким образом, в совокупности отличительные признаки позволяют повысить надежность пуска и работы двигателя при низких и высоких температурах окружающей среды за счет минимального снижения температуры воздуха на входе в цилиндры двигателя в процессе пуска.

Кроме того, техническое решение обеспечивает высокие экологические характеристики ДВС при пуске.

В результате проведенного анализа уровня техники по патентам и другим источникам научно-технической информации, аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого технического решения, обнаружено не было. Следовательно, предложение соответствует условию патентоспособности «новизна».

На чертеже представлена принципиальная схема автоматической системы регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС.

Автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС содержит установленные в трубопроводе 1 наддувочного воздуха перед впускным коллектором 2 между нагнетателями и цилиндрами трехходовое перепускное устройство 3 с приводом 4 и воздушный охладитель 5 наддувочного воздуха. В трубопровод 1 включена байпасная линия 6, связанная с системой охлаждения двигателя, и теплообменник 10. Состояние линии зависит от температуры циркулирующего в контурах системы теплоносителя, который через второе трехходовое перепускное устройство 7 с приводом 8 направляется в подогреватель 9 наддувочного воздуха, выполненный жидкостным дистанционным, и при необходимости, в теплообменник 10 наддувочного воздуха. Выполнение подогревателя 9 жидкостным дистанционным позволяет реализовать заложенный алгоритм воздействия на наддувочный воздух как при предпусковой подготовке (подогрев охлаждающей жидкости), так и при эксплуатации двигателя для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости через теплообменник, использующий ее в качестве теплоносителя.

В трубопроводе 1 на входе трехходового перепускного устройства 3 установлен датчик 11 температуры наддувочного воздуха. На входе в подогреватель 9 наддувочного воздуха установлен датчик 12 температуры теплоносителя. Микропроцессорный контроллер 13 управляет положением трехходовых клапанов 3 и 7 управления потоками воздуха и теплоносителя, связан с датчиками температуры 11 и 12 и электронным блоком 14 управления дизельного двигателя 15, имеющим датчик 16 температуры наддувочного воздуха.

Автоматическая система подготовки воздуха дизельного двигателя обеспечивает нагрев наддувочного воздуха как при пуске двигателя при низкой температуре t₁. так и в условиях его эксплуатации при низкой температуре t ₁ и высоких нагрузках дизельного двигателя 15, когда отсутствует необходимость использовать охладитель 5 наддувочного воздуха с максимальной эффективностью при согласованной работе турбокомпрессора 17 и поршневой части дизельного двигателя. Подогреватель 9 жидкостный дистанционный при низкой температуре t₁ в течение периода подготовки к пуску дизельного двигателя обеспечивает нагрев и циркуляцию охлаждающей жидкости через рубашку охлаждения двигателя минуя теплообменник 10 подготовки наддувочного воздуха. При температуре охлаждающей жидкости t2, достигшей в процессе предпусковой подготовки двигателя значений выше 45°C, микропроцессорный контролер 13 подает управляющий сигнал на привод 8 трехходового перепускного устройства 7, направляет поток охлаждающей жидкости через теплообменник 10 подготовки воздуха, происходит нагрев воздуха в зоне теплообменника и накопление тепла в «теле» теплообменника и близко расположенных воздухотрубопроводов. Перед пуском двигателя при низкой температуре t₁ положение трехходового перепускного устройства 3 соответствует проходу воздуха через байпасную линию 6 и теплообменник 10 подготовки наддувочного воздуха.

При пуске двигателя происходит теплообмен между теплоносителем и наддувочным воздухом. При повышении температуры t₃ выше значений 40°C микропроцессорный контролер 13 подает управляющий сигнал на привод 4 трехходового перепускного устройства 3, направляет поток наддувочного воздуха в штатные элементы системы охлаждения наддувочного воздуха и в охладитель 5 наддувочного воздуха. Приток внешнего воздуха для охлаждения самого охладителя осуществляется вентилятором 18. При работе двигателя и при понижении температуры наддувочного воздуха t₃ ниже значений 20°C микропроцессорный контролер 13 на основе данных с электронного блока 14 управления двигателем и связанного с ним датчика 16 температуры воздуха на входе в двигатель подает управляющий сигнал на привод 4 трехходового перепускного устройства 3, направляет поток наддувочного воздуха в байпасную линию 6 для нагрева воздуха.

1. Автоматическая система регулирования температуры наддувочного воздуха ДВС, содержащая вентилятор, установленные между нагнетателями и цилиндрами трехходовое перепускное устройство с приводом и воздушный охладитель наддувочного воздуха, байпасную линию, второе трехходовое перепускное устройство с приводом и подогреватель наддувочного воздуха, контактирующий с теплоносителем, дозирование которого осуществляется вторым трехходовым перепускным устройством, датчик температуры наддувочного воздуха, установленный на входе трехходового перепускного устройства, и датчик температуры теплоносителя, расположенный на входе в подогреватель наддувочного воздуха, микропроцессорный контроллер, управляющий положением трехходовых клапанов управления потоками воздуха и теплоносителя, связанный с датчиками температуры и электронным блоком управления двигателя, отличающаяся тем, что дополнительно содержит установленный в байпасной линии теплообменник, подогреватель наддувочного воздуха выполнен жидкостным дистанционным, а в качестве теплоносителя используют охлаждающую жидкость.

2. Автоматическая система по п. 1, отличающаяся тем, что ее элементы установлены в трубопроводе наддувочного воздуха перед впускным коллектором.

Устройство для регулирования температуры наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания

Устройство для регулирования температуры наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания (RU 2184251):

Вледельцы патента:

Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к системам охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя путем предотвращения конденсации влаги в теплообменнике и поддержания температуры наддувочного воздуха выше точки росы на частичных нагрузках работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит турбокомпрессор, подающий воздух через распределитель с тремя каналами подачи наддувочного воздуха в двигатель. Два канала соединены с двигателем через теплообменники, при этом один из них предназначен для охлаждения наддувочного воздуха и присоединен к каналам подвода и отвода забортной воды, а другой - для его подогрева и подсоединен к источнику подогрева. Согласно изобретению устройство дополнительно снабжено электрическим психрометром и его датчиком, установленными на канале подачи наддувочного воздуха в двигатель, а также электромагнитным клапаном, установленным на канале подачи забортной воды и электрическим исполнительным механизмом, подключенным к распределителю наддувочного воздуха и электрически связанным с электронным блоком управления. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

Известны устройства охлаждения ДВС, позволяющие регулировать температуру наддувочного воздуха на всех режимах работы двигателя как в летнее, так и в зимнее время года [1, 2].

Существенным недостатком известных устройств охлаждения является то, что устройства обладают небольшой точностью регулирования в связи с большой инерционностью элементов устройства.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является "Устройство для регулирования воздухоснабжения" [3, стр. 104]. Устройство содержит компрессор, распределитель, "холодный" теплообменник, омываемый забортной водой, "горячий" теплообменник, в который подается горячая пресная вода из внутреннего контура системы охлаждения. В зависимости от внешних условий и режима работы двигателя распределитель направляет на теплообменники разное количество воздуха, чем обеспечивается оптимизация его температуры перед поступлением в двигатель.

Недостатком данного прототипа является возможность конденсации охлажденного воздуха при частичных нагрузках, что отрицательно сказывается на технико-экономических показателях двигателя [4]. При охлаждении влажного воздуха до точки росы конденсируется влага, которая затем поступает в цилиндры двигателя вместе с воздухом. Удельный расход воздуха в современных дизелях составляет 8,5-9,5 кг/(кВтч), поэтому в цилиндр, например, мощностью 1300 кВт в каждом рабочем цикле при определенных внешних условиях может попадать до 25 г воды [4].

При работе дизеля на режиме полной нагрузки такое количество воды сразу же испаряется и проходит весь выпускной тракт. Однако на частичных нагрузках наличие конденсата в наддувочном воздухе приводит к кислотной коррозии стенок втулки цилиндра и поршневых колец, особенно при работе на топливе, содержащем 1% серы.

Заявляемое изобретение решает задачу создания устройства для подачи наддувочного воздуха в двигатель на всех режимах его работы, с помощью которого возможно осуществлять подогрев воздуха до 60-80 o С при работе дизеля на долевых нагрузках и охлаждение наддувочного воздуха в пределах 50-40 o С при работе на номинальном и близких к номинальному режимах. Техническим результатом, достигаемым при этом, является повышение эффективности работы двигателя путем предотвращения конденсации влаги в теплообменнике и поддержания температуры наддувочного воздуха выше точки росы на долевых нагрузках работы двигателя.

Этот технический результат достигается тем, что заявляемое устройство для регулирования температуры наддувочного воздуха, подаваемого в двигатель внутреннего сгорания, содержащее канал подачи наддувочного воздуха в двигатель, турбокомпрессор, связанный с распределителем воздуха, соединенным двумя каналами с двигателем через теплообменники, один из которых предназначен для охлаждения наддувочного воздуха и присоединен к каналам подвода и отвода забортной воды, а другой - для его подогрева и подсоединен к источнику подогрева, а третьим каналом распределитель соединен с каналом подачи наддувочного воздуха в двигатель, дополнительно снабжено электрическим психрометром и его датчиком, установленными на канале подачи наддувочного воздуха в двигатель, электромагнитным клапаном, установленным на канале подачи забортной воды и электрическим исполнительным механизмом, подключенным к распределителю наддувочного воздуха и электрически связанным с электронным блоком управления.

На чертеже представлена схема устройства для подачи наддувочного воздуха. Схема содержит двигатель 1, "горячий" теплообменник 2, "холодный" теплообменник 3, каналы подачи воздуха 4, 5, 6, 15, 21, распределитель 7, электрический исполнительный механизм 8, электрический психрометр 9 (например, ИВТМ - 7МК, ИВГ - 1МК), датчик психрометра 10, датчик нагрузки двигателя 11, датчик температуры наддувочного воздуха 12, электромагнитный клапан 13, турбокомпрессор 14, электронный блок управления 16, каналы подвода и отвода источника подогрева (например, внутренний контур системы охлаждения) 17, 18, каналы подвода и отвода забортной воды 19, 20.

Электрический психрометр 9 установлен на канале подачи наддувочного воздуха 15 в двигатель 1 и через датчик 10 передает информацию о содержании влаги в наддувочном воздухе в электронный блок управления 16.

Электромагнитный клапан 13 установлен на канале 19 забортной воды и электрически связан с электронным блоком управления и предназначен для регулирования количества воды, направляемой на "холодный" теплообменник 3.

"Горячий" теплообменник 2 установлен на канале 4, к нему подключены каналы подвода и отвода источника подогрева 17, 18. На долевых нагрузках и холостом ходу работы двигателя наддувочный воздух по каналу 4 проходит через теплообменник 2, где за счет теплообмена с горячим источником тепла подогревается до 60-80 o С и по каналу 15 поступает в двигатель 1. При увеличении нагрузки, когда температура наддувочного воздуха становится _над.в. 60 o С, т.е. не требуется подогрев и охлаждение, наддувочный воздух проходит по каналам 6, 15 непосредственно в двигатель.

"Холодный" теплообменник 3 установлен на канале 5, к нему подключены каналы подвода и отвода забортной воды 19, 20. При увеличении нагрузок двигателя выше долевых и холостых наддувочный воздух по каналу 5 поступает в "холодный" теплообменник 3 и в результате теплообмена с забортной водой охлаждается до 50-40 o С и направляется по каналу 15 в двигатель 1. Для исключения охлаждения наддувочного воздуха на долевых нагрузках до точки росы уменьшают количество поступления забортной воды в "холодный" теплообменник 3 с помощью электромагнитного клапана 13 от сигнала с блока управления.

Распределитель 7 с помощью исполнительного механизма 8 работает как трехпозиционный регулятор в зависимости от нагрузки и температуры наддувочного воздуха может занимать три режима: 1. Режим 1. Открыт "горячий" канал 4, закрыты каналы 5, 6.

2. Режим 2. Открыт "номинальный" канал 6, закрыты каналы 4, 5.

3. Режим 3. Открыт "холодный" канал 5, закрыты каналы 4, 6.

Устройство для регулирования температуры наддувочного воздуха дизеля работает следующим образом.

После запуска двигателя 1 из турбокомпрессора 14 наддувочный воздух поступает в двигатель следующим образом. В электронный блок управления 16 поступает информация от датчиков температуры 12, датчика психрометра 10 и датчика нагрузки двигателя 11. В зависимости от нагрузки двигателя и температуры наддувочного воздуха устройство позволяет поддерживать требуемую его температуру на всех режимах работы двигателя. При этом: 1. Если температура наддувочного воздуха при работе двигателя на долевых нагрузках и холостом ходу, например Т_н.в. 60 o С, электронный блок 16 подает сигнал на исполнительный механизм 8, который поворачивает распределитель 7 в положение "Режим 1". Тогда наддувочный воздух из турбокомпрессора 13 по каналу 21 через распределитель 7 и по каналу 4 поступает в "горячий" теплообменник 2, где подогревается до номинального значения и направляется по каналу 15 в двигатель 1.

2. Если при изменении нагрузки двигателя температура наддувочного воздуха становится номинальной, электронный блок 16 подает новый сигнал на исполнительный механизм 8, который поворачивает распределитель 7 в положение "Режим 2" и наддувочный воздух из турбокомпрессора 14 по каналу 21 через распределитель 7 и по каналам 6, 15 поступает в двигатель 1.

3. Если при изменении нагрузки двигателя до номинального значения и выше температура наддувочного воздуха становится выше номинальной, то электронный блок 16 подает сигнал на исполнительный механизм 8, который поворачивает распределитель 7 в положение "Режим 3". Тогда наддувочный воздух из турбокомпрессора 14 по каналу 21 через распределитель 7 по каналу 5 поступает в "холодный" теплообменник 3, где охлаждается до номинальной температуры, например до 40 o С и по каналу 15 направляется в двигатель 1.

При глубоком охлаждении наддувочного воздуха на долевых нагрузках до точки росы при его высокой влажности датчик психрометра 10 подает сигнал в электронный блок управления 16, а последний подает сигнал на электромагнитный клапан 13, который срабатывает и уменьшает подачу забортной воды в "холодный" теплообменник 3, что приводит к увеличению температуры наддувочного воздуха до номинального значения, т.е. температура наддувочного воздуха становится выше точки росы.

Таким образом, предлагаемое устройство для регулирования температуры наддувочного воздуха позволяет поддерживать номинальную температуру на всех режимах работы двигателя, что позволяет увеличивать технико-экономические показатели двигателя.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР 992765 по заявке 3329741/25-06, кл. F 01 p 3/22.

2. Авторское свидетельство СССР 676743 по заявке 2531651/25-06, кл. F 01 p 3/20.

3. Судовые двигатели внутреннего сгорания: Учебник /Ю.Я.Фомин, А.И.Горбань, А.И.Лукин и др. - Л. Судостроение, 1989. - 344 с. ил.

4. Вешкельский С.А. Справочник судового дизелиста. Вопросы и ответы. - Л. Судостроение, 1990. - 368 с. ил.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры наддувочного воздуха, подаваемого в двигатель внутреннего сгорания, содержащее канал подачи наддувочного воздуха в двигатель, турбокомпрессор, связанный с распределителем воздуха, соединенным двумя каналами с двигателем через теплообменники, один из которых предназначен для охлаждения наддувочного воздуха и присоединен к каналам подвода и отвода забортной воды, а другой - для его подогрева и подсоединен к источнику подогрева, а третьим каналом распределитель соединен с каналом подачи наддувочного воздуха в двигатель, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено электрическим психрометром и его датчиком, установленными на канале подачи наддувочного воздуха в двигатель, электромагнитным клапаном, установленным на канале подачи забортной воды, и электрическим исполнительным механизмом, подключенным к распределителю наддувочного воздуха и электрически связанным с электронным блоком управления.

Датчик давления и температуры наддувочного воздуха 742.3829

интернет-магазин

Является аналогом датчика BOSCH 0281006102,

Каталожный номер ЯМЗ 651.1130548, 5340.1130548

Применение: авт. ГАЗон Next дв.ЯМЗ-5344 ЕВРО-4, автомобили с двигателем ЯМЗ, автомобили иностранного производства

ОЕМ номер: 55219299; 504372225; 5443722250; 837073934; 0000504372225; 5043722250

Датчик давления и температуры наддувочного воздуха определяет температуру и давление воздуха во впускных коллекторах двигателя. Значения температуры и давления воздуха необходимы для определения массового расхода воздуха и корректировки цикловой подачи топлива с целью ограничения дымности двигателя.

Технические характеристики

- Диапазон измерения давлений –50-400 кPa.

- Давление перегрузки - не менее 600 кПа.

- Давление перегрузки без потери герметичности - не менее 1000 кПа.

- Напряжение питания датчика – 5 В +/- 0,25 В.

Гарантия производителя:

Роботизированная сборка и применение новейшей импортной комплектации позволило увеличить ресурс и надежность датчика, что подтверждено испытаниями в независимых лабораториях.

Гарантия - 36 месяцев.

Осуществляем поставку в Москву, Петербург, Самарскую область, Татарстан, Свердловскую область и Новосибирский регион и тд.

Компания «АвтоТрейд» изготовит по техническим требованиям Заказчика различные датчики давления.