Способ регулирования дизеля с турбонаддувом и дизель с турбонаддувом

 

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить экономичность дизеля на частичных нагрузках путем использования отключаемой группы цилиндров для наддува цилиндров. Дизель содержит блок управления, компрессор 1, подключенный к впускному трубопроводу 2, турбину 3 привода компрессора 1, подключенную к выхлопному коллектору 4 и снабженную выпускным патрубком 5, отключаемую и неотключаемую группы цилиндров , сообщенные с впускным трубопроводом 2 и выхлопным коллектором 4 при помощи впускных и выпускных клапанов, и общий для всех цилиндров основной механизм газораспределения. Каждый цилиндр снабжен дополнительным механизмом газораспределения и механизмом переключения привода клапанов. На входе в компрессор установлен фильтр 6, во впускном трубопроводе 2 размещена заслонка 7, отделяющая его от компрессора 1, а выхлопной коллектор 4 снабжен заслонкой 8, отделяющей его от турбины 3, и заслонкой 9, отделяющей от него ресивер. При этом выхлопной коллектор 4 и ресивер снабжены патрубками 10 и 11 с фильтрами 12 и 13 и заслонками 14 и 15, установленными соответственно в патрубках 10 и 11,и каналами 16 и 17 и установленными в них заслонками 18 и 19, связанными с выпускным патрубком 5 турбины 3. Использование цилиндров отключаемой группы для наддува цилиндров неотключаемой группы позволяет регулировать мощность дизеля в широких пределах, обеспечивая оптимальное давление наддува на малых нагрузках. При этом упучшаются условия сгорания топдива в цилиндрах и повышается экономичность дизеля. 2 с п. ф-лы, 4 ил. О -ч со ел 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

nt)s F 02 О 17/02, 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4635046/06 (22) 11.01,89 (46) 15,09.91. Бюл. № 34 (72) В.В.Филимонов (53) 621.436 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 987140, кл. F 02 О 17/02, 1981.

Заявка Франции

N 2528114, кл. F 02 D 17/02, опубл. 1983. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЯ С

ТУРБОНАДДУВОМ И ДИЗЕЛЬ С ТУРБОНАДДУВОМ (57) Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить экономичность дизеля на частичных нагрузках путем использования отключаемой группы цилиндров для наддува цилиндров. Дизель содержит блок управления, компрессор 1, подключенный к впускному трубопроводу 2, турбину 3 привода компрессора 1, подклюценную к выхлопному коллектору 4 и снабженную выпускным патрубком 5, отключаемую и неотключаемую группы цилиндров, сообщенные с впускным трубопроводом 2 и выхлопным коллектором 4 при помощи впускных и выпускных клапанов, и

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к системам регулирования двигателей.

Цель изобретения — повышение экономичности дизеля на частичных нагрузках путем использования отключаемой группы,, Ы„„1677358 А1 общий для всех цилиндров основной механизм газораспределения. Каждый цилиндр снабжен дополнительным механизмом газораспределения и механизмом переключения привода клапанов, На входе в компрессор установлен фильтр б, во впускном трубопроводе 2 размещена заслонка 7, отделяющая его от компрессора 1, а выхлопной коллектор 4 снабжен заслонкой 8, отделяющей его от турбины 3, и заслонкой 9, отделяющей от него ресивер. При этом Bbl хлопной коллектор 4 и ресивер снабжены патрубками 10 и 11 с фильтрами 12 и 13 и заслонками 14 и 15, установленными соответственно в патрубках 10 и 11, и каналами

16 и 17 и установленными в них заслонками

18 и 19, связанными с выпускным патрубком

5 турбины 3. Использование цилиндров отключаемой группы для наддува цилиндров неотключаемой группы позволяет регулировать мощность дизеля в широких пределах, обеспечивая оптимальное давление наддува на малых нагрузках. При этом улучшаются условия сгорания топлива в цилиндрах и повышается экономичность дизеля. 2 с.п. ф-лы, 4 ил, цилиндров для наддува цилиндров неотклю- < чаемой группы.

На фиг.1 представлена схема дизеля; на фиг.2 — механизм изменения фаз впускных и выпускных клапанов, общий вид; на фиг,3 — разрез А — А на фиг.2; на фиг,4 — сечение

Б — Б на фиг.З.

1677358

Дизель содержит блок управления, компрессор 1, подключенный к впускному трубопроводу 2, турбину 3 привода компрессора 1, подключенную к выхлопному коллектору 4 и снабженную выпускным патрубком 5, две группы цилиндров — отключаемую и неотключаемую, сообщенные с впускным трубопроводом 2 и выхлопным коллектором 4 при помощи впускных и выпускных клапанов, трубопроводы подачи топлива к группам цилиндров и общий для всех цилиндров механизм газораспределения. Каждый цилиндр снабжен дополнительным механизмом газораспределения и механизмом переключения привода клапа нов. На входе в компрессор установлен

,фильтр 6, во впускном трубопроводе 2 установлена заслонка 7, отделяющая его от компрессора 1, а выхлопной коллектор 4 снабжен заслонкой 8, отделяющей его от турбины 3, и заслонкой 9, отделяющей в нем ресивер, причем выхлопной коллектор 4 и ресивер снабжены патрубками 10 и 11 с фильтрами 12 и 13 и заслонками 14 и 15, установленными соответственно в патрубках 10 и 11, которые сообщены с атмосферой, и каналами 16 и 17 с установленными в них заслонками 18 и 19, связанными с выпускным патрубком 5 турбины 3, при этом все заслонки сообщены с блоком управления, Механизм газораспределения включает общий для всех цилиндров распределительный вал 20 с впускным 21 и выпускным

22 кулачками для каждого цилиндра и неподвижно установленной на нем шестерней

23, толкатели, каждый из которых выполнен в виде головки 24 с роликом 25 и стержня

26, ползуны 27 и 28, штанги 29 и 30 и коромысла, сообщенные с впускными и выпускными клапанами. Дополнительный механизм газораспределения включает кулачковый вал 31 с впускным.32 и выпускным кулачками и шестерней 33, постоянно входящей в зацепление с шестерней 23 на распределительном валу 20, и дополнительные толкатели, каждый из которых выполнен в виде головки 34 с роликом 35 и стержня 36, сообщенного с одним иэ полэунов, Диаметр шестерни 33 выполнен в два раза меньше диаметра шестерни 23, а каждый кулачкавый вал 31 установлен в корпусе 37 на подшипниках 38. Каждая головка толкателя имеет внутреннее резьбовое отверстие 39, наружные шлицы 40 и входит в шлицевое отверстие втулки 41, выполненной за одно целое с кронштейном 42, закрепленным на дизеле и снабженным ребром 43 жесткости, Каждый стержень толкателя снабжен одним резьбовым концом 44, входящим в резьбовое отверстие 39 головки, и сообщен другим

Поршень 52 жестко связан со штоком 53 и снабжен упором 56. Пружина 55 контактирует одним концом с поршнем 52, а другим концом с кольцом 57, застопоренным упругой разрезной шайбой 58, Между кронштейном 42 и съемным кронштейном 49 установлень, оси 59 и 60, зафиксированные в подшипниках на кронштейнах, На оси 59 размещены шестерни 61 и 62, причем шестерня 61 входит в зацепление с зубчатой рейкой 54 пневмоцилиндра, а шестерня 62 входит в зацепление с управляющими шестернями 46 основного и дополнительного толкателей впускных клапанов. На оси 60 размещена шестерня 63, входящая в зацепление с управляющими шестернями 46 основного и дополнительного толкателей выпускных клапанов и с шестерней 62 на оси 59, Зубчатая рейка 54 входит в направляющее отверстие в кронштейне 42. Каждый пневмоцилиндр посредством трубки 64 связан с блоком управления дизеля, сообщающим рабочую полость 51 пневмоцилиндра с системой сжатого воздуха или с атмосферой, Глухие отверстия 45 каждого полэуна снабжены боковыми сверлениями

65 для выхода воздуха при перемещении в них стержней толкателей. Для огра ничения хода поршня в пневмоцилиндре установлена упругая разрезная шайба 66.

Дизель работает по следующему способу.

На малых оборо ах, на малых нагрузках и на холостом ходу, когда прекращают подачу топл IBB в отключаемую группу цилиндров, происходит ухудшение работы компрессора 1 из-эа резкого уменьшения расхода рабочего тела через турбину 3, что ведет к уменьшению количества воздуха, подаваемого компрессором 1 в группу цилиндров с включенной топливоподачей. и к возникновению помпажа. Снижается экономичность дизеля. Для повышения экономичности путем создания необходимого стабильного давления наддува при относительно малых затратах энергии блок регули15

55 концом с глухим отверстием 45 в ползуне с возможностью осевого перемещения. На каждом стержне толкателя установлена шестерня 46 управления, а между ней и ползуном размещена пружина 47.Каждый ползун установлен без возможности относительного поворота во втулке 48, выполненной как одно целое со съемным кронштейном 49, установленным на дизеле. Каждый механизм переключения привода клапанов выполнен в виде пневмоцилиндра 50, снабженного рабочей полостью

51, поршнем 52, штоком 53, выполненным заодно с зубчатой рейкой 54, и пружиной 55.

1677358

20

4Р рования дизеля отключает турбокомпрес. сор путем закрытия заслонок 7 и 8, одновременно закрывается заслонка 9, отделяющая выхлопной коллектор 4 от ресивера, открывается заслонка 18 в канале 16, сообщающем выхлопной коллектор 4 с выпускным патрубком турбины 3. открывается заслонка

14 в патрубке 10, сообщающем ресивер через фильтр 12 с атмосферой, при этом заслонка 15 и 19 закрыты. Одновременно с регулированием положения заслонок изменяют порядок работы впускных и выпускных клапанов. Блок регулирования сообщает рабочую. полость 51 пневмоцилиндра 50 при помощи трубки 64 с атмосферой. При этом поршень 52 перемещается до упора в дно пневмоцилиндра 50 под действием пружины 55, Рейка 54 через шестерню

61 вращает ось 59, от которой вращение передается через шестерню 62 и управляющие шестерни 46 стержням толкателей впускных клапанов, а через шестерню 63 на оси

60 соответственно стержням толкетелей выпускных клапанов. При вращении стержни основных толкателей выворачиваются из головок 24 на величину, равную двойному рабочему ходу головок, одновременно стержни дополнительных толкателей вворачиваются в головки 34 на ту же величину, Вворачивэние стержней исключает их взаимодействие с донышками глухих отверстий

45 ползунов 27 и 28. Управление впускными и выпускными клапанами переходит к кулачковому валу 31 дополнительного механизма газораспределения, вращающемуся с удвоенной частотой по сравнению с распределительным валом. При открытии выпускных клапанов происходит засасывание воздуха через фильтр 12 и патрубок 10 в ресивер, а из него воздух поступает через выпускные клапаны в цилиндры отключенной группы, При открывании впускных клапанов цилиндров отключенной группы осуществляется выталкивание сжатого воздуха во впускной трубопровод 2, из которого воздух под давлением поступает в цилиндры неотключаемай группы. Выпускные газы из этих цилиндров через открытые выпускные клапаны поступают в выхлопной коллектор 4. а из него по каналу 16 в выпускной патрубок 5 турбины 3.

Для обеспечения равномерного износа всех цилиндров дизеля осуществляется чередование отключения групп цилиндров. В этом случае открываются заслонка 15 в патрубке 11 и заслонка 19 в канале 17, сообщая выхлопной коллектор 4 через фильтр 13 с атмосферой, а ресивер через канал 17 с выпускным патрубком 5 турбины 3. При этом ресивер подключен к цилиндрам неотключаемой группы, а выхлопной коллектор — к цилиндрам отключаемой группы.

Изменение числа цилиндров, используемых для создания наддува, и числа цилиндров, используемых для получения полезной работы, обеспечивает регулирование мощности двигателя в широких пределах, при этом достигается оптимальное давление наддува на малых оборотах, малых нагрузках и холостом ходу, улучшаются условия сгорания топлива в цилиндрах и повышается экономичность дизеля:

Формула изобретения 1. Способ регулирования дизеля с турбонаддувом, путем подачи воздуха от компрессора по впускному трубопроводу в отключаемую и неотключаемую группы цилиндров через их впускные клапаны, подачи топлива, его сжигания и выпуска отработавших газов через выпускные клапаны цилиндров в выхлопной коллектор и из него в турбину, отключения на частичных нагрузках подачи топлива в отключаемую группу цилиндров, перевода ее в компрессорный режим и подачи сжатого в ней воздуха в цилиндры неотключаемой группы, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения экономичности дизеля на частичных нагрузках, одновременно с отключением подачи топлива о1ключают турбину и компрессор при помощи перекрытия впускного трубо",ровода и выхлопного коллектора, в последнем отделяют ресивер, сообщенный с цилиндрами отключаемой группы, ресивер и коллектор сообщают с атмосферой и производят подачу воздуха в цилиндры отключаемой группы из атмосферы через ресивер и выпускные клапаны, а выпуск иэ них сжатого воздуха производят через впускные клапаны во впускной трубопровод, 2. Дизель с турбонаддувом, содержащий блок управления, компрессор, подключенный к впускному трубопроводу, турбину привода компрессора, снабженную выпускным патрубком и подключенную к выхлопному коллектору, две группы цилиндров, одна из которых выпогнена с возможностью отключения, сообщенные с впускным трубопроводом и выхлопным кол лекс ором при помощи впускных и выпускных клапанов, трубопроводы подачи топлива к группам цилиндоов и механизм газораспределения, включающий общий для всех ц линдров распределительный вал с впускными и вь пускными кулачками, причем каждый кулачок связан с соответствую,им клапаном через толкатель, штангу и

;.сэомысло, э в трубопроводе подачи топлива в отключэемую группу цилиндров уста1677358 новлен орган перекрытия, связанный с блоком управления,отл ича ю щийс я тем, что,с целью повышения экономичности дизеля на частичных нагрузках путем поочередного отключения групп цилиндров и использования отключенной группы цилиндров для наддува цилиндров неотключенной группы, каждый цилиндр дизеля снабжен дополнительным газораспределительным механизмом и. механизмом переключения привода впускных и выпускных клапанов, во впускном трубопроводе и в выхлопном коллекторе установлены заслонки для отключения турбокомпрессора и выхлопной коллектор снабжен заслонкой для отделения в нем ресивера, причем выхлопной коллектор и ресивер снабжены патрубками с размещенными в них заслонками и установленными нэ входе в патрубки фильтрами. сообщенными с атмосферой, и каналами, снабженными заслонками и сообщенными с выпускным патрубком турбины., каждый дополнительный газораспредели5 тельный механизм выполнен в виде кулачкового вала с впускным и выпускным кулачками и дополнительными толкателями, каждый основной и дополнительный толкатели привода одного клапана подключены к

10 общему ползуну, установленному между толкателями и штангой, каждый толкатель выполнен подпружиненным и снабжен шестерней управления его подключением к кулачку, каждый механизм переключения

15 привода клапанов выполнен в виде пневматического привода зубчатой передачи, связанной с шестерней управления каждого толкателя, и все заслонки и пневматический привод сообщены с блоком управления.

1677358

1677358

1677358

34 Яб

Составитель Н.Лапушкин

Редактор Н.Хидорова Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Заказ 3098 Тираж 3М Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101