Двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к двигателестроению и позволяет повысить мощность, уменьшить токсичность на переходных режимах и холостом ходу, повысить безопасность эксплуатации , а также облегчить запуск двигателя. Двигатель внутреннего сгорания транспортного средства, преимущественно автомобильного , питается топливовоздушной смесью, обогащенной кислородом на переходных режимах работы и холостом ходу. Система подачи кислорода из легкозаменяемого баллона 1 высокого давления, размеИзобретение относится к двигателестроению , а именно к производству и эксплуатации транспортных средств, в том числе автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) на жидком и газообразном топливе, и может быть широко использовано в народном хозяйстве на легковых и грузовых автомобилях, а также на других видах транспорта и стационарных двигателях. Известны способы и устройства для повышения мощности, экономичности, приемистости и уменьшения токсичности щенного на борту автомобиля, обеспечивает его поступление в дозированном количестве во впускную систему двигателя 22. На трубопроводе подачи кислорода 18 монтируется нормально закрытый клапан с электроприводом 19, запитывание которого осуществляется от системы электроснабжения автомобиля через контактор 25, реле 27 и кнопку 28 принудительной подачи кислорода , Катушка реле через контактор 25, привод которого кинематически связан с приводом дроссельной заслонки и приводом экономайзера 34, подключена к системе электроснабжения. В систему введен датчик 29 давления масла с нормально разомкнутыми контактами, не позволяющий включить клапан подачи кислорода при неработающем двигателе. При этом повышается мощность и экономичность двигателя, уменьшается токсичность отработавших газов на переходных режимах и холостом ходу, а также повышается безопасность эксплуатации и облегчается запуск двигателя при низких отрицательных температурах окружающего воздуха. 1 ил. отработавших газов ДВС путем регулирования концентрации кислорода в топливовоздушной смеси. Известен способ регулирования концентрации кислорода, в котором наружный воздух подается в ДВС через воздушный фильтр, а обогащенный кислородом воздух смешивается с наружным воздухом на входе в карбюратор. Концентрация кислорода в топливовоздушной смеси определяется кислородным анализатором и регулируется заслонкой. сл С 1 о VJ 4 СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (зов F 02 M 25/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4697530/06 (22) 26.05,89 (46) 15.06,92. Бюл. N 22 (71) Научно-производственное объединение машиностроения (72) Ф.К.Кадыров (53) 621.434. 068,004.86(088,8) (56) F 02 М 33/00 — ¹ 62 — 199958 от 03.09.1987. Япония. (54) ДВИГАТЕЛЬ . ВНУТРЕННЕГО С ГО РАНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению и позволяет повысить мощность, уменьшить токсичность на переходных режимах и холостом ходу, повысить безопасность эксплуатации, а также облегчить запуск двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания транспортного средства, преимущественно автомобильного, питается топливовоздушной смесью, обогащенной кислородом на переходных режимах работы v холостом ходу.

Система подачи кислорода из легкозаменяемого баллона 1 высокого давления, размеИзобретение относится к двигателестроению, а именно к производству и эксплуатации транспортных средств, в том числе автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) на жидком и газообразном топливе, и может быть широко использовано в народном хозяйстве на легковых и грузовых автомобилях, а также на других видах транспорта и стационарных двигателях.

Известны способы и устройства для повышения мощности, экономичности, приемистости и уменьшения токсичности

„„. Ж „„1740745 А1 щенного на борту автомобиля, обеспечивает его поступление в дозированном количестве во впускную систему двигателя 22. На трубопроводе подачи кислорода 18 монтируется нормально закрытый клапан с электроприводом 19, запитывание которого осуществляется от системы электроснабжения автомобиля через контактор 25, реле 27 и кнопку 28 принудительной подачи кислорода, Катушка реле через контактор 25, привод которого кинематически связан с приводом дроссельной заслонки и приводом экономайзера 34, подключена к системе электроснабжения. В систему введен датчик 29 давления масла с нормально разомкнутыми контактами, не позволяющий включить клапан подачи кислорода при неработающем двигателе. При этом повышается мощность и экономичность двигателя, уменьшается токсичность отработавших газов на переходных режимах и холостом ходу, а также повышается безопасность эксплуатации и облегчается запуск двигателя при низких отрицательных температурах окружающего воздуха. 1 ил, отработавших газов ДВС путем регулирования концентрации кислорода в топливовоздушной смеси.

Известен способ регулирования концентрации кислорода, в котором наружный воздух подается в ДВС через воздушный фильтр, а обогащенный кислородом воздух смешивается с наружным воздухом на входе в карбюратор, Концентрация кислорода в топливовоздушной смеси определяется кислородным анализатором и регулируется заслонкой.

1740745

Известны также ДВС, работающие на обычном воздухе без обогащения его кислородом. Они обладают рядом недостатков и не отвечают возрастающим требованиям по экономичности и особенно токсичности отработавших газов. При этом наблюдается трудность запуска двигателя при низких отрицательных температурах наружного воздуха. Кроме того, все более усложняются системы подачи топливовоздушной смеси в ДВС.

Цель изобретения — повышение мощности и уменьшение токсичности отработавших газов на переходных режимах и холостом ходу, а также повышение безопасности эксплуатации кислородоподающей системы и облегчение запуска двигателя при низких отрицательных температурах наружного воздуха.

Это достигается тем, что горючая смесь мощного состава и смесь для режима холостого хода готовятся с использованием атмосферного воздуха дополнительным насыщением его кислородом.

Искусственное повышение концентрации кислорода в воздухе на всасываниипроизводится только на переходных режимах работы двигателя; разгоне автомобиля, частичных нагрузках, "перегазовках" при переключении коробки скоростей, преодолении затяжных подъемов, принудительном холостом ходу, а также на режимах обычного холостого хода, когда требуются обогащенные и богатые смеси.

Газообразный кислород из системы хранения, размещенной на автомобиле, подается в дозированном количестве во всасывающий патрубок (карбюратор) с абсолютным давлением 0,15 — 0,2 МПа при резком нажатии на педаль дросселя (акселератора), при частичных и максимальных нагрузках, когда вступает в работу экономайзер — обогатитель горючей смеси, а также при работе двигателя на холостом ходу при опущенной педали, На всех остальных режимах работы двигателя — на экономичных смесях с коэффициентом избытка воздуха a > 1 кислород не подается.

Увеличение концентрации кислорода на указанных режимах приводит к интенсификации процесса сгорания топлива и в связи с этим к улучшению параметров двигателя.

Известно с учетом опытных данных, что повышение содержания кислорода в воздухе до 40 по объему приводит к увеличению скорости распространения пламени в 10 раз; снижению температуры самовоспламенения и воспламенения (для некоторых компонентов до 100 С);

55 увеличению показателя горючести в 2 — 3 раза.

С достаточной для практики точностью можно принять, что увеличение концентрации кислорода в воздухе на 20 — 30 приводит к интенсификации процесса сгорания топлива. При этом улучшается приемистость двигателя, гамного ускоряется пуск холодного двигателя, уменьшаются доля остаточных газов в цилиндрах и токсичность отработавших газов, На чертеже показана конструктивная схема системы дополнительного обогащения кислородом горючей смеси ДВС.

Система содержит кислородный баллон

1 в легкозаменяемом исполнении с перекрывным вентилем 2, редуктором 3, штуцером 4 заправки и манометром 5, индикатор

6 давления кислорода, электроразъем 7 цепи питания индикатора, на выходе редуктора 3 установлен подстыковочный штуцер 8 с обратным клапаном 9, патрубок 10 гибкой магистрали 11 подачи кислорода в двигатель, Обратный клапан 9 автоматически перекрывает выход газа из баллона при отстыковке баллона, Для крепления баллона к корпусу багажника 12 введены легкосъемные хомуты

13 с замками 14 патефонного типа. Для герметизации штуцера 8 с патрубком 10 введены резиновые кольца 15. B конструкцию штуцера 8 введены два штифта 16, взаимодействующие с прорезями байонетного замка 17. Гибкий трубопровод 11 стыкуется с кислородораздаточным трубопроводом

18.

Для управления дозированной подачей кислорода на кислородораздаточном трубопроводе установлен двухрежимный нормально закрытый электроклапан 19, от которого отходят трубопроводы 20 и 21 подачи кислорода в смесительную камеру 22 карбюратора для работы соответственно на переходных режимах и холостом ходу. На концах указанных трубопроводов введены регулируемые дроссели 23 и 24 корректировки расхода кислорода при эксплуатации автомобиля, Для дистанционного управления клапаном 19 введены электромеханический контакт 25, механически взаимодействующий с рычагом 26 привода дроссельной заслонки, а электрически — с введенным в систему токовым реле 27, Для автономного управления клапаном 19 введена кнопка 28 включения клапана из кабины автомобиля.

Безопасность эксплуатац," системы подачи кислорода обеспечивае-, введенным в электросхему блокировочным устройством, не допускаюгцим срабатывание

1740745 клапана 19 (подачу кислорода) при неработающем двигателе. Для этого на корпусе блока цилиндров двигателя установлен датчик 29, замыкающий свои контакты только при наличии давления масла в системе смазки двигателя и тем самым запитывающим электрическую цепь управления электроклапаном 19.

Первый вывод обмотки привода клапана 19 подключен через нормально замкнутые контакты реле 27 и через контакты кнопки 28 к первому контакту датчика 29 давления масла, второй контакт которого подсоединен к системе электроснабжения, Катушка реле 27 через контактор 25, привод которого кинематически связан с приводом дроссельной заслонки и экономайзера, подключенаа к системе электроснабжения, а второй вывод обмотки привода клапана 19 соединен с массой.

Карбюратор также содержит распылительную трубку 30, канал 31 подачи бензина от ускорительного насоса 32, канал 33 холостого хода, экономайзер 34, заглушку 35 для глушения штуцера 8 при смене баллона 1.

Система обогащения кислородом горючей смеси ДВС работает следующим образом.

Сжатый до давления 20-30 МПа кислород в малогабаритном баллоне, вмещающем порядка 3 — 4 кг кислорода, может обеспечить 25 -ное обогащение кислородом воздуха горючей смеси на переходных режимах и холостом ходу двигателя при пробеге автомобилем до 400 км в условиях городского движения.

После падения давления в баллоне 1 до

0,3 — 0,5 Мпа баллон подлежит замене на заправленный баллон. Для проведения этой операции перекрывают вентиль 2, открывают байонетный замок 17 и выводят патрубок

10 из штуцера 8, на который устанавливают заглушку 35. Далее открывают замки 14 хомутов 13 крепления, и отстыковав электрический разъем 7, снимают баллон.

Установка заправленного баллона производится в обратном порядке.

При длительном хранении автомобиля вентил ь 2 перекры вают.

Запуск двигателя производится обычным способом. Для облегчения запуска преимущественно при низких температурах окружающего воздуха нажимают кнопку 28.

При появлении давления масла в системе смазки, обеспечиваемого стартерным режимом двигателя, происходят отключение клапана 19 и подача кислорода по трубке 21 в смесительную камеру карбюратора. Принципиально подача кислорода при пуске.холодного двигателя может быть связана с

55 приводом воздушной заслонки карбюратора.

На режиме холостого хода при полностью отпущенной педали дросселя контактор 25 также включают через реле 27 предварительный режим электроклапана 19 для обогащения кислородом горючей смеси.

Конструктивно срез трубки 21 и место его расположения выполнены так, чтобы струя кислорода эффективно .перемешивала бензовоздушную эмульсию, поступающую из канала 33 холостого хода.

Обогащение горючей смеси топливом на переходных режимах осуществляется экономайзером 34, который обеспечивает сочетание экономичной работы двигателя при частичных нагрузках с работой на мощностном составе смеси при полной нагрузке.

Рычаг 26 воздействует на контактор 25, который включает основной режим клапана

19, при этом осуществляется подача дополнительного количества кислорода в период обогащения смеси экономайзером. Кислород подается через трубку 20 с максимальным использованием газодинамических свойств струи кислорода для улучшения смесеобразования. При временном обогащении смеси топливом для увеличения приемистости двигателя при резких открытиях дросселя, осуществляемом ускорительным насосом 32 через канал 31, также производится подача кислорода по трубке 20.

Подача под напором дополнительного количества кислорода на переходных режимах приводит к повышению давления впуска и увеличению коэффициента наполнения цилиндров на 5 — 7,, что равносильно микронаддуву двигателя.

Изобретение позволяет улучшить на переходных режимах основные характеристики автомобильных двигателей: мощность, приемистость, экономичность, пусковые свойства и устойчивость работы на холостом ходу при минимальных оборотах коленчатого вала, Теоретически рассчитанный прирост мощности на указанных режимах и общее уменьшение расхода топлива при этом в условиях городского движения составляют 15 — 20, Значительно улучшается экологическая чистота двигателя, Содержание окиси углерода в выхлопных газах на холостом ходу может быть доведено до уровня менее 0,5

Изобретение применимо как для карбюраторных, так и при некоторой модернизации для дизельных двигателей и двигателей, работающих на газовом топливе, 1740745

Формула изобретения

20 я д у» ТОГ ЯУ60

45

Составитель B,Êîíoïëåâ

Редактор Н, Федорова Техред М.Моргентал Корректор H.Ðåâñêàÿ

Заказ 2067 Тираж 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

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий впускной трубопровод с фильтром и карбюратором, систему подачи кислорода, включающую кислородный баллон, сообщенный трубопроводом подачи кислорода через редуктор, дозатор и запорную арматуру с впускным трубопроводом, систему электроснабжения и систему смазки, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности и уменьшения токсичности на переходных режимах и холостом ходу, а также повышения безопасности эксплуатации и облегчения запуска, двигатель снабжен кислородным баллоном, нормально закрытым клапаном с электроприводом, установленным в трубопроводе подачи кислорода, контактором, реле, кнопкой принудительной подачи кислорода и датчиком давления масла, выполненным с нормально разомкнутыми

5 контактами и установленным в системе смазки двигателя, причем первый вывод обмотки привода клапана подключен через нормально замкнутые контакты реле и через контакты кнопки принудительной подачи

10 кислорода к первому контакту датчика давления масла, второй контакт которого подсоединен к системе электроснабжения, катушка реле через контактор, привод которого кинематически связан с приводом

15 дроссельной заслонки и экономайзера, подключена к системе электроснабжения, а второй вывод обмотки привода клапана соединен с массой,