Двигатель внутреннего сгорания с наддувом

 

Изобретение относится к области автоматического регулирования двигателей внутреннего сгорания. Технический результат заключается в повышении мощности двигателя в период небольшого промежутка времени (кратковременное форсирование) за счет подачи дополнительного топлива и сжатой топливовоздушной смеси в цилиндры силовой установки. В двигатель введены регулирующая форсунка, обратный клапан давления воздуха, дополнительный топливный бачок, электромагнитные клапаны и управляющий тумблер. Форсунка установлена во впускном коллекторе двигателя и связана с источником сжатого воздуха через воздухопровод, обратный и электромагнитный клапаны, установленные в воздухопроводе, и соединена с дополнительным топливным бачком посредством топливопровода через электромагнитный клапан, установленный в топливопроводе. Управляющий тумблер соединен с электромагнитными клапанами. Регулятор скорости содержит центробежный чувствительный элемент и пневматический чувствительный элемент с мембраной, разделяющей корпус пневматического элемента на две полости. В первой полости установлен упор начала действия пневматического элемента, а во второй полости - подпружиненный шток мембраны. Оба элемента связаны с рейкой топливного насоса высокого давления через суммирующий рычаг, источник сжатого воздуха. 1 ил.

Изобретение относится к области автоматического регулирования двигателей внутреннего сгорания.

Известен двигатель внутреннего сгорания с наддувом [1], содержащий регулятор скорости с центральным чувствительным элементом, связанным с коленчатым валом двигателя, и пневматический чувствительный элемент с мембраной, разделяющей корпус пневматического элемента на две полости, в первой из которых установлен упор начала действия пневматического элемента и она связана с выпускным коллектором двигателя, а во второй полости установлен подпружиненный шток мембраны, причем оба элемента связаны с рейкой топливного насоса высокого давления через суммирующий рычаг, источник сжатого воздуха, механизм перевода суммирующего рычага в крайнее положение и подпружиненный упор-ограничитель хода рычага. Механизм перевода суммирующего рычага выполнен в виде пневмоцилиндра, подключенного к источнику сжатого воздуха и снабженного поршнем, который связан с суммирующим рычагом. Пневмоцилиндр выполнен заодно с пневматическим чувствительным элементом регулятора. Связь поршня пневмоцилиндра и суммирующего рычага выполнена в виде двуплечего пускового рычага, первое плечо которого связано с поршнем, а второе подсоединено к суммирующему рычагу. Второе плечо двуплечего пускового рычага подсоединено к суммирующему рычагу через кулису. Механизм перевода суммирующего рычага в крайнее положение выполнен в виде рукоятки ручного управления, соединенной с суммирующим рычагом через пружину.

Однако предложенный двигатель не обеспечивает необходимого повышения мощности в экстремальных ситуациях, так как дополнительное топливо подается в цилиндры за счет увеличения хода рейки топливного насоса высокого давления без дополнительной порции воздуха, и тем самым не обеспечивается полнота его сгорания. А это существенно сказывается на мощностных показателях силовой установки.

Изобретение направлено на повышение мощности двигателя в период небольшого промежутка времени (кратковременное форсирование) за счет подачи дополнительного топлива и сжатой топливовоздушной смеси в цилиндры силовой установки.

Сущность изобретения заключается в том, что в двигатель дополнительно введены регулирующая форсунка, обратный клапан давления воздуха, дополнительный топливный бачок, электромагнитные клапаны и управляющий тумблер, причем форсунка установлена во впускном коллекторе двигателя и связана с источником сжатого воздуха через воздухопровод, обратный и электромагнитный клапаны, установленные в воздухопроводе, и соединена с дополнительным топливным бачком посредством топливопровода через электромагнитный клапан, установленный в топливопроводе, а управляющий тумблер соединен с электромагнитными клапанами.

На чертеже представлена схема двигателя внутреннего сгорания с наддувом.

Двигатель содержит регулятор скорости с центробежным чувствительным элементом 1, связанным с коленчатым валом двигателя. Муфта чувствительного элемента 1 соединена с рычагом 2, находящимся под воздействием пружины 3 регулятора. Рычаг 2 связан с упором 4 и кулисой суммирующего рычага 5, к которому присоединена рейка топливного насоса высокого давления 6.

Пневматический чувствительный элемент 7 содержит упор 8 начала работы, диафрагму 9 и пружину 10. Шток 11 чувствительного элемента 7 соединен с суммирующим рычагом 5 при помощи шарнира 12, к чувствительному элементу 7 подведены две воздушные магистрали: 13 - для подвода воздуха из впускного коллектора и 14 - для подвода сжатого воздуха при кратковременном форсировании.

Двигатель снабжен источником сжатого воздуха (на чертеже не показан), регулирующей форсункой подачи сжатой топливовоздушной смеси 20, установленной во впускном коллекторе 22, электромагнитным клапаном 15 подачи сжатого воздуха и 16 - топлива, обратным клапаном 19, а также дополнительным топливным бачком 17 с топливопроводом 18.

В кабине оператора установлен переключатель режима кратковременного форсирования на два положения 21, подающий напряжение к электромагнитным клапанам.

Двигатель работает следующим образом.

В зависимости от частоты вращения коленчатого вала и предварительной деформации пружины 3 регулятора скорости центробежный чувствительный элемент 1 воздействует на суммирующий рычаг 5, перемещая рейку 6.

При изменении давления наддува в пределах работы пневматического чувствительного элемента 7 диафрагма 9 через шток 11 перемещает суммирующий рычаг 5, который передвигает рейку топливного насоса высокого давления 6 в соответствующее положение.

Степень коррекции по давлению наддува определяется расстоянием a хода штока 11 и регулировкой момента срабатывания обратного клапана 19 (клапан открывается и сбрасывает излишнее давление через форсунку 20 во впускной коллектор, когда ход штока 11 превышает расстояние a).

При включении оператором переключателя 21, режима кратковременного форсирования к электромагнитным клапанам подается напряжение и они открываются. По магистрали 14 в камеру чувствительного элемента 7 и к регулирующей форсунке 20 подается сжатый воздух под давлением P_сж, превышающим давление наддува P_в, и давление срабатывания обратного клапана 19. По магистрали 18 топливо из дополнительного бачка 17 поступает в регулирующую форсунку 20 (за счет разряжения, создаваемого прохождением сжатого воздуха через форсунку). Поступившее дополнительное топливо перемешивается в форсунке 20 с воздухом и под давлением впрыскивается во впускной коллектор. Далее перемешанное с воздухом топливо поступает в цилиндры двигателя. Под давлением P_сж диафрагма 9 чувствительного элемента 7 перемещается вправо, выбирая расстояние C. При этом суммирующий рычаг 5 устанавливает рейку 6 в положение наибольшей подачи топлива (определяется суммой расстояний (a + c)).

Степень увеличения топливоподачи при кратковременном форсировании определяется суммой расстояний (a + c) хода штока 11 чувствительного элемента 7 и производительностью регулирующей форсунки 20.

После отключения оператором режима кратковременного форсирования электромагнитные клапаны закрываются, перекрывая магистрали 14 и 18. Чувствительный элемент 7 через магистраль 13 соединяется с впускным коллектором двигателя.

Использование предлагаемого двигателя позволит обеспечит кратковременное повышение его мощности в экстремальных ситуациях за счет подачи дополнительной порции топлива пневмовоздействием на рейку, а также топливовоздушной смеси через регулирующую форсунку.

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания с наддувом, содержащий регулятор скорости с центробежным чувствительным элементом, связанным с коленчатым валом двигателя, пневматический чувствительный элемент с мембраной, разделяющей корпус пневматического элемента на две полости, в первой из которых установлен упор начала действия пневматического элемента и она связана с впускным коллектором двигателя, а во второй полости установлен подпружиненный шток мембраны, причем оба элемента связаны с рейкой топливного насоса высокого давления через суммирующий рычаг, источник сжатого воздуха и механизм перевода суммирующего рычага в крайнее положение, выполненный заодно с пневматическим чувствительным элементом, отличающийся тем, что в него дополнительно введены регулирующая форсунка, обратный клапан давления воздуха, управляющий тумблер, дополнительный топливный бачок и электромагнитные клапаны, причем регулирующая форсунка установлена во впускном коллекторе двигателя и связана с источником сжатого воздуха через воздухопровод, обратный и электромагнитный клапаны, установленные в воздухопроводе, и соединена с дополнительным топливным бачком посредством топливопровода через электромагнитный клапан, установленный в топливопроводе, управляющий тумблер соединен с электромагнитными клапанами.

РИСУНКИ

Рисунок 1