Способ улучшения уравновешенности поршневого дизельного двигателя внутреннего сгорания на режиме холостого хода при помощи дроссельной заслонки

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2549748:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный индустриальный университет" (RU)

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к приспособлениям для уравновешивания сил инерции и реактивного крутящего момента поршневых двигателей, и может быть использовано для снижения энергии возмущений от реактивного крутящего момента. Техническим результатом является снижение вибронагруженности двигателя при работе в режиме холостого хода. Сущность изобретения заключается в том, что дроссельная заслонка устанавливается во впускной коллектор дизельного двигателя и имеет возможность регулирования количества воздуха, поступающего в ДВС. Заслонка позволяет регулировать параметры рабочего процесса в цилиндре двигателя путем дросселирования воздушного потока во впускном коллекторе и, как следствие, снижения давления конца сжатия P_c и максимального давления сгорания P_z. При этом уменьшается амплитуда реактивного крутящего момента и снижается энергия возмущений от этого момента. 1 ил.

В настоящее время известно много классических способов и устройств для уравновешивания сил инерции поршневого двигателя (Луканин В.Н. и Шатров М.Г. (ред.). Двигатели внутреннего сгорания, Кн.2, Динамика и конструирование. М., Высшая школа, 2007 г. - 400 с.). Все устройства являются механическими. Недостатками этих устройств является сложность конструкции, необходима существенная доработка остова двигателя для их установки и создание противомомента для гашения возмущающего реактивного момента.

Также известны другие механические и электромеханические уравновешивающие механизмы (RU 2460915 C1, 10.09.2012; RU 2438025 C2, 27.12.2011; RU 2011061 C1, 15.04.1994; RU 2272194 C1, 20.03.2006; RU 2097571 C1, 27.11.1997; FR 2858034 A1, 28.01.2005; ES 2270310 T3, 01.04.2007; UA 8933 U, 15.08.2005). Недостатками этих устройств также является сложность конструкции и невозможность установки их в уже изготовленные двигатели, отсутствие возможности уравновешивания реактивного крутящего момента на режиме холостого хода без серьезной доработки двигателя на этапе проектирования. Также создается противомомент для прямого воздействия на возмущающий реактивный момент.

Задачей изобретения является уравновешивание реактивного крутящего момента дизельного двигателя на режиме холостого хода с возможностью установки на дизельные двигатели внутреннего сгорания (ДВС). При этом способ уравновешивания должен быть простым в изготовлении и, как следствие, недорогим. Ранее авторами было доказано, что на режиме холостого хода (XX) у дизельного ДВС энергия возмущений от реактивного крутящего момента максимальна (Гусаров В.В., Газиалиев С.В. Уравновешенность дизеля типа R4 на режиме холостого хода. Автомобильная промышленность. М., 2013, №6).

Отличием нового способа уравновешивания от процитированных выше устройств и способов является то, что гашение реактивного крутящего момента происходит не напрямую, то есть не создается дополнительный «противомомент» для гашения реактивного крутящего момента.

В связи с вышеизложенным, техническим результатом, на который направлено данное изобретение, является снижение вибронагруженности ДВС в режиме XX.

Технический результат достигается за счет того, что уравновешивание поршневого дизельного ДВС происходит за счет регулирования параметров рабочего процесса в цилиндре двигателя путем установки дроссельной заслонки во впускном коллекторе и дросселирования воздушного потока перекрытием впускного коллектора до возникновения пропусков зажигания. В результате этого происходит снижение давления конца сжатия P_c и максимального давления сгорания P_z, При этом уменьшается амплитуда реактивного крутящего момента и снижается энергия возмущений от этого момента.

Предлагаемый способ уравновешивания поршневого дизельного двигателя поясняется чертежом (фиг.1). На фиг.1 представлена дроссельная заслонка, расположенная во впускном коллекторе: 1 - дроссельная заслонка (начальное положение - полностью открыта); 2 - впускной коллектор дизельного двигателя.

Изобретение работает следующим образом.

Во время работы дизельного ДВС на режиме XX дроссельная заслонка 1, установленная во впускном коллекторе 2, с помощью привода частично перекрывает коллектор и снижает количество воздуха, поступающего в двигатель. При этом снижается давление конца сжатия P_c и максимальное давление сгорания P_z, как следствие, уменьшается амплитуда реактивного крутящего момента. Привод дроссельной заслонки может быть механическим, гидравлическим, электрическим и т.д. На базе лаборатории ФГБОУ ВПО МГИУ был проведен эксперимент по дросселированию дизельного ДВС. При уменьшении расхода воздуха на 80% значительно снижалась амплитуда виброускорений остова двигателя, в 1,7 раза меньше, чем при полном открытии дросселя (снятие показаний производилось с помощью датчика ускорений), при этом двигатель продолжал устойчиво работать без пропусков зажигания. Несомненно, при снижении максимального давления сгорания P_z снижается средний индикаторный момент и другие мощностные характеристики двигателя. Но, как известно, на режиме XX двигатель работает без нагрузки, преодолевая внутренние силы трения, поэтому снижение мощности ДВС не оказывает влияния на скоростные характеристики автомобиля. Следовательно, при увеличении частоты оборотов ДВС выше частоты оборотов XX привод дроссельной заслонки возвращает ее в исходное положение (положение - полностью открыта).

Способ уравновешивания поршневого дизельного двигателя внутреннего сгорания, работающего на режиме холостого хода, характеризующийся тем, что уравновешивание происходит за счет регулирования параметров рабочего процесса в цилиндре двигателя путем установки дроссельной заслонки во впускном коллекторе и дросселирования воздушного потока перекрытием впускного коллектора до возникновения пропусков зажигания.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к конструированию и производству систем воздухо- и топливопитания, нейтрализации и выпуска отработавших газов транспортных двигателей, преимущественно автомобильных.

Способ регулирования работы газовоздушного тракта двигателя внутреннего сгорания // 2270353

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способу работы газовоздушного тракта двигателя внутреннего сгорания. .

Поршневая резонансная машина // 2264540

Изобретение относится к поршневым машинам. .

Поршневая резонансная машина // 2263789

Изобретение относится к поршневым машинам. .

Способ смесеобразования двигателя внутреннего сгорания и устройство для смесеобразования двигателя внутреннего сгорания // 2201521

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием. .

Способ регулирования дизеля и устройство для регулирования дизеля // 2200861

Изобретение относится к дизельным электрическим агрегатам, работающим на внешнюю переменную нагрузку в составе дизеля и электрического генератора, и предназначено для регулирования дизеля, входящего в состав электрического агрегата.

Устройство регулирования оборотов холостого хода в двигателе // 2178097

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам регулирования оборотов холостого хода автомобильных двигателей внутреннего сгорания. .

Устройство регулирования оборотов холостого хода в двигателе // 2178096

Устройство регулирования оборотов холостого хода в двигателе // 2178095

Способ и устройство для управления мощностью или регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания с наддувом // 2167325

Система управления наполнением двигателя с турбонаддувом // 2575235

Изобретение может быть использовано в двигателях с турбонаддувом. Система управления наполнением двигателя с турбонаддувом содержит средства измерения массового расхода воздуха во впускном трубопроводе, средства измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя, педаль управления двигателем с датчиком ее положения. Система содержит электропривод дроссельной заслонки с датчиком ее положения, подключенный к функциональному блоку (17) формирования сигнала управления положением дроссельной заслонки, связанному с функциональным блоком (16) определения величины рассогласования измеренной и табличной величин циклового расхода воздуха. Функциональный блок (17) формирования сигнала управления положением дроссельной заслонки подключен к функциональному блоку (13) формирования сигнала заданного базового положения дроссельной заслонки. Технический результат заключается в компенсации отрицательного влияния запаздывания изменения режима работы турбокомпрессора при разгоне на динамические свойства за счет повышения быстродействия и точности работы системы управления. 2 ил.

Способ и система диагностики подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорания автотранспортного средства // 2611056

Изобретение относится к области управления подачей газов в двигатель внутреннего сгорания автотранспортного средства, в частности к диагностике утечек подаваемого воздуха. Техническим результатом является обеспечение надежного отслеживания утечек на впуске. Предложен способ диагностики подачи воздуха в двигатель, содержащий турбокомпрессор и контур (3, 4) частичной рециркуляции выхлопных газов низкого давления и/или высокого давления. Способ содержит этапы: определяют совокупность величин, характеризующих работу двигателя, производят оценку степени обогащения в выхлопе, измеряют степень обогащения в выхлопе при помощи датчика (31) обогащения, расположенного в выхлопной трубе (7) двигателя, определяют критерий диагностики с учетом соотношения между измерением степени обогащения в выхлопе и оценкой степени обогащения в выхлопе, сравнивают критерий диагностики, по меньшей мере, с одним порогом диагностики, охватывающим разбросы системы, и передают сигнал диагностики, зависящий от результата сравнения. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ управления коэффициентом избытка воздуха перепускными клапанами между компрессорными и рабочими полостями поршней однотактного двигателя с внешней камерой сгорания // 2631842

Изобретение относится к области двигателей с внешней камерой сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности регулирования двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что при движении поршней двигателя из одной мертвой точки в другую система управления отслеживает текущие величины массы, температуры и давления сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха, температуры и давления во внешней камере сгорания, а также температуры и давления в рабочих полостях поршней. На основе полученных данных система определяет момент открытия перепускных клапанов между компрессорными и рабочими полостями поршней, соответствующий задаваемому коэффициенту избытка воздуха и подаваемой во внешнюю камеру сгорания дозе топлива. При этом сжимаемый в компрессорных полостях поршней воздух перетекает в их рабочие полости, в результате чего во внешнюю камеру сгорания поступает соответствующая задаваемому коэффициенту избытка воздуха топливная смесь. 1 ил.