Способ реверсирования двигателя внутреннего сгорания реверсивным стартерным механизмом и системой гидравлического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой гидроаккумулятора системы жидкостью из компенсационного гидроаккумулятора

Изобретение относится к области реверсирования двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности работы системы реверса. Сущность изобретения заключается в том, что для реверсирования ДВС система управления при закрытом газораспределительном клапане соединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом ДВС и вращает его коленвал в задаваемом направлении вращения. При положении поршня ДВС в окрестностях верхней мертвой точки система подачи топлива подает топливо в камеру сгорания ДВС и при необходимости воспламеняет его свечой зажигания. Для подачи топлива применяется независимая от механической связи с коленвалом ДВС система подачи топлива в камеру сгорания ДВС, например пневматическая, гидравлическая, пьезоэлектрическая и т.д. После перехода поршнем верхней мертвой точки система управления разъединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом. После завершения расширения продуктов сгорания система гидравлического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой гидроаккумулятора системы жидкостью из компенсационного гидроаккумулятора газораспределительным клапаном и соединенными штоком впускным и выпускным клапаном обеспечивает газообмен в двигателе внутреннего сгорания при заданном направлении вращения коленвала. 1 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший прототип заявленного изобретения - заявка на выдачу патента 2013155774 «Способ реверсирования двигателя внутреннего сгорания реверсивным стартером и гидравлическим механизмом привода газораспределительного клапана и топливной форсунки с зарядкой его гидроаккумулятора рабочей жидкостью», в отношении которой принято решение о выдаче патента на изобретение.

Реферат: «Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к способам реверсирования валов двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности управления двигателем. Сущность изобретения заключается в том, что система управления соединяет вал реверсивного стартера с коленвалом ДВС и вращает его в задаваемом направлении вращения коленвала ДВС. На такте сжатия при закрытых газораспределительных клапанах в момент времени, когда над поршнем давление сжимаемого воздуха или топливной смеси увеличится до величины, обеспечивающей условия сгорания топлива, система разъединяет вал реверсивного стартера с коленвалом ДВС. Затем форсункой впрыскивает топливо в камеру сгорания и воспламеняет топливо свечой зажигания. Одновременно система устанавливает последовательность открытия и закрытия газораспределительных клапанов и срабатывания топливной форсунки в соответствии с заданным направлением вращения коленвала».

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель заявленного изобретения - обеспечить реверсирование двигателя внутреннего сгорания (ДВС) системой гидравлического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой гидроаккумулятора системы жидкостью из компенсационного гидроаккумулятора. В соответствии с пунктом 2 статьи 1350 Кодекса и п. 24.5.3. (4) Регламента, цитата: «Условию изобретательского уровня соответствуют, в частности: изобретения, основанные на дополнении известного средства какой-либо известной частью, при достижении неожиданного для такого дополнения технического результата, обусловленного взаимосвязью дополняемой части и известного средства». В данном случае заявленное неизвестное средство дополняется известной частью.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность заявленного изобретения поясняется описанием принципа действия привода двухклапанного газораспределителя ДВС гидравлической системой привода с зарядкой гидроаккумулятора системы жидкостью из компенсационного гидроаккумулятора. Зарядка гидроаккумулятора системы жидкостью осуществляется следующим образом (см. чертеж). При пуске ДВС поршень ДВС 1 на такте сжатия сжимает воздух или топливную смесь в камере сгорания ДВС 2, которая давит на левую торцевую поверхность поршня привода насоса 3, в результате чего он движется вправо (по чертежу). Находящаяся в правой полости поршня насоса 4 рабочая жидкость (далее - жидкость) через обратный клапан 5 поступает в гидроаккумулятор системы привода 6 (далее - гидроаккумулятор 6) и заряжает его. Зарядка гидроаккумулятора 6 происходит при первом пуске ДВС, а дальнейшая подзарядка - на рабочих тактах. После того как давление жидкости в гидроаккумуляторе 6 достигнет значения, обеспечивающего оптимальное функционирование двухклапанного газораспределителя в составе клапана впуска воздуха или топливной смеси 7 (далее - клапан 7) и клапана выпуска отработавших продуктов сгорания 8 (далее - клапан 8), а также газораспределительного клапана 9 (далее - газораспределительный клапан 9), жидкость из гидроаккумулятора 6 по каналу 10 поступает в нижнюю полость поршня стопора 11. В результате поршень стопора 11 перемещается в верхнее положение, и соединенный с ним стопор 12 входит в выточку поршня насоса 4, блокирует его движение, и поступление жидкости в гидроаккумулятор 6 прекращается. В исходном положении впускной клапан 7 открыт, а выпускной клапан 8 и газораспределительный клапан 9 закрыты. Газообмен в ДВС осуществляется следующим образом. Для обеспечения такта всасывания система управления устанавливает газораспределительный клапан 9 в открытое положение. Для этого система управления устанавливает золотник 13 в положение, как показано на чертеже. Жидкость из гидроаккумулятора 6 по каналам 10, 14, 15 поступает в верхнюю полость поршня привода газораспределительного клапана 16, соединенного штоком 17 с газораспределительным клапаном 9, в результате чего он занимает нижнее положение - открывается. Воздух или топливная смесь через канал впуска воздуха или топливной смеси 18 и открытый газораспределительный клапан 9 поступает в камеру сгорания ДВС 2. Из нижней полости поршня привода газораспределительного клапана 16 отработавшая жидкость по каналам 19, 20, 21 и обратному клапану 22 поступает в компенсационный гидроаккумулятор 23. При понижении давления жидкости в гидроаккумуляторе 6 ниже величины, обеспечивающей оптимальное функционирование клапанов трехклапанного газораспределителя, пружина стопора 24 переводит поршень стопора 11 и стопор 12 в нижнее положение. На одном из последующих тактов всасывания воздуха или топливной смеси в камеру сгорания ДВС 2 пружина поршня насоса 25 переводит поршень привода насоса 3 и поршень насоса 4 в исходное, левое, для подзарядки гидроаккумулятора 6, положение. Жидкость из компенсационного гидроаккумулятора 23 через обратный клапан 26 подается в правую полость поршня насоса 4. Насос готов к очередному циклу подзарядки гидроаккумулятора 6. По прибытию поршня ДВС 1 в нижнюю мертвую точку система управления переводит золотник 13 в правое положение. Жидкость из гидроаккумулятора 6 по каналам 10, 14, 19 поступает в нижнюю полость поршня привода газораспределительного клапана 16, и газораспределительный клапан 9 закрывается. Отработавшая жидкость из верхней полости поршня привода газораспределительного клапана 16 по каналам 15, 27, 21 и обратному клапану 22 поступает в компенсационный гидроаккумулятор 23. Начинается такт сжатия, а затем такт расширения продуктов сгорания. Для выпуска отработавших продуктов сгорания система управления переводит впускной клапан 7 и выпускной клапан 8 в правое положение, для чего устанавливает золотник 28 в левое положение. Жидкость из гидроаккумулятора 6 по каналам 10, 29, 30 поступает в левую полость поршня привода впускного и выпускного клапана 31 и перемещает соединенный штоком 32 впускной клапан 7 и соединенный штоком 33 выпускной клапан 9 вправо. Впускной клапан 7 закрывается, а выпускной клапан 8 открывается. Жидкость из правой полости поршня привода впускного и выпускного клапана 31 по каналам 34, 35 и через обратный клапан 22 поступает в компенсационный гидроаккумулятор 23. Открытие газораспределительного клапана 9 показано выше. В результате отработавшие продукты сгорания из камеры сгорания ДВС 2 через канал выпуска отработавших продуктов сгорания 36 выбрасываются в выхлопной коллектор. Проблемы предотвращения утечки жидкости через зазоры по образующим поверхностей штоков 17, 32, 33 решаются сильфонами 37, 38, 39.

Для реверсирования ДВС в задаваемом направлении вращения коленвала система управления при закрытом газораспределительном клапане 9 соединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом ДВС и вращает его коленвал в задаваемом направлении вращения. При положении поршня ДВС 1 в окрестностях верхней мертвой точки система подачи топлива подает топливо в камеру сгорания ДВС 2 и при необходимости, воспламеняет его свечой зажигания. Для подачи топлива применяется независимая от механической связи с коленвалом ДВС система подачи топлива в камеру сгорания ДВС 2, например пневматическая, гидравлическая, пьезоэлектрическая и т.д. Топливо горит, и после перехода поршнем верхней мертвой точки система управления разъединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом ДВС. После завершения расширения продуктов сгорания система гидравлического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы 6 жидкостью из компенсационного пневмоаккумулятора 23 газораспределительным клапаном 8 и соединенными штоком 33 впускным 7 и выпускным 9 клапанами обеспечивает газообмен в двигателе внутреннего сгорания при заданном направлении вращения коленвала.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ реверсирования двигателя внутреннего сгорания реверсивным стартерным механизмом и системой гидравлического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой гидроаккумулятора системы жидкостью из компенсационного гидроаккумулятора, включающей систему управления, двухклапанный газораспределитель в составе газораспределительного клапана и соединенных штоком впускного и выпускного клапанов, реверсивный стартерный механизм, независимую от механической связи с коленвалом двигателя внутреннего сгорания систему подачи топлива, свечу зажигания и компенсационный гидроаккумулятор, отличается тем, что система управления при закрытом газораспределительном клапане двухклапанного газораспределителя с зарядкой гидроаккумулятора системы жидкостью из компенсационного пневмоаккумулятора соединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом двигателя внутреннего сгорания, вращает его коленвал в задаваемом направлении вращения и при положении поршня двигателя внутреннего сгорания в окрестностях верхней мертвой точки системой подачи топлива, независимой от механической связи с коленвалом двигателя внутреннего сгорания, подает топливо в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, при необходимости воспламеняет его свечой зажигания, после перехода поршнем верхней мертвой точки разъединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом двигателя внутреннего сгорания, и после завершения расширения продуктов сгорания система гидравлического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой гидроаккумулятора системы жидкостью из компенсационного гидроаккумулятора газораспределительным клапаном и соединенными штоком впускным и выпускным клапанами двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы жидкостью из компенсационного гидроаккумулятора обеспечивает газообмен в двигателе внутреннего сгорания при заданном направлении вращения коленвала.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Материалы и технология для реализации изобретения не выходят за рамки современных возможностей. При современном уровне развития систем автоматического управления создание системы управления для изобретения является вполне ординарной задачей.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

На чертеже показана принципиальная схема системы управления рециркуляцией выхлопных газов в ДВС системой гидравлического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой гидроаккумулятора системы жидкостью из компенсационного гидроаккумулятора.

1 - поршень ДВС 1; 2 - камера сгорания ДВС 2; 3 - поршень привода насоса; 4 - поршень насоса; 5, 22, 26 - обратный клапан; 6 - гидроаккумулятор; 7, 8 - клапан; 9 - газораспределительный клапан; 10, 14, 15; 19, 20, 21, 27, 29, 30 34, 35 - канал; 11 - поршень стопора; 12 - стопор; 13, 28, - золотник; 16 - поршень привода газораспределительного клапана; 17, 32, 33 - шток; 18 - канал впуска воздуха или топливной смеси; 23 - компенсационный гидроаккумулятор; 24 - пружина стопора; 25 - пружина поршня насоса; 31 - поршень привода впускного и выпускного клапана; 36 - канал выпуска отработавших продуктов сгорания; 37, 38, 39 - сильфон.

Способ реверсирования двигателя внутреннего сгорания реверсивным стартерным механизмом и системой гидравлического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой гидроаккумулятора системы жидкостью из компенсационного гидроаккумулятора, включающей систему управления, двухклапанный газораспределитель в составе газораспределительного клапана и соединенных штоком впускного и выпускного клапанов, реверсивный стартерный механизм, независимую от механической связи с коленвалом двигателя внутреннего сгорания систему подачи топлива, свечу зажигания и компенсационный гидроаккумулятор, отличающийся тем, что система управления при закрытом газораспределительном клапане двухклапанного газораспределителя с зарядкой гидроаккумулятора системы жидкостью из компенсационного гидроаккумулятора соединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом двигателя внутреннего сгорания, вращает его коленвал в задаваемом направлении вращения и при положении поршня двигателя внутреннего сгорания в окрестностях верхней мертвой точки системой подачи топлива, независимой от механической связи с коленвалом двигателя внутреннего сгорания, подает топливо в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, при необходимости воспламеняет его свечой зажигания, после перехода поршнем верхней мертвой точки разъединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом двигателя внутреннего сгорания, и после завершения расширения продуктов сгорания система гидравлического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой гидроаккумулятора системы жидкостью из компенсационного гидроаккумулятора газораспределительным клапаном и соединенными штоком впускным и выпускным клапанами двухклапанного газораспределителя с зарядкой гидроаккумулятора системы жидкостью из компенсационного гидроаккумулятора обеспечивает газообмен в двигателе внутреннего сгорания при заданном направлении вращения коленвала.