Способ реверсирования вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания реверсивным стартерным механизмом и системой пневматического привода газораспределительного клапана с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из компенсационного пневмоаккумулятора

Изобретение относится к системам реверсирования двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение надежности системы реверсирования. Сущность изобретения заключается в том, что система управления соединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом двигателя и вращает его в задаваемом направлении. Затем, на такте сжатия, при закрытых газораспределительных клапанах в момент времени, когда давление над поршнем увеличится до величины, обеспечивающей при сгорании топлива выделение энергии, достаточной для изменения направления движения поршня на противоположное направление, система управления разъединяет вал реверсивного механизма с коленвалом, и форсункой впрыскивает топливо в камеру сгорания. Давление продуктов сгорания меняет направление движения поршня на противоположное. При этом система пневматического привода газораспределительного клапана обеспечивает последовательность открытия и закрытия газораспределительных клапанов и срабатывания топливной форсунки в соответствии с заданным направлением вращения коленвала. 1 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший прототип заявленного изобретения - патент 2403409 «Клапан-отсечка пневматического привода газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания». Действует она следующим образом.

Реферат патента 2403409: Изобретение относится к двигателестроению. Пневматический привод (ПП) включает поршень привода газораспределительного клапана, соединенный с газораспределительным клапаном, золотник, пневмоаккумулятор (ПА) и систему управления ПП, обеспечивающую газообмен в двигателе. Для этого система управления ПП отслеживает текущее положение поршня двигателя и в момент, когда требуется открыть или закрыть газораспределительный клапан двигателя, устанавливает золотник в положение, обеспечивающее поступление рабочего тела из ПА в полость поршня привода газораспределительного клапана, в которой рабочее тело, воздействуя на поршень привода газораспределительного клапана, открывает или закрывает газораспределительный клапан. Зарядка ПА рабочим телом из камеры сгорания (КС) осуществляется на такте сжатия и на такте расширения. Привод снабжен клапаном-отсечкой, имеющим поршень и соединенный с ним запорный клапан. Полость поршня привода запорного клапана соединена трубопроводом с ПА, и при повышении давления рабочего тела в ПА сверх оптимального рабочее тело из ПА поступает в полость поршня привода запорного клапана и переводит запорный клапан в закрытое положение. Такое выполнение позволяет автоматически обеспечить оптимальный уровень зарядки ПА.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель заявленного изобретения состоит в том, чтобы обеспечить реверсирование вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания (ДВС) реверсивным стартерным механизмом и системой пневматического привода газораспределительного клапана с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из компенсационного пневмоаккумулятора. Изоляция объема газа позволит избежать попадание инородных тел из атмосферы в систему пневматического привода газораспределительного клапана.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фигуре представлена схема системы пневматического привода газораспределительного клапана ДВС с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из компенсационного пневмоаккумулятора. Система действует следующим образом. Воздух или топливная смесь над поршнем ДВС 1 в камере сгорания ДВС 2 (далее - камера сгорания 2) давят на левую торцевую поверхность поршня компрессора 3. В результате поршень компрессора 3 движется вправо (по рисунку) и находящийся в правой торцевой полости поршня компрессора 3 газ, например воздух, через обратный клапан пневмоаккумулятора 4 поступает в пневмоаккумулятор системы привода 5 (далее - пневмоаккумулятор 5). Зарядка пневмоаккумулятора 5 происходит при сжатии воздуха или топливной смеси в камере сгорания 2 на такте сжатия, а дозарядка - и на такте расширения продуктов сгорания. На такте всасывания воздуха в камеру сгорания 2 давление газов в ней уменьшается, пружина поршня компрессора 6 перемещает поршень компрессора 3 влево, и газ из компенсационного пневмоаккумулятора 7 через обратный клапан компенсационного пневмоаккумулятора 8 поступает в правую торцевую полость поршня компрессора 3. Как только давление в пневмоаккумуляторе 5 превысит величину, обеспечивающую функционирование газораспределительного клапана и топливной форсунки, газ из него по каналу 9 поступает в нижнюю полость поршня механизма стопора 10, в результате чего он перемещается вверх, стопор 11 входит в проточку поршня насоса 3 и стопорит его. Поступление газа в пневмоаккумулятор 5 прекращается. Уровень зарядки пневмоаккумулятора 5 определяется жесткостью пружины поршня стопора 12. Для открытия газораспределительного клапана система управления отслеживает текущее положение поршня ДВС 1 и, в момент времени, когда требуется его открыть, устанавливает золотник управления потоком газа газораспределительного клапана 13 в положение, как показано на фигуре. Газ из пневмоаккумулятора 5 по каналам 14 и 15 поступает в верхнюю полость поршня привода газораспределительного клапана 16, соединенного с газораспределительным клапаном 17. Под его воздействием газораспределительный клапан 17 открывается и, если он впускной, позволяет воздуху из атмосферы по каналу 18 поступать в камеру сгорания ДВС 2, или, если он выпускной, вытекать продуктам сгорания из камеры сгорания ДВС 2 в атмосферу. Для закрытия газораспределительного клапана 17 система управления устанавливает золотник управления потоком жидкости газораспределительного клапана 13 в нижнее положение, и газ из пневмоаккумулятора 5 по каналам 14 и 19 поступает в нижнюю полость поршня привода газораспределительного клапана 16 и закрывает газораспределительный клапан 17. В обоих случаях отработавший газ по каналам 15, 20 и 19, 21 вытесняется в компенсационный пневмоаккумулятор 7. Для подачи топлива в камеру сгорания, например, того цилиндра, который показан в правой нижней части рисунка, система управления ДВС отслеживает текущее положение его поршня. В момент времени, когда требуется подать плунжером топливной форсунки 22 топливо в камеру сгорания, система управления устанавливает золотник управления потоком газа топливной форсунки 23 в положение, как показано на фигуре. Газ из пневмоаккумулятора 5 по каналам 24 и 25 поступает в верхнюю полость поршня привода плунжера топливной форсунки 26. Под действием поступающего газа поршень привода топливной форсунки 26 движется вниз и соединенным с ним плунжером топливной форсунки 22 через обратный клапан плунжера топливной форсунки 27 впрыскивает дозу топлива в камеру сгорания. Для подготовки плунжера топливной форсунки 22 к очередному впрыску топлива система управления устанавливает золотник управления потоком газа топливной форсунки 23 в нижнее положение. Теперь газ из пневмоаккумулятора 5 по каналам 24 и 28 поступает в нижнюю полость поршня привода плунжера топливной форсунки 26, и плунжер топливной форсунки 22 движется вверх. В обоих случаях отработавший газ по каналам 25, 29 и 28, 30 через обратный клапан компенсационного пневмоаккумулятора 8 вытесняется в компенсационный пневмоаккумулятор 7. Одновременно через обратный клапан топливного бака 31 из топливного бака (на фигуре не показан) топливо всасывается в полость плунжера топливной форсунки 22. Изоляция газа от окружающей среды в системе пневматического привода газораспределительного клапана и топливной форсунки обеспечивается герметизирующими сильфонами 32, 33, 34.

Реверсирование вращения коленвала ДВС осуществляется следующим образом. Система управления соединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом ДВС и вращает его в задаваемом направлении вращения коленвала. Затем, на такте сжатия при закрытых газораспределительных клапанах в момент времени, когда над поршнем давление сжимаемого воздуха или топливной смеси увеличится до величины, обеспечивающей при сгорании топлива выделение энергии, достаточной для изменения направления движения поршня на противоположное направление, система управления разъединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом, и форсункой впрыскивает топливо в камеру сгорания. Топливо горит, и давление продуктов сгорания меняет направление движения поршня на противоположное направление. При этом система пневматического привода газораспределительного клапана с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из компенсационного пневмоаккумулятора обеспечивает последовательность открытия и закрытия газораспределительных клапанов в соответствии с заданным направлением вращения коленвала.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ реверсирования вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания реверсивным стартерным механизмом и системой пневматического привода газораспределительного клапана с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из изолированного объема, включающего реверсивный стартерный механизм, систему пневматического привода газораспределительного клапана с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из изолированного объема и систему управления двигателя внутреннего сгорания, отличающегося тем, что для реверсирования вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания реверсивным стартерным механизмом и системой пневматического привода газораспределительного клапана с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из изолированного объема система управления двигателя внутреннего сгорания соединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания и вращает его в задаваемом направлении вращения, на такте сжатия при закрытых газораспределительных клапанах в момент времени, когда над поршнем давление сжимаемого воздуха или топливной смеси увеличится до величины, обеспечивающей при сгорании топлива выделение энергии, достаточной для изменения направления движения поршня на противоположное направление, система управления двигателя внутреннего сгорания разъединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленчатым валом, и форсункой впрыскивает топливо в камеру сгорания, топливо горит, и давление продуктов сгорания меняет движение поршня на противоположное направление, при этом система пневматического привода газораспределительного клапана с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из изолированного объема обеспечивает последовательность открытия и закрытия газораспределительных клапанов и срабатывания топливной форсунки в соответствии с заданным направлением вращения коленвала.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Материалы и технология для реализации заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей. При современном развитии электроники создание системы управления двигателем не более чем рутинная задача, являющаяся отдельной задачей проектирования ДВС.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Фигура. Принципиальная схема системы пневматического привода газораспределительного клапана ДВС с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из компенсационного пневмоаккумулятора.

1 - поршень ДВС; 2 - камера сгорания ДВС; 3 - поршень компрессора; 4 - обратный клапан пневмоаккумулятора; 5 - пневмоаккумулятор; 6 - пружина поршня компрессора; 7 - компенсационный пневмоаккумулятор; 8 - обратный клапан компенсационного пневмоаккумулятора; 9, 14, 15, 18, 19, 20, 21, 24, 25, 28, 29, 30 - канал; 10 - поршень механизма стопора; 11 - стопор; 12 - пружина поршня стопора; 13 - золотник управления потоком жидкости поршня газораспределительного клапана; 16 - поршень привода газораспределительного клапана; 17 - газораспределительный клапан; 22 - плунжер топливной форсунки; 23 - золотник управления потоком жидкости поршня привода топливной форсунки; 26 - поршень привода плунжера топливной форсунки; 27 - обратный клапан плунжера топливной форсунки; 31 - обратный клапан топливного бака, 32, 33, 34 - сильфон.

Способ реверсирования вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания реверсивным стартерным механизмом и системой пневматического привода газораспределительного клапана с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из компенсационного пневмоаккумулятора, включающего реверсивный стартерный механизм, систему пневматического привода газораспределительного клапана с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из компенсационного пневмоаккумулятора и систему управления двигателя внутреннего сгорания, отличающийся тем, что для реверсирования вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания реверсивным стартерным механизмом и системой пневматического привода газораспределительного клапана с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из компенсационного пневмоаккумулятора система управления двигателя внутреннего сгорания соединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания и вращает его в задаваемом направлении вращения, на такте сжатия при закрытых газораспределительных клапанах в момент времени, когда над поршнем двигателя внутреннего сгорания давление сжимаемого воздуха или топливной смеси увеличится до величины, обеспечивающей при сгорании топлива выделение энергии, достаточной для изменения направления движения поршня на противоположное направление, система управления двигателя внутреннего сгорания разъединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленчатым валом и форсункой впрыскивает топливо в камеру сгорания, топливо горит, и давление продуктов сгорания меняет движение поршня на противоположное направление, при этом система пневматического привода газораспределительного клапана с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из изолированного объема обеспечивает последовательность открытия и закрытия газораспределительных клапанов и срабатывания топливной форсунки в соответствии с заданным направлением вращения коленвала.