Способ запуска двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

 

Союз Со»»етских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.0779 (21) 2797407/25-06 с присоединением заявки № 2797408/25-06 (23) Приоритет (5! )М. Кл.

F 02 N 9/00

F 02 М 17/04

1Ъеударетеениьй кемитет

СССР

10 делам нэебретенкк и открытий

Опубликовано 301081. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30108! (53) УД К621. 436-, -574 (.088. 8) Ю.И.Кобецкий, H.H.Áb»÷èõèí и А.А.Б рйзсов, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ .ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению и, в частности, к способам запуска двигателей внутреннего сгорания сжатым воздухом и подогревом воздуха, наполняющего цилиндры.

Известны способы запуска двигателя внутреннего сгорания путем подачи сжатого воздуха в цилиндры двигателя и устройства для осуществления способа, содержащие воздухораспределитель, !

О подключенный к источнику сжатого воздуха (1 ).

Однако эти способы и устройства недостаточно эффективны, так как в них .отсутствуют конструктивные зле»5 менты, позволяющие производить очистку переохлажденного в процессе расширения в цилиндрах сжатого воздуха и подогрев воздуха, поступающего на наЮ полнение цилиндров.

Известны также способы запуска двигателя внутреннего сгорания, преимущественно двухтактного, путем подачи в цилиндры через пусковые клапаны сжатого пускового воздуха, расширения его в цилиндрах с соответствующим снижением температуры, частичного вытеснения расширившегося пускового воздуха из цилиндров через выпускные

-органы и наполнения цилиндров через впускные органы воздушного заряда для совершения рабочего цикла и устройства для осуществления способа, содержащие воздухораспределитель, подключенный к источнику сжатого воздуха и снабженный крышкой с пусковым и дополнительным каналами подвода сжатого воздуха, корпусом с каналами его отвода в цилиндры двигателя и золотником дискового. типа, который подключен к валу двигателя, снабжен пусковым и дополнительным окнами, периодически сообщающимися с каналами в корпусе, установлен в полости, заключенной между кры»»»кой» и корпусом, и разделенный подпружиненной перегородкой на основную полость, связываю877107

30 щую пусковой канал в крышке с каналом в корпусе через пусковое окно, и дополнительную полость, связывающую дополнительный канал в крышке с каналом в корпусе через дополнительйое окно (2).

Однако в этих способах и устройствах, хотя и предусмотрены дополнительные каналы для подачи сжатого воздуха, но они используются в основном для реверса двигателя. В этих условиях отсутствует возможность осущег ствления продувки цилиндров сжатым воздухом, это приводит к тому, что после осуществления рабочего хода

15 поршней и охлажпения сжатого воздуха при последующем такте сжатия сжимается переохлажденный воздушный заряд.

Это в значительной .мере снижает температуру конца сжатия, что ухудшает пусковые качества двухтактного двигателя, ведет к перерасходу сжатого .воздуха

Цель изобретения — повышение эффективности запуска путем повышения .температуры воздушного заряда в цилиндрах двухтактного двигателя внутреннего сгорания.

Поставленная цель достигается тем, что расширившийся пусковой воздух дополнительно вытесняют из цилиндров при помощи продувки их сжатым воздухом при открытых впускных и выпускных органах.

Перед подачей на продувку сжатый воздух предварительно подогревают.

При этом устройство снабжено дополнительным резервуаром сжатого воздуха, к ко-орому подключен дополнительный канал подвода сжатого воздуха, корпус выполнен с продувочными кана40 лами, через которые дополнительное окно золотника подсоединено к каналам отвода сжатого воздуха в цилиндры двигателя.

Резервуар сжатого воздуха выполнен 45 заодно с источником сжатого воздуха.

А между резервуаром и воздухораспределителем установлен подогреватель.

На фиг. 1 представлена схема сис- so темы воздушного пуска для реализации .предлагаемого способа, применительно . к четырехцилиндровому двигателю, на фиг. 2 — воздухораспределитель, продольный разрез, на фиг. 3 — воздухораспределитель без крышки, общий вид.

Система воздушного пуска (устройства) для осуществления способа со4 держит источник 1 сжатого воздуха, воздухораспределитель 2, подключенный к последнему через главный пускоt вой клапан 3, редуктор 4, пусковой канал 5 и дополнительный резервуар 6 сжатого (продувочного) воздуха, подключенный через клапан 7 подогреватель 8, редуктор 9 и дополнительный канал 10 к воздухораспределителю 2.

Трубопроводами 11 — 14 воздухораспределитель подключен к цилиндрам двигателя (не показаны) через пускбвые клапаны (не показаны). Цилиндры дви.— гателя снабжены (как обычно) впускными и выпускными органами, которые на чертежах не представлены. Дополнительный резервуар 6 сжатого воздуха может быть выполнен заодно с источником 1 сжатого. воздуха, а между резервуаром 6 и воздухораспределителем

2 установлен подогреватель 8.

Воэдухораспределитель 2 состоит из корпуса 15 и крышки 16, в которой выполнены пусковой канал 5 и дополнительный канал IO для подвода соответственно пускового и продувочного сжатого воздуха. Дополнительный канал

10 подключен к дополнительному резервуару 6 сжатого (продувочного) воздуха. В корпусе 15 выполнены каналы 1720 для отвода пускового воздуха и продувочные каналы 21 — 24 для отвода продувочного воздуха в цилиндры двигателя. Золотник 25 дискового типа установлен на промежуточном валу 26, который связан с валом двигателя, Узел крепления золотника 25 к валу 26 включает шлицовую втулку 27, пружину

28, проставочные кольца 29 и 30 и стопорное кольцо 31. Шлицовая втулка

27 применяется для точной установки золотника 25 по отношению к хвостовику 32 вала 26, Узел крепления золотника 25 к валу 26 закрыт колпачком

33 с уплотнительной прокладкой 34.

Осевая фиксация вала 26 осуществлена при помощи стопорного кольца 31 и буртика 35. Для подачи смазки к трущимся поверхностям воздухораспределителя 2 в корпусе 15 выполнено отверстие 36, Радиальный зазор между крышкой 16 и корпусом !5 уплотнен резиновым кольцом 37.

В золотнике 25 выполнены пусковое окно 38 и дополнительное (продувочное) окно 39. Длина окна 38 и er î угловое расположение устанавливаются и» условия обеспечения оптимальной подачи

877107 6 пускового сжатого воздуха в цилиндры во время рабочих ходов поршней. Длина окна 39 и его угловое расположение устанавливаются из условия обеспечения оптимальной продувки цилиндров (при открытых впускных и выпускных органах ) и при необходимости последующего наддува в начале такта сжатия в цилиндрах до получения оптимальной величины наддува.

Золотник 25 дискового типа установлен в полости, заключенной между крышкой 16 и корпусом 15 1 разделенной подпружиненной перегородкой

40, выполненной в виде цилиндрической втулки с пружиной 41, на две полости: основную полость 42, связывающую пусковой канал 5 в крышке 16 с каналами 17-20 в корпусе 15 через пусковое окно 38, и дополнительную полость

43, связывающую дополнительный канал

I0 в крышке 16 с каналами 21 24 в корпусе 15 через дополнительное окно, 39. Радиальный зазор между перегородкой (втулкой) 40 и крышкой 16 уплотнен резиновым кольцом 44.

В воздухораспределителе 2 выпол— неиы также отверстия 45-48, предназначенные для дренажа избыточного давления из полостей 42 и 43 воэдухораспределителя и подключенной к нему,системы в атмосферу, На торцовой поверхности золотника

25, обращенной к корпусу 15 выполнена канавка 49, длина и угловое положение которой устанавливаются из условия обеспечения соединения полостей 42 и 43 воздухораспределителя и подключенной к нему системы с атмосферой после прекращения подачи продувочного воздуха в цилиндры до начала подачи пускового сжатого воздуха.

Крепление воздухораспределителя 2 к остову двигателя осуществляется через отверстия 50-53.

Отверстия 17 и 24, 18 и 21, 19 и

22, 20 и 23 попарно соединены между. собой радиальными сверлениями в корпусе 14, которые, в свою очередь, соединены со штуцер.ами 54-57 пода11и сжатого воздуха к пусковым клапанам цилиндров двигателя.

Двигатель работает следующим образ ом.

При пуске двигателя сжатого воздуха включают клапаны 3 и 7. Воздух от источника 1 сжатого воздуха через главный пусковой клапан 3 и воздухораспределитель 2 поступает через

1О

55 пуековой клапан в один из цилиндров, в котором поршень находится в пусковом положении. При расширении сжатого воздуха в цилиндре совершается рабочий ход поршня и происходит соответствующее снижение температуры воздуха. Затем расширившийся пусковой воздух частично вытесняется из цилиндра через выпускные органы. Если при открытых впускных и выпускных органах осуществить продувку цилиндра сжатым воздухом (из продувочного резервуара), имеющим высокую температуру (в зависимости от давления воздуха), то из цилиндра будет допол- . нительно удален расширившийся и переохлажденный воздух, и поступивший в цилиндры через впускные органы в процессе наполнения воздушный заряд для совершения рабочего цикла при смешении с продувочным сжатым воздухом получит некоторое повышение температуры, что приведет к повышению температуры конца сжатия и улучшения процесса самовоспламенения топлива и запуска двигателя.

По мере раскрутки вала двигателя пусковым сжатым воздухом воздухораспределитль 2 подключает соответствующие цилиндры к источникам сжатого пускового и продувочного воздуха, обеспечивая повышение температуры воздушного заряда в цилиндрах перед . тактом сжатия.

Редукторами 4 и 9 регулируются оптимальные давления пускового и продувочного воздуха. Резервуар 6 сжатого воздуха целесообразно выполнять заодно с источником 1 сжатого воздуха.

В зависимости от условий пуска, в частности, при низких температурах окружающей среды с целью повышения эффективности пуска, между резервуаром и воздухораспределителем может быть установлен подогреватель, например, с использованием горячей жидкости иэ системы предпусковогб прогрева двигателя.

При пуске двигателя сжатый воздух из пускового баллона 1 поступает в пусковой канал 5 воэдухораспределителя 2, а из него в основную полость

4?. Одновременно сжатый воздух из дополнительного резервуара 8 и редуктора 9 поступает в дополнительный канал 10 воздухораспределителя 2, а из него в дополнительную полость 43.

Под воздействием давления пускового и продувочного сжатого воздуха

877)0

Формула изобретения

7 золотник 25 плотно прижимается притертым пояском к корпусу 15, обеспечивая надежное уплотнение между золотником 25 и корпусом 5.

Пусковой воздух иэ основной полости 42 через пусковое окно 38 в золотнике 25, канал 17 корпуса 15 и штуцер 54 поступает в один из цилиндров, в котором поршень находится в пусковом положении, осуществляя, рабочий )О ход поршня. Продувочный воздух из дополнительно) полости 43 через окно

38 в золотнике 25, через канал

21 в корпусе 15 и штуцер 55 поступает в цилиндр с открытыми продувочными 15 и выпускными органами, осуществляя продувку цилиндра подогретым воздухом.

По мере раскрутки коленчатого вала двигателя пусковым воздухом золотник

25, вращаясь по часовой стрелке, 20 подключает соответствующие цилиндры к источникам пускового и продувочного воздуха, прй этом обеспечивается повышение температуры воздуха в цилиндрах перед тактом сжатия IIQ срав- 25 нению с исходной.

После пуска двигателя и отключения подачи пускового и продувочного сжатого воздуха избыточное давление воздуха в полостях 42 и 43 стравли-. вается через дренажные отверстия

45, 46, 47 и 48 в атмосферу, давление воздуха на золотник 25 прекращается и, следовательно, сила прижатия диска к корпусу ослабевает. При ра- . боте двигателя золотник 25 контактирует с корпусом 15 только под воздействием усилия, развиваемого пружиной 4), величина которой устанав-, ливается из условия достаточного под- 40 жатия при минимальных износах диска и корпуса. . Если двигатель имеет кроме воздушного запуска еще и стартерный, предлагаемое устройство может быть использовано для облегчения стартерного запуска.

При стартерном запуске к воздухораспределителю подводят только продувочный воздух (включают только кла50 пан 7) .

По мере раскрутки коленчатого вала двигателя стартером золотник 25 поочередно подключает подогретый продувочный воздух к цилиндрам, осуществ55 ляя продувку цилиндров перед тактом сжатия.

Использование предлагаемого способа и устройства в системе воздушного

7 8 запуска двигател» внутреннего сгорания должно повысить эффективность запуска за счет повышения температуры воздуха в цилиндрах в начале и соответственно в конце хода сжатия. Кроме того, этот способ позволяет осуществить удаление из цилиндров продуктов сгорания, облегчить пуск двигателя как сжатым воздухом, так и от стартера, а также произвести предпусковую продувку отдельных цилиндров с открытыми продувочными и выпускными органами.

1. Способ запуска двигателя внутреннего сгорания, преимущественно двухтактного, путем подачи в цилиндры через пусковые клапаны сжатого пускового воздуха, расширения его в цилиндрах с соответствующим снижением температуры, частичного вытеснения расширившегося пускового воздуха из цилиндров через выпускные органы, и наполнения цилиндров через впускные органы воздушным зарядом для совершения рабочего цикла, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности запуска путем повышения температуры воздушного заряда, расширившийся пусковой воздух дополнительно вытесняют иэ цилиндров lIpH помощи продувки их сжатым воздухом при открытых впускных и выпускных органах.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что перед подачей на продувку сжатый воздух предварительно подогревают.

3. Устройство для запуска двигателя внутреннего сгорания. содержащее воздухораспределитель, подключенный к источнику сжатого воздуха и снабженный крышкой с пусковым и дополнительным каналами подвода сжатого воздуха, корпусом с каналами его отвода в цилиндры двигателя и золотником дискового типа, который подключен к валу двигателя, снабжен. пусковым и дополнительным окнами, периодически сообщающимися с каналами в корпусе, установлен в полости, заключенной между крышкой и корпусом и разделенной подпружиненной перегородкой на основную полость, связывающую пусковой канал в крышке с каналами в корпусе через пусковое окно, и дополни8771

<о тельную полость, связывающую дополнительный канал в крышке с каналами в корпусе через дополнительное окно, о т sg и ч а ю щ е е с я тем, что оно сйабжено дополнительным резервуаром сжатого воздуха, к которому подключен дополнительный канал подвода сжатого воздуха, корпус выполнен с продувочными каналами, через которые дополнительное окно золотника подсо", единено к каналам отвода сжатого воздуха s цилиндры двигателя.

4. Устройство по п.3, о т л и ч аю щ е е с я тем, что резервуар сжато07 10 го-воздуха выполнен заодно с источником сжатого воздуха.

5. Устройство по пп. 3 и 4, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что между резервуаром и воздухораспределителем установлен подогреватель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Выложенная заявка Франции

11 2083738, кл. F 02 К 9/00, опублик.

1970.

2. Патент Франции Ф 2200901, кл. F .02 и 9/00, опублик. 1974 (прототип).

877107

Составитель В. Козлов

Техред Т.Иаточка Корректор M.Äåì÷èê

Редактор М.Янович

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9555/52 Тираж 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5