Двигатель внутреннего сгорания

(71) Всесоюзный натепловозный инстит(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНИЯ 11но-исследовательскийтЮ,В.Соин, Ф,Г.Ким и тельство СССРО 17/02, 1991.НУТР Е Н НЕ ГО С ГО РАГОСУДАРСТВЕНЕЮЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ЭИзобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, преимущественно с отключаемой группой цилиндров.Целью изобретения является упрощение конструкции,Для достижения Поставленной цели в известный двигатель внутреннего сгорания с по меньшей мере двумя впускными клапанами в каждом цилиндре, содержащий отключаемую и неотключаемую группы цилиндров, перепускной коллектор, впускной и выпускной патрубки и подключенный к впускному патрубку воздушный фильтр, дополнительно двигатель снабжен запорным органом, впускные клапаны каждого цилиндра разделены на две группы, первая иэ которых подключена к впускному патрубку, а вторая - к перепускному коллектору, при этом перепускной коллектор подключен к воздушному фильтру через запорный орган, причем запорный орган может быть выполнен в виде заслонки либо в виде обратного клапана,(57) Использование: изобретение предназначено для применения в двигателях внутреннего сгорания с отключаемой группой цилиндров, Сущность изобретения: впускные клапаны 9 и 10 каждого цилиндра разделены на две группы, через одну из групп клапанов 9 цилиндры сообщены с впускным патрубком 10, через другую 11 - с перепускным коллектором 12, а перепускной коллектор сообщен с воздушным фильтром через запорный орган 13, выполненный в виде заслонки либо в виде обратного клапана. 2 з.п.ф-лы, 2 ил,Известных технических решений, содержащих признаки, отличающие предлагаемое изобретение отп.рототипа. не обнаружено, следовательно техническое предложение соответствует критерию "существенные отличия".На фиг.1 представлена схема двигателя; д на фиг,2 - схема работы четырехтактного ф) 6-цилиндрового рядного дизеля с порядком С) работы цилиндров 1-5-3-6-2-4, Сд Цилиндры двигателя (фиг,1) разделены на 1,2,3 - постоянно работающие (1-3) и отключаемые(4 - 6); все они через выпускные Ь клапаны 7 сообщены с выпускным патрубком 8, через первую группу впускных клапанов 9 - с впускным патрубком 10, а через а вторую группу впускных клапанов 11 - с перепускным коллектором 12, в котором установлен задорный орган 13, а впускной патрубок и перепускной коллектор сообщены между собой патрубком 14, в который поступает свежий воздух через воэдушнь 1 й фильтр 15, Стрелками покаэачо напраоление движения газов. Запорный орган 13 нафиг,1 выполнен в виде обратного клапана.Работает двигатель следующим образом:На режимах малых нагрузок и холостого 5хода цилиндры 4-й, 5-й и 6-ой отключают потопливоподаче и. оставляют в закрытом положении выпускные клапаны 7. Впускныеклапаны 9 первой группы открывают на тактах "впуск" и "рабочий ход", чем осуществляют заполнение цилиндров свежимзарядом, на тактах "сжатие" и "выпуск" производят сжатие поступившего в цилиндрывоздуха с последующим перепуском его поколлектору 12 путем открытия соответствующих впускных клапанов второй группы 11.Так, например, в отключенном цилиндре 4на такте "рабочий ход" производят заполнение цилиндра свежим зарядом через открытый впускной клапан 9 и на также "выпуск" 20- сжатие его (см. фиг.1 и 2). В конце процесса сжатия открывают клапан 11 и сжатый вцилиндре 4 воздух по коллектору 12 направляют в отключенный 6-Ой цилиндр, где также открывают соответствующий клапан 11 и 25в котором закончился процесс наполненияна такте "впуск" и начался процесс сжатиявоздушного заряда,Таким образом, в цилиндре 6 сжимаютдвойной воздушный заряд и в конце процесса сжатия направляют его в работающийцилиндр 2 посредством открытия клапана11 цилиндра 2, в котором закончился процесс наполнения и начинается процесс сжатия, т,е. работающий цилиндр оказывается 35заполненным тройным воздушным зарядом. Далее в цилиндре 2 осуществляют процессы расширения и выпуска, т,е.совершается обычный цикл четырехтактного двигателя, 40Аналогично производят перепуск сжатого воздуха в других цилиндрах, а именно:из отключенного цилиндра 5, заполненногосвежим зарядом на такте "рабочий ход",воздух направляют в отключенный цилиндр 454 и последобавочного сжатия, - в работающий цилиндр 1. Из цилиндра 6 воздух направляют в цилиндр 5 и затем в цилиндр 3.Таким образом, каждый работающий цилиндр оказывается заполненным тройным 50воздушным зарядом, который, в свою очередь, может быть использован для повышения мощности при увеличении цикловойподачи топлива, либо для улучшения экономичности за счет увеличения коэффициента 55избытка воздуха при.сгорании; либо для повышения эффективности работы двигателяот совместного действия этих двух факторов.При работе с отключенной группой цилиндров (4-й, 5-й и 6-й цилиндры) выходу сжатого воздуха из перепускного коллектора 12 в впускной патрубок 10 препятствует обратный клапан 13, перепускающий воздух только в сторону перепускного коллектора 12,На режимах, когда включаются в работу все цилиндры (номинальные, средние и т.д, нагрузки), впускные первой группы 9 и второй группы 11 клапаны всех цилиндров работают с одинаковыми фазами, соответствующими работе двигателя без отключения цилиндров, а поступающий по патрубку 14 воздух, разделяюсь на два потока, заполняет впускной патрубок 10 и, минуя обратный клапан 13, - перепускной коллектор 12, который в этом случае выполняет роль второго впускного патрубка.В качестве запорного органа, вместо обратного клапана 13, можетбыть использована заслонка (на схеме не показана) открывающая или перекрывающая сообщение впускного патрубка и перепускного коллектора.Уменьшение время-сечения при заполнении цилиндров свежим зарядом, когда для впуска воздуха работает только по одному впускному клапану на цилиндр, не ухудшает наполнения цилиндра, т,к. отключение части цилиндров производят на режимах холостого хода и малых нагрузок, когда массовый расход и скорости движения воздуха невелики. Суммарное же воемя-сечение обоих клапанов выбирается из условия пе- репуска воздуха на режимах номинальной мощности,Выбор в качестве запорного органа обратного клапана позволяет автоматически осуществлять "запирание" перепускного коллектора при перепуске между цилиндрами сжатого воздуха, а использование заслонки уменьшает сопротивление воздушного потока, но требует механизма для управления заслонкой, который работает синхронно с командами на включение и отключение группы цилиндров,Таким образом, предложенная конструкция двигателя позволяет упростить узел крышки цилиндра эа счет исключения дополнительных перепускных клапанов и ИС- пользования части впускных клапанов для перепуска сжатого воздуха при отключении группы цилиндров, т.е. часть впускных клапанов используется то для наполнения цилиндров свежим зарядом, то в качестве перепускных клапанов.Привод газораспределительных клапанов для обеспечениятребуемых фаэ их работы может быть выполнен, например, электрогидравлическим с программным управлением открытия и закрытия клапанов взависимости от угла поворота вала двигателя, либо по авт. св, СССР М 1158772,Кроме того, предложенная конструкция может применяться и для осуществления другого способа работы двигателя, когда с целью увеличения воздушного заряда ци. линдра, каждой из групп впускных клапанов устанавливают различные фазы работы с большей и меньшей продолжительностью открытия. При этом меньшей продолжительности (более раннее закрытие клапанов) соответствуют режимы работы двигателя на холостом ходу и малых нагрузках (цикл Миллера), а большая продолжительность устанавливается для режимов номинальной мощности и близких к ней (фазы работы большинства серийных двигателей). При этом наличие разделенного впускного патрубка (впускной патрубок и перепускной коллектор) с обратным клапаном позволяет использовать каждую из ветвей патрубка для работы со своей группой впускных клапанов.Предложенное устройство разрабатывается применительно к двигателям типа ЧН 21/21 Ьалаковского машзавода и можетбыть использовано на двигателях различногоназначения и иных размерностей,Формула изобретения5 1, Двигатель внутреннего сгорания с поменьшей мере двумя впускными клапанамив каждом цилиндре, содержащий отключаемую и неотключаемую группы цилиндров,перепускной коллектор, впускной и выпуск 10 ной патрубки и подключенный к впускномупатрубку воздушный фильтр, о т л и ч.а ю щ ий с я тем, что, с целью упрощения конструкции, двигатель снабжен запорным органом,впускные клапаны каждого цилиндра разде 15 лены на две группы, первая из которых под. ключена к впускному патрубку, а вторая - кперепускному коллектору, при этом перепускной коллектор подключен к воздушномуфильтру через запорный орган,20 2.Двигательпоп.1,отличающийсятем, что запорный орган выполнен в видезаслонки.З.Двигатель по п.1,отл ич а ю щий с ятем, что запорный орган выполнен в виде25 обратного клапана.1803594 П- ОТБОР ЗРЯД ПОСТ Е ЗАРЯДА ЕПЦеМА ректор И.Мускаэктор роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 1041 ВНИИПИ АПРАЬЛЕ НИЕ ФигСоставитель Б,ЕвстифееТехред М.Моргентал Тираж Подписноеарственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5