Способ управления двигателем внутреннего сгорания транспортного средства

СОЮЗ СОвбтСНИХсоциАлист инскихРЕСПУБЛИН 2 В 37/00,02 0 23/02 02 1) 17/02(51 ГОСУДАРС ПО ИЗОбР ПРИ ГННТ ВЕННЫЙ НОМИТЕ нияч и ОчнРытия АНИЕ 1чно-исый и а овагомото КрасильГ Журавлев 9 1102085, СССР1984. янф А,Сий и С.8)итании1968.льствоВ 37/00 ИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ТРАНСПОРТНОГО выситьлем воляетя двига(71) Центральный наутельский автомобильнный институт(57) Изобретение познадежность управлени БРЕТЕНИЯ внутреннего сгорания (ДВС) транспортного средства, который разделен на две группы цилиндров с разной сте" пенью сжатия и выполнен с наддувом. 11 ри работе ДВС на режимах с нагрузкой от нуля до заданного значения топливо и воздух под давлением подаю в цилиндры 1 первой группы - с повышенной степенью сжатия, а на режимах с более высокой нагрузкой по сигналу о превыюении заданного значения дополнительно подают воздух под давлением в цилиндры 2 второй группы - с пониженной степенью сжатия и с задерж кой по времени подают в иих топливо. Для наддува цилиндров 1 предусмотрен турбокомпрессор 4, а для наддува цилиндров 2 - турбокомпрессор 5, В выпускном тракте 9 турбокомпрессора 4"следующем,установлена заслонка 3 и этот трактчерез трубопровод 11 сообщен свпускным грактом 12 цилиндров 2, перед подачей воздуха н цилиндры 2 понышают его температуру, подмешиваяотработавшие газы.(ОГ) цилиндров 1.Для этого прикрывают заслонку 3 иприоткрывают заслонку 10, Изменяястепень открытия заслонок, измеряют Изобретение относится к областимашиностроения; а именно к двигателям внутреннего сгорания, н частности к управлению и регулированиюноздухоснабжения двигателей отключением цилиндров и наддуном.Целью изобретения янляется повышение надежности.На фиг,1 представлена схема реализации способа управления двигателем внутреннего сгорания, при котором повышение темлерагуры воздухана входе в цилиндры второй группыпроизводяг подмешиванием отработавших газов цилиндров первой группы;на фиг.2 - схема реализации способауправления двигателем внутреннегосгорания, при котором повышение температуры воздуха на входе в цилиндрывторой группы производят путем егосжатия компрессором, приводимым отвала двигателя и одновременным подмешиванием огработавших газов ци-линдров первой группы; на фиг.3 -график зависимости относительногоколичества отработавших газов о, подаваемых иэ выпускного тракта первойгруппы цилиндров во впускной трактвторой группы цилиндров, от степени сжатия Е в цилиндрах второйгруппы; на фиг.4 приведен график зависимостей относительного количестваотработавших газов о, подаваемыхиз выпускного тракта первой группыцилиндров во впускной тракт второйгруппы, от степени повышения давления в компрессоре П при различныхвеличинах степени сжатия Е в цилиндрах второйгруппы,Автомобильный дизель используемый для реализации способа управления, состоит из двух групп 1 и 2ципиндрон с общим коленчатым валом 3,в первую из которых 1 объединены ци 25 30 35 40 45 55 количество подмешиваемых газов и поддерживают температуру воздуха, равной эталонному значению, соответствующему температуре носпламенения топлива в цилиндре. Температуру воздуха можно понышать путем одновременного дополнительного сжатия и подмешина.ния ОГ. 1 з.п.ф-лы, 4 ил. линдры с повышенной степенью сжатия14-17), снабженные турбокомпрессором 4, а но вторую группу 2-цилиндры с пониженной степенью сжатия- 7-10), снабженные трубокомпрессором 5.Способ управления заключается в При запуске двигателя и на частичных нагрузках (от нуля до заданного значения) подачу гоплина с помощью насоса 6 высокого давления осуществляют только в цилиндры первой группы с повышенной степенью сжатия. Органом 7 управления задают нагрузку этой группе цилиндров, определяющую получаемую полезную работу н них. Открытая заслонка Зу установленная и выпускном тракте 9, обеспечивает удаление отработавших газов и атмосферу. Закрытая заслонка 10, установленная в трубопроводе 11, связывающем выпускной тракт 9 первой группы цилиндров с впускным трактом 12 второй группы, перекрывает доступ отработавших газов во впускной тракт 12. С помощью открытой зас,лонки 13, размещенной в патрубке, связывающем нлускной 12 и выпускной 14 тракты второй группы цилиндров, обеспечивается дополнительное снижение затрат мощности на прокручивание этой группы цилиндров, которые из-за низкой степени сжатия существенно меньше, чем в традиционном дизеле.11 ри большой нагрузке работающих цилиндров первой группы, соответствующей подаче воздуха в них в диапазоне 0,5-1,0 максимального значения, при превышении ее заданного значения, соответствующий сигнал на подключение второй группы цилиндров от датчика 15 величины цикловой подачи топлива, зависящей от положения ор45 5 1534гана управления двигателем, например, педали, поступает в блок 16управления, который вырабатываетсигналы управления заслонками 8,10 и 13 и рейкой топливного насоса 6. При подаче упомянутого сигнала от датчика 15 на подключение второйгруппы цилиндров заслонка 3 прикрывается, заслонка 10 приоткрывается, заслонка 13 закрывается. При этом часть отработавших газов из первой группы цилиндров поступает в цилиндры второй группы. Тем самым осуществляют передачу части тепловой энергии работающих цилиндров для повышения температуры воздуха, подаваемого во вторую группу цилиндров, до эталонного значения, при котором обеспечивается эффективное20 воспламенение и сгорание топлива, Относительное количество отработавших газов задается. величиной открытия заслонок 3 и 10 и зависит от степени сжатия в цилиндрах второй 25 группы. Зависимость минимального относительного количества отработавших газов от степени сжатия, необходимого для достижения температуры конца сжатия на уровне 400-430 С и, сЛедовательно, эффективного воспламенения и сгорания топлива в цилиндре, приведена на фиг.3. Передача части тепловой энергии в цилиндры второй группы только после поступления35 сигнала от датчика 15 позволяет сократить время работы цилиндров первой группы с прикрытой заслонкой 8 и, следовательно, повысить топливную экономичность двигателя. Пусковую подачу топлива в цилиндры второй группы осуществляют соответст вующими секциями топливного насоса 6 с задержкой по времени относительно начала подачи сигнала от датчика 15 на подключение, задаваемой блоком 16 управления и связанной с необходимостью создания в цилиндрах с пониженной степенью сжатия благо 1 приятнцх условий для эффективного50 воспламенения второй группы по сигналам управляющего блока заслонка 8 приоткрывается, заслонка 10 прикры" вается, заслонка 13 остается в закрытом положении. При этом с момента за 55 пуска второй группы цилиндров подачу отработавших газов по мере повышения нагрузки двигателя снижают, приоткрывая заслонку 10 и приоткрывая заслонку 197 68, поддерживая значение температурызаряда на входе в цилиндры второйгруппы, равным эталонному, обеспечивая тем самым значение температурысмеси воздуха и отработавших газовв конце такта сжатия, достаточное длявоспламенения в них топлива, Таким образом обеспечивают надежный запуск второй группы цилиндров и, следовательно, надежность работы двигателя в целом. Частичная рециркуляция отработавших газов из первой во вторую группу цилиндров способствует также снижению токсичности отработавших газов цилиндров второй группы при частичных нагрузках в этой группеУтилизация энергии отработавших газов, выходящих из цилиндров второй группы, осуществляется в турбине турбокомпрессора 5, компрессор которого обеспечивает требуемое повышение давления подаваемого в цилиндры этой группы воздуха, охлаждаемого в охладителе 17. Утилизация энергии отработавших газов, выходящих из цилиндров первой группы, при любом режиме работы двигателя осуществляется в турбине турбокомпрессора 4, компрессор которого обеспечивает требуемое повышение давления воздуха, подаваемого в цилиндры этой группы. При дальнейшем повышении нагрузки увеличивают подачу топлива в цилиндры обеих групп, а при достижении максимальной величины цикловой передачи в цилиндры первой группы дальнейшее повышение мощности двигателя достигают увеличением подачи топлива в цилиндры второй группы. Регулирование давления наддувочного воздуха, подаваемого в цилиндры второй группы, осуществляется посредством блока управления, воздействующего на заслонку 13, в зависимости от сигнапа датчика 15 или датчика давления воздуха, устанавливаемого после компрессора (не показан). При снижении мощности двигателя и переходе его на режим частичных нагрузок с помощью блока 16 управления, обрабатывающего сигнал от датчика 15, прекращают подачу топлива в цилиндры второй группы и открывают заслонку 13. При переходе дизеля на режим горного тормоза подачу топлива прекращают в обе группы цилиндров, заслонки 8 и 13 закрывают.Способ управления, схема которого изображена на фиг.2, отличается отизложенного выше тем что с моментаподачи сигнала на подключение второйгруппы цилиндров температуру воздуха,подаваемого в эту группу, повышаютне только путем подмешквания отработавших газов цилиндров первой группы,на и одновременна путем жатия ком:прессором 18, приводимым ат коленчатого вала 3 через привод 19 и муфту 20.10При этом в момент подачи упомянутогосигнала заслонку 13. закрьвают и включают муфту 20 привода компрессора 18.Тем самым осуществляется подвод одновременно двух видав энергии - части тепловой и механической энергии,вырабатываемой в цилиндрах первойгруппы, для повышения температурывоздуха, подаваемого во вторую группуцилиндров. Минимальное относительноеколичество отработавших газов, подаваемых из выпускного тракта 9 первойгруппы ципиндров во впускной трактвторой группы цилиндров 2, определяется при различных степенях сжатия 25в зависимости от степени повышениядавления в компрессоре па графикуна фиг.б,Особенностью описываемого вариантаспособа управления является также и щто, что утилизацию энергии газов,выходящих из цилиндров второй группы,осуществляют не только в турбине турбокомпрессора 5 но и в силовой турбине 21, установленной на одном валус компрессором 18, избыточная мощность35которой при достижении положительногобаланса мощностей в системе турбинакомпрессор передается через муфту 20и привод 19 на коленча.тый:вал 3 двигателя. При переходе двигателя начастичные нагрузки прекращают подачутоплива в цилиндры второй группы,выключают муфту 20 к полностью открывают заслонку 13.Осуществляемый при этом вариантеспособа управления подвод одновременно двух видов энергии (тепловой и механической) к второй группе цилиндров,кроме описанных эффектов, дополнительно обеспечит снижение дымности отра 50батавших газов прк пусковой подачетоплива благодаря уменьшению количества остаточных газов в цилиндрах вто"рой группы и уменьшение дросселкрова ция выпускного тракта первой группы к снижение нагрузки на муфту 20 привода компрессора, а следовательно, улучшение ее массогабаритных параметров.Таким образом способ управления дизелем транспортного средства обеспечивает стабильность воспламенения гаплива н надежность работы двигателя . а всех ре;кимах, повышение литровой мощности без увеличения максимального давления сгорания. Формула изобретения1. Способ управления двигателемвнутреннего сгорания транспортногосредства путем раздельного регулирования подачи топлива и воздуха поддавлением в две группы цилиндров сразличной степенью сжатия: первую -с повышенной степенью сжатия и вторую - с пониженной степенью сжатия,при котором на режимах с нагрузкойот нуля да заданного значения топлива ч воздух подают в цилиндры первой группы, а на режимах с болеевысокой нагрузкой по сигналу о превышении заданного значения дополнительно подают топливо и воздух в цилиндры второй группы и повышают температуру воздуха на входе в цилиндрыэтой группы да эталонного значения,соответствующего температуре воспламенения топлива в цилиндре, получения полезной работы в цилиндрах квыпуске из них отработавших газов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности, повышение температуры воздуха на входе вцилиндры второй группы производяткодмешиванием отработавших газов цклицдров первой группы к поддерживаютее значение равным эталонному путемизменения количества подмешиваемыхгазов, причем подачу воздуха в цилиндры второй группы производят послепоступления сигнала, а подачу топлива - с задержкой по времени,2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, чта перед подачейвоздуха в цилиндры второй группы дополнительна повышают его давление относительно величины давленкя воздуха,подаваемого в цилиндры первой группы.Т. Мал к изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 29 Тираж 436 ВНИИПИ Государственного комитета и 113035, Москва, Ж Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ ССС Раушская наб., д. 4/5