Способ запуска двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

Союз Соетских малистическихРеспублик АВТОРСКОМ ИДЕТЕ ЛЬСТВУДат кования опис 72) Авторы изобретения Ю,И.Кобецки, Н.Н.Бычи 71) Заявитель(54) СПОСОБ, ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГОСГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИ в цилиндры через пусковые клапанысжатого пускового воздуха, расширенияего в цилиндрах с соответствующимснижением температуры, частичного вытеснения расширившегося пускового воздуха из цилиндров через выпускныеорганы и наполнения цилиндров через впускные органы воздушного зарядадля совершения рабочего цикла и устройства для осуществления способа,содержащие воздухораспределитель,подключенный к источнику сжатого воздуха и снабженный крышкой с пусковыми дополнительным каналами подводасжатого воздуха, корпусом с каналамиего отвода в цилиндры двигателя изолотником дискового. типа, которыйподключен к валу двигателя, снабженпусковым и дополнительным окнами,периодически сообщающимися с каналами в корпусе, установлен в полости,заключенной между крынкой и корпусом,и разделенный подпружиненной перегородкой на основную полость, связываюдуха (1 1.Однако эти спос недостаточно эффек них,отсутствуют ко менты, позволяющие ку переохлажденног рения в цилиндрах подогрев воздуха, полнение цилиндровИзвестны также обы и устройства тивны, так как в нструктивные эле производить очи о в процессе расши сжатого воздуха и поступающего на аЮ ы запуска двиния, преимупутем подачи с еля внутреннего сго твенно двухтактного 1Изобретение 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, подключенный к источнику сжатого воз877107 30 щую пусковой канал в крышке с каналом в корпусе через пусковое окно,и дополнительную полость, связывающую дополнительный канал в крышке сканалом в корпусе через дополнительйое окно 1 21.Однако в этих способах и устройствах, хотя и предусмотрены дополнительные каналы для подачи сжатого воздуха, но они используются в основном 1 Одля реверса двигателя. В этих условиях отсутствует возможность осущегствления продувки цилиндров сжатымвоздухом, это приводит к тому, чтопосле осуществления рабочего хода15поршней и охлаждения сжатого воздухапри последующем такте сжатия сжимается переохлажденный воздушный заряд.Это в значительной .мере снижает температуру конца сжатия, что ухудшаетпусковые качества двухтактного двигателя, ведет к перерасходу сжатого.воздухаЦель изобретения - повышение эффективности запуска путем повышения.температуры воздушного заряда в цилиндрах двухтактного двигателя внутреннего сгорания.Поставленная цель достигается тем,что расширившийся пусковой воздухдополнительно вытесняют из цилиндровпри помощи продувки их сжатым воздухом при открытых впускных и выпускных органах.Перед подачей на продувку сжатыйвоздух предварительно подогревают.35При этом устройство снабжено дополнительным резервуаром сжатого воздуха, к которому подключен дополнительный канал подвода сжатого воздуха,корпус выполнен с продувочными кана 4 Олами, через которые дополнительноеокно золотника подсоединено к каналамотвода сжатого воздуха в цилиндрыдвигателя.Резервуар сжатого воздуха выполнен 45заодно с источником сжатого воздуха.А между резервуаром и воздухораспределителем установлен подогреватель,На фиг. 1 представлена схема сис Отемы воздушного пуска для реализации.предлагаемого способа, применительно .к четырехцилиндровому двигателю, нафиг. 2 - воздухораспределитель, продольный разрез, на фиг, 3 - воздухораспределитель без крышки, общий вид.Система воздушного пуска (устройства) для осуществления способа со 4держит источник 1 сжатого воздуха, воздухораспределитель 2, подключенный к последнему через главный пусковой клапан 3, редуктор 4, пусковой канал 5 и дополнительный резервуар б 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 двигателя 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 10 для подвода соответственно пускового и продувочного сжатого воздуха. Дополнительный канал 1 О подключен к дополнительному резервуару 6 сжатого ( продувочного) воздуха. В корпусе 15 выполнены каналы 17- 20 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 его угловое расположение устанавливаются и условия обеспечения оптимальной подачипускового сжатого воздуха в цилиндрыво время рабочих ходов поршней, Длина окна 39 и его угловое расположениеустанавливаются из условия обеспечения оптимальной продувки цилиндров1,при открытых впускных и выпускныхорганах ) и при необходимости последующего наддува в начале такта сжатия в цилиндрах до получения оптимальной величины наддува.Золотник 25 дискового типа установлен в полости, заключенной междукрышкой 16 и корпусом 15 1 разделенной подпружиненной перегородкой40, выполненной в виде цилиндрическойвтулки с пружиной 41, на две полости; основную полость 42, связывающуюпусковой канал 5 в крышке 16 с каналами 17-20 в корпусе 15 через пусковое окно 38, и дополнительную полость43, связывающую дополнительный канал1 О в крышке 16 с каналами 2)-24 вкорпусе 15 через дополнительное окно, 39. Радиальный зазор между перегородкой 1,втулкой) 40 и крышкой 16уплотнен резиновым кольцом 44,В воздухораспределителе 2 выпол -неиы также отверстия 45-48, нредиазначенные 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 штуцерами 54-57 пода 1 и сжатого воздуха к пусковым клапанам цилиндров двигателя.Двигатель работает следующим обр.аз 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 51 О 15 20 25 ЭО 35 40 45 50 55 пуековой клапан в один из цилиндров,в котором поршень находится в пусковом положении. При расширении сжатого воздуха в цилиндре совершаетсярабочий ход поршня и происходит соответствующее снижение температурывоздуха. Затем расширившийся пусковой воздух частично вытесняется изцилиндра через выпускные органы, Если при открытых впускных и выпускныхорганах осуществить продувку цилиндра сжатым воздухом (из продувочногорезервуара), имеющим высокую температуру (в зависимости от давлениявоздуха), то из цилиндра будет допол-.нительно удален расширившийся ипереохлажденный воздух, и поступивший в цилиндры через впускные органыв процессе наполнения воздушный заряддля совершения рабочего цикла присмешении с продувочным сжатым воздухом получит некоторое повышение температуры, что приведет к повышениютемпературы конца сжатия и улучшенияпроцесса самовоспламенения топливаи запуска двигателя.По мере раскрутки вала двигателяпусковым сжатым воздухом воздухораспределитль 2 подключает соответствующие цилиндры к источникам сжатогопускового и продувочного воздуха,обеспечивая повышение температурывоздушного заряда в цилиндрах передтактом сжатия,Редукторами 4 и 9 регулируются оптимальные давления пускового и продувочного воздуха. Резервуар 6 сжатоговоздуха целесообразно выполнять заодно с источником 1 сжатого воздуха.В зависимости от условий пуска, вчастности, при низких температурахокружающей среды с целью повышенияэффективности пуска, между резервуаром и воздухораспределителем можетбыть установлен подогреватель, например, с использованием горячей жидкости из системы предпусковогбпрогрева двигателя,При пуске двигателя сжатый воздухиз пускового баллона 1 поступает впусковой канал 5 воэдухораспределителя 2, а из него в основную полость42. Одновременно сжатый воздух издополнительного резервуара 8 и редуктора 9 поступает в дополнительный канал 10 воздухораспределителя 2, аиз него в дополнительную полость 43.Под воздействием давления пусковогои продувочного сжатого воздуха87710 Формула изобретения 45 7золотник 25 плотно прижимается притертым пояском к корпусу 15, обеспечивая надежное уплотнение между золотником 25 и корпусом5,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 1 Оход поршня, Продувочный воздух издополнительно) полости 43 через окно38 в золотнике 25, через канал21 в корпусе 15 и штуцер 55 поступаетв цилиндр с открытыми продувочными 15и выпускными органами, осуществляяпродувку цилиндра подогретым воздухом.По мере раскрутки коленчатого валадвигателя пусковым воздухом золотник25, вращаясь по часовой стрелке,10подключает соответствующие цилиндрык источникам пускового и продувочного воздуха, прй этом обеспечиваетсяповышение температуры воздуха в цилиндрах перед тактом сжатия до сравнению с исходной.После пуска двигателя и отключения подачи пускового и продувочногосжатого воздуха избыточное давлениевоздуха в полостях 42 и 43 стравливается через дренажные отверстия45, 46, 47 и 48 в атмосферу, давление воздуха на золотник 25 прекращается и, следовательно, сила прижатиядиска к корпусу ослабевает, При ра-,боте двигателя золотник 25 контактирует с корпусом 15 только под воздействием усилия, развиваемого пружиной 41, величина которой устанав-,ливается из условия достаточного поджатия при минимальных износах дискаи корпуса.. Если двигатель имеет кроме воздушного запуска еще и стартерный, предлагаемое устройство может быть использовано для облегчения стартерногозапуска.При стартерном запуске к воздухораспределителю подводят только продувочный воздух (включают только кла 50пан 7),По мере раскрутки коленчатого вала двигателя стартером золотник 25поочередно подключает подогретый продувочный воздух к цилиндрам, осуществ 55ляя продувку цилиндров перед тактомсжатия.Использование предлагаемого способа и устройства в системе воздушного 7 8запуска двигател внутреннего сгорания должно повысить эффективность запуска за счет повышения температурывоздуха 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 иот 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 щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности запуска путем повышения температуры воздушного заряда, расширившийся пусковой воздух дополнительно вытесняют иэ цилиндров при помощи продувки их сжатым воздухом при открытых впускных и выпускных органах.2, Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я 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 дополни8771тельную полость, связывающую дополнительный канал в крышке с каналамив корпусе через дополнительное окно,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оносйабжено дополнительным резервуаромсжатого воздуха, к которому подключен дополнительный канал подвода сжатого воздуха, корпус выполнен с продувочными каналами, через которыедополнительное окно золотника подсо", единено к каналам отвода сжатого воздуха в цилиндры двигателя,4. Устройство по п,3, о т л и ч аю щ е е с я тем, что резервуар сжато 07 10го-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 междурезервуаром и воздухораспределителем установлен подогреватель,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Выложенная заявка Франции92083738, кл. Г 02 К 9/00, опублик.1970.2. Патент Франции В 2200901,кл. Г .02 й 9/00, опублик. 1974 (прототип),877107 Сост Техр телв В.Козлов Т.Маточка Корректор М.Де едактор М.Янов Заказ 9555/52 Тираж 584 И Государственного делам изобретений ква, Ж, Раушска ПодписноеССР омитетаоткрытийнаб., д,30 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная