Двигатель внутреннего сгорания

Номер патента: 954591

Авторы: Гаврилов, Максимов, Мельников, Шевченко

ZIP архив

Текст

(5 Й) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНЙ енному ак как воздух го уровня вып не" с терморегуля ром. лятор выполнен ердым наполнителем. ол то бжен ибирский автомобильн 1Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания,Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие цилиндры с впускны"ми и выпускными клапанами, газораспре-. делительный механизм, форсунки, установленные в системе впуска двигателя и подключенные к расходному баку с водой при помощи магистрали, снабженной1 О дозатором, терморегулятором, камерой постоянного уровня, имеоцей водяную и воздушную полости, и регулятором расхода, связанным с топливным насосом высокого давления, регулирование15 подачи воды в таких двигателях осу" ществляется взависимости от нагрузки, в результате чего повышается эффективность использования топлива 13.Однако в известных двигателях водаго поступает в систему впуска двигателя непрерывно на протяжение всего рабочего цикла через форсунки открытого т а, что приводит к некачествпыливанию.воды на впуске, тзакрытом впускном клапанев двигатель не поступает,Цель изобретения - уменьшение токсичности и дымности путем повышенияточности дозирования воды.Указанная цель достигается тем,что двигатель дополнительно содержитраспределитель, жестко связанный сгазораспределительным механизмом иустановленный в магистрали между во"дяной полостью камеры постоянного урня и форсунками.Камера постояннона в одном корпусеПричем терморегув виде датчика с тв Кроме того, распределитгулятором расхода воды. Терморегулятор связан с системалаждения или с системой смазки.клапана, который через верхнюю резьбовую часть закреплен на крышке 17при помощи штуцера 24 через прокладку 25. Штуцер 24 связан трубкой 2(Фиг. 1) с расходным баком 3. Штуцером 26 (Фиг. 2) и трубкой 4 (Фиг.1)воздушная полость камеры терморегулятора сообщена с пневморедуктором 5и воздушной полостью расходного бака 3 . Выступающая часть днища камерызакрыта сеткой 27 (фиг, 2).В нижнвй части корпуса 16 установлен терморегулятор 1, Колпак 28 имеет штуцеры 29 и 30 для подвода и отвода воды из системы охлаждения илимасла из системы. сжатия, Колпак 28соединен по резьбе с нижней частьюкорпуса 16, Между колпаком и корпусом через кольцо 31 и регулировочныепрокладки 32 установлен термосиловойдатчик 33 с твердым наполнителем, Штокдатчика упирается в золотниковую втулку 34, которая установлена в аксигльном отверстии нижней цасти корпуса и,;имеет одно радиальное отверстие, вы-ходяцее на цилиндрическую поверхность,и совмещающееся с радиальным отверстием штуцера 35. Золотниковая втулка 34 поджата пружиной 36 и упираетсяв шток термосилового датчика 33, Через штуцер 35 и трубку 6 (Фиг. 1) водная полость камеры постоянного уровнясообцена с распределителем 7.Распределитель 7 состоит из корпуса 37 (Фиг. 3), установленного неподвижно на двигателе, Корпус 37 истакан 38, сопряженные по резьбе через прокладку, образуют полость А дляводы. Через штуцер 39 и трубку б(Фиг, 3) сообщена через эолотниковуювтулку 34 (Фиг. 2) с водной полостьюкамеры 1 (Фиг. 1). В корпусе 37 (фиг,3)выполнены сверления 40 сложной конФигурации по числу цилиндров двигателя, которыми сообщена полость Араспределителя с Форсунками 9 (Фиг.1)через штуцеры 41 (Фиг. 3), трубки 8(фиг, 1) и отверстие изменяющегосяв зависимости от оборотов Фланцевойвтулки 42 (фиг. 3) сечения,Поверхность корпуса 37,на которуювыходят расположенные по кольцу отверстия 40, и Фланец контактирующейс ней втулки 42 должны быть выполненыпо высокому классу чистоты, Отверстиев Фланце имеет сложную форму и изменяюцееся в зависимости от частотывращения сечение с целью сохранения 3 9545914Форсунки установлены непосредствен"но перед впускными клапанами.На фиг. 1 приведена общая схемасистемы питания предлагаемого двигателя; на Фиг, 2 - камера постоянногоуровня с терморегулятором; на фиг. 3"распределитель; на Фиг, 4 - разрезА-А на фиг, 3; на Фиг. 5 - регуляторрасхода; на фиг. б - Форсунка; наФиг. 7 " разрез Б"Б на фиг, 6.1 ОСистема питания состоит из камерыпостоянного уровня с терморегулято"ром 1 (Фиг, 1), водяная полость которой сообщена трубкой 2 с расходнымбаком 3, Воздушная полость камеры сообщена трубками 4 с полостью Г.регулятора 5 расхода (Фиг. 1) выполненного в виде пневморедуктора следящегодействия. Воздушная полость также сообщена с расходным баком 3. Водяная 2 Ополость камеры через терморегуляторсообщена через трубку 6 с распределителем 7 который связан с газораспределительным механизмом, Распределитель 7 соединен трубками 8 с форсунками 9, установленными во впускных патрубках цилиндров системы 10впуска, Система 10 впуска сообщенатрубкой 11 с полостью В (Фиг, 4)пневморедуктора 5 (фиг, 1). Пневморедуктор 5 следящего действия связантягой 12 с рычагом 13 управления регулятором топливного насоса 14 высокого давления и трубкой 15 - с источником сжатого воздуха. Тяга 1235установлена с возможностью свободно"го перемещения по месту соединенияс рыцагом 13 управления регулятором,Терморегулятор 1 камеры постоянного уровня связан с выходным каналом4 Осистемы охлаждения двигателя.Камера постоянного уровня с термо"регулятором 1 (Фиг, 1) состоит изкорпуса 16 (Фиг. 2), закрытого сверху крышкой 17 с смонтированным на45ней запорным механизмом. Крышка 17уплотнена по корпусу 16 прокладкой 18.Постоянный уровень жидкости поддерживается при помощи клапана 19, которымуправляет поплавок 20, Поплавок 20подвешен на оси, установленной междудвумя стойками 21,закрепленными накрышке 17,Клапан 19 установлен с возможностью перемещения в фасонной гайке 22,в нижней торцевой части которой выполнены отверстия дляпрохода жидкости. Фасонная гайка 22 с клапаном 19установлена по резьбе в корпусе 235 9545постоянного "время-сечения" для прохода воды через отверстие на различных скоростных режимах. Для этогово фланце выполнен сквозной паз вформе уступа, обращенный узкой частью к центру фланца. По радиусу отузкой части паза профрезерована канавка, в которую вставлен сухарь 43,имеющий отверстие под возвратную пру-жину 44, От выпадания сухарь 43 пред Оохраняется пластиной 45, закрепленнойдвумя винтами, С противоположной стороны фланцевая втулка закрыта резьбовой пробкой 46. В полости Б Фланцевойвтулки смонтирован механизм прижима, 13Кроме того, полость Б служит резер"вуаром для гериетизирующей смазки.Вал 47 связан с газораспределительным механизмом (,не указан) через шипи имеет снаружи упорный буртик для 20уплотнения по месту контакта с корпусом. Вал, установленный в корпусе 37связан с Фланцевой втулкой через упорную втулку 48, два наружных шлица 49которой сопряжены с двумя шлицеаыми 23канавками Фланцевой втулки. Упорнаявтулка 48 соединена с валом 47 черезшпонку 50, Упорная втулка имеет буртик,прижимающий Фланцевую втулку к корпусу 37 через пружину 51. Одним кон-30цом пружина упирается в буртик упор"ной втулки, другим в шайбу 52, которая зафиксирована на валу 47 шплинтом 53. Стакан 38 уплотнен по корпусу 37 прокладкой 54,3 Пневморедуктор 5 следящего дейст"вия (Фиг. 1) состоит из большого 55 (,фи г. 5) и малого 56 корпусов, между которыми при помощи болтов 57 зажата 40 диафрагма 58. Центральная часть диафрагмы закреплена на седле 59 гайкой 60. Седло 59 установлено по сколь.зящей посадке в корпусе 55. Седло выполнено полым и с одной стороны имеет 5 срадиальные, выходящие в наружную кольцевую проточку отверстия 61 для выпуска воздуха, Неподвижная полая втулка 62, закрепленная на опорной шайбе 63 полым болтом 64, имеет радиальные отверстия 65, выходящие в наружную кольцевую проточку, для впуска воздуха, Опорная шайба закреплена в корпусе резьбовой пробкой 66 с штуцером 67 для впуска воздуха. Непо"55 даижная втулка 62 имеет буртик, ограничиваюций ход двустороннего золотника 68, Двусторонний золотник установлен по скользящей посадке на сед 91 6ло 59 и втулку 62. Со стороны втулки 62 в двустороннем золотнике выполнены впускные отверстия 69, со стороны седла 59 а золотнике выполнены выпускные отверстия 70, Между впуск- ными и выпускными отверстиями золотника для снятия демпфирующего усилия выполнены отверстия 71На наружной поверхности золотника выполнен упор" ный буртик под пружину 72 золотника. Посадочные поверхности корпуса под седлом 59 и опорную шайбу 63 обрабатываются за одну установку и по высокому классу точности и чистотыПоверхности скользящих деталей припираются для получения герметичности. Полость Г, образованная большим корпусом 55 и диаФрагмой 58 через штуцер 73 и трубки 4 (Фиг. 1) соединена с воздушными полостями камеры 1 и расходной емкости 3, Со стороны большого корпуса 55 (Фиг. 5) диафрагма 58 поджата пружиной 74 (для увеличения ее жесткости). Со стороны малого корпуса 56 через седло 59 на диафрагму 58 своим усилием действует пружина 75. Другим концом пружина входит в шток 76, который. установлен а гильзе 77 по скользящей посадке и через резьбовой хвостовик связан с тягой 12 (фиг, 1). Гильза 77 (Фиг. 5) закреплена по резьбе в корпусе 56 и уплотнена прокладкой 78, Полость В, обра" зованная малым корпусом 56 и диафрагмой 58, сообщена с полостью воздухо- впускного трубопровода 10 (Фиг. 1) через трубку 11 и штуцер 79 (фиг. 5).форсунка 9 (фи г. 1), установленная в впускном патрубке воэдуховпускного трубопровода 10, состоит иэ корпуса 80 (фиг. 6), во внутренней полости которого установлена запорная игла 81. Верхняя часть иглы заканчивается пя" той, на которую снаружи опирается пружина 82. В средней части иглы выполнен направляющий поясок, В нижней части корпуса 80 выполнено распыли" вающее отверстие, закрываемое кону" сом иглы 81. Сверху на корпус навин" чена накидная гайка 83, которая поджимает пружину 82 и полое кольцо для подвода воды, соединенное с трубкой 8 (фиг, 1), Полое кольцо поджато гайкой 83 (Фиг. 6) через прокладки 84. В торце гайки выполнено отверстие 85 для сбрасывания дренажа, В корпусе 80 выполнены радиальные отверстия 86, соединяющие полость кольца для подвода воды с полостью иглы (полость7 9545иглы образована стенками корпуса инижней поверхностью пяты), Корпус 80форсунки уплотнен в стенке воэдухо"впускного трубопровода системы 10впуска прокладкой 87%Система работает следующим образом.При изменении положения рычага 13(фиг, 1) управления регулятором топливного насоса высокого давления ( или 1 Оего рейки ) в сторону увеличения подагчи топлива рычагом 13 выбирается зазор в сопряжении с тягой 12При от"сутствии усилия, сжимающего пружину 75, вследствие разрежения из 3%воздуховпускного трубопровода диафрагма 58 прогибается и седло 59 перемещается влево. При этом выпускные отверстия 61 седла и выпускные отверстиязолотника 68 совмещаются., и разреже оние, определяемое частотой вращенияколенчатого вала двигателя, передается через трубки 4 (фиг. 1) в воздушные полости камеры постоянно уровняи расходного бака 3. 25Начиная с положения рычага управления регулятором топливного насосавысокого давления, определяющего начало подачи воды через Форсунки, зазор в сопряжении тяга 12 - рычаг 13 зполностью выбирается, шток 76 сдвига"ется вправо, сжимается пружина 75,за счет чего диафрагма 58 с седлом 59также сдвигается вправо,Выпускные отверстия 61 седла 59и о 1 верстия 70 двустороннего золотника разобщаются, В результате переме"щения седла 59 преодолевается усилиепружины 72,сдвигается двустороннийзолотник 68, впускные отверстия 69 зоОлотника и отверстия 65 неподвижнойвтулки 64 совмецаются и сжатый воздухчерез трубку 15 ( Фиг, 1), штуцер 67и полость болта 64 подается в полостьГ пневморедуктора и далее в воздушныеполости камеры постоянного уровняфиг. 1) и расходного бака 3. ПолостьВ (Фиг, 5 ) и пневморедуктора разрежается вследствие соединения с воздухо"впускным трубопроводом. Силой упругос"ти пружин 75, 74 72, действующих надиафрагму, силой упругости самой диа"фрагмы 58 определяется давление воздуха, поступающего в воздушные полости камеры терморегулятора 1 ( фиг, 1)55и расходного бака 3, Положение штока 76 определяется силой упругостипружины 75. При установившемся режиме( постоянном положении штока 76 ) силы 91 8давления на диафрагму 58 с левой иправой стороны уравновешиваются - этодостигается при определенном давлениивоздуха, При этом впускные отверстия 69золотника 68 разобцаются с впускнымиотверстиями 65 втулки 62. Подача сжатого воздуха в полость Г прекращается,Дальнейшее увеличение силы упругости пружины 75, вызванное увеличениемподачи топлива, приводит к увеличениюдавления воздуха в полости Г пневморедуктора, так как силы, действующиена диафрагму, уравновешиваются прибольшем давлении воздуха.увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя вызывает увели"чение разрежения. в полости В и, какследствие этого, снижение давленияредуцируемого воздуха в полости Г пнев.моредуктора при неизменном положенииштока 76. Такое уменьшение давлениявоздуха позволяет снизить расход воды на режимах максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя (этоквк правило, движение транспортногосредства, на которое может быть установлен описываемый двигатель, с максимальной скоростью без груза), когданеобходимо уменьшить количество воды,подаваемой в цилиндры.При обратном ходе штока 76 (,в сторону уменьшения подачи топлива) сила упругости пружины 75 уменьшается, диафрагма 58 под воздействием силы давления воздуха прогибается, перемещаяседло 59 влево, выпускные отверстия 61и 70 совмецаются (впускные отверстия 69и 65 а это время разобщены), частьвоздуха из полости Г сбрасывается вполость В и далее в воздуховпускнойтрубопровод. Сила давления воздухана диафрагму уменьшается, все действу"ющие на нее силы уравновешиваются,но уже при меньшем давлении воздуха. Таким образом, изменение положения рычага 13 управления регулятором (фиг. 1) топливного насоса высокого давления преобразуется в соответствующее ему изменение давления воздуха в полости Г пневморедукторов, передаваемое в воздушные полости камеры тер-, морегулятора 1 и расходного бака 3,Переменное давление в воздушной полости камеры вызывает соответствующее изменение расхода воды в водной магистрали каналы терморегулятора -9 9 Ю трубка 6 - распределитель 7 с каналами - трубка 8 - Форсунка).На изменение расхода воды влияет также изменение гидравлического сопротивления каналов терморегулятора, 3 вызываемое перемещением эолотниковой втулки 34 под воздействием штока термосилового датчика 33 с твердым наполнителем. Вток датчика изменяет свое положение в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, омывающей его баллон с термочувствительной массой, При увеличении температуры охлаждающей жидкости проходное сечение терморегулятора увеличивается, при уменьшении - проходное сечение уменьшается, изменяя таким образом расход воды.Поступающая под переменным давле" нием в полость А (Фиг. 3) распределителя 7 (фиг, 1) вода поступает через отверсие во Фланце втулки 42 (фиг.3) сверления 40, в трубке 6 (Фиг. 1) Форсунок 9.Сухарь 43 (Фиг. 3), установленный 2 в отверстии Фланца втулки 42, под воздействием центробежной силы и уравновешивающей ее пружины 44 занимает определенное положение в зависимости от частоты вращения втулки 4230 и тем самым сохраняет "время " се" чение" отверстия постоянным, Частота врвщения вала 47 равна частоте вращения распределительного вала. Трубки 8 (Фиг, 1) Форсунок 9 соединены соз штуцерами 41 (фиг. 3) в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя, т.е. при совмещении отверстия во сланце втулки 42 с одним из каналов 40 штуцер 41 этого канала трубкой 8 , 40 (фиг. 1) соединяется с Форсункой первого цилиндра, находящегося в положении такта всасывания, затем следующий штуцер 41 в направлении вращения вала 47 соединяется с цилиндром, в котором такт всасывания выполняется вслед за первым цилиндром и т.д.Вода, поступающая под давлением в полость иглы 81 (фиг. 6), воздействуя на пяту иглы, сжимает пружину 82, распыливающее отверстие открывается и вода подается во всасывающий тракт. 91 10Количество подаваемой в двигатель воды на всасывании изменяется в зависимости от загрузки двигателя, его теплового состояния. Кроме того, уве" личивая "время - сечение" отверстия во фланце втулки 42 (пиг. 3) при возрастании частоты вращения вала 47, можно изменять количество воды в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.Необходимый закон подачи воды в цилиндры двигателя подбирается исходя из условий его эксплуатации и определяется жесткостью упругих элементов, входящих в конструкцию сйстемы, эазо" ром в сопряжении тяги 12 (Фиг. 1) с рычагом 13 управления регулятором топливного насоса 14 высокого давления, гидравлическим сопротивлением воздушных и водных магистралей системы питания.Для уменьшения инерционности ибыстрого затухания колебательных про"цессов при редуцировании необходимо,чтобы все подвижные детали пневморедуктора 5 следящего действия (Фиг. 1)имели минимальную массу, минимальныйход и минимальный объем для редуци"рованного воздуха.Продолжительность подачи воды определяется "временем-сечением" отвер;стия во фланце втулки 42 (фиг. 3)что зависит от размеров распределителя и его конструкции.Использование предлагаемой системы питания двигателя при эксплуатациипри повышенной температуре окружающего воздуха позволяет снизить дымностьи токсичность отработавших газов, атакже поддерживать оптимальным тепло"вое состояние двигателя, что в своюочередь увеличивает его моторесурс,снижает угар масла, его коксуемостьи т.д,Эксплуатация системы не требуетбольших затрат на обслуживание. Стоимость его изготовления невелика.Формула изобретения1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндры с впускными и выпускными клапанами, газораспределительный механизм, Форсунки, установленные в системе впуска двигателя и подключенные к расходному баку с водой при помощи магистрали, снабженной термоПри отсечке подачи вОды в форсунку, по мере расхода ее через распыливаюшбея отверстие, давление воды падает и под воздействием пружины 82 игла садит" ся на отверстие, подача воды во впускной тракт прекращается.двигатель по пп, 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что терморегуля 11 954591 12 регулятором, камерой постоянного уров- тор выполнен в виде датчика с верня, имеющей водяную и воздушную по- дым наполнителем. лости, и регулятором расхода, свяэан- Двигатель по пп. 1-3, о т л иным с топливным насосом высокого дав- ч а ю щ и й с я тем, что распределиления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, б тель снабжен регулятором расхода воды, что, с целью уменьшения токсичности 5. Двигатель по пп. 1-4, о т л и- и дымности путем повышения точности ч а ю щ и й с я тем, что терморегу"дозирования воды, он дополнительно лятор связан с системой охлаждения, содержит распределитель, жестко свя. Двигатель по пп, 1-4, о т л изанный с газораспределительным меха ч а ю щ и й с я тем, что терморегуля- низмоМ и установленный в магистра- тор связан с системой смазки. ли между водяной полостью камеры по. Двигатель по пп, 1-6, о т л истоянного уровня и Форсунками. ч а ю щ и й с я тем, что Форсунки2. Двигатель по п. 1, о т л и ч а- установлены непосредственно перед ю щ и й с я тем, что камера постоян- И впускными клапанами. ного уровня выполнена в одном корпу- Источники инФормации, се с терморегулятором. принятые во внимание при экспертизе1. Ивторское свидетельство СССРпо заявкеМ 2721590, кл, Г 02 И 25/02,199.Составитель ВШилов Техредй. Надь Корректор А ференц ул. Проектная 30 Тираж ВНИИПИ Госуда по делам и 17035 Москва иал ППП "Патественного коми обретений и от ЖРашска т", г. Ужгород Подписноета СССРытийнаб, 8. 4/5

Смотреть

Заявка

3241680, 28.01.1981

СИБИРСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. В. В. КУЙБЫШЕВА

МАКСИМОВ ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ, ГАВРИЛОВ АЛЕКСАНДР КОНСТАНТИНОВИЧ, ШЕВЧЕНКО ПЕТР ЛУКИЧ, МЕЛЬНИКОВ ИВАН ИВАНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: F02M 25/025

Метки: внутреннего, двигатель, сгорания

Опубликовано: 30.08.1982

Код ссылки

<a href="https://patents.su/9-954591-dvigatel-vnutrennego-sgoraniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Двигатель внутреннего сгорания</a>

Похожие патенты