Двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: двигателестроение, в частности транспортные двигатели и устройства для газообмена, и позволяет повысить экономичность и максимальную мощность, снизить металлоемкость и токсичность отработавших газов. Сущность изобретения: двигатель содержит воздухоочиститель 1, электродвигатель 2, компрессор 3, воздушный ресивер 4, электромагнитный привод 5, впускной трубопровод 6, пружину 7, впускной клапан 8, электромагнитный привод 9 выпускного клапана 10, выпускной трубопровод 11. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s F 01 1 9/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (21) 4934946/06 (22) 14.05.91 (46) 30.03.93. Бюл. М 12 (76) А.З.Филиппов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1121469, кл. F 01 1 9/04, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 941643, кл. F 01 L 9/04, 1982.

Авторское свидетельство СССР

hb 1460372, кл. F 02 В 19/10, 1989. (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Ы,„, 1806277 АЗ (57) Использование: двигателестроение, в частности транспортные двигатели и устройства для газообмена, и позволяет повысить экономичность и максимальную мощность, снизить металлоемкость и токсичность отработавших газов. Сущность изобретения: двигатель содержит воздухоочиститель 1, электродвигатель 2, компрессор 3, воздушный ресивер 4, электромагнитный привод 5, впускной трубопровод 6, пружину 7, впускной клапан 8, электромагнитный привод 9 выпускного клапана 10, выпускной трубопровод 11. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1806277

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к транспортным двигателям и устройствам для газообмена.

Цель изобретения — повышение удельной мощности и экономичности двигателя, путем увеличения коэффициента наполнения и уменьшения степени дросселирования на впуске.

Число запорных электромагнитных клапанов определяется наперед заданными мощностью привода и максимальными скоростями газового потока. Так, например, мощность магнитопровода для. впускного штатно;о клапана двигателя ВАЗ 2105 на номинальном режиме превышает 300 Вт.

При этом скорость газового потока при часовом расходе воздуха Gb 300 кг/ч и отношении, =0,97, где Рц и Рк

Рч

Ркл соответственно давление в цилиндре двигателя и давление воздуха на впуске, составляет С = 85 м/с, Задаваясь мощностью привода, напр., N ð 10...12 Вт, и максимальной скоростью газового потока С 260 м/с, определяем размерь; клапанов (ход и диаметр), их количество и массу каждого из них, исходя иэ необходимости обеспечения требуемого массово о расхода воздуха. Последний

Обеспечивается избыточным давлением впуска. Средняя скорость поршня определяется с помощью формулы

S h г:

30 плон адь проходного сечения в клапане

f -2,22d {с4> — ), гдЕ;), дИМЕтр ВПУСКНОГО (ВЫПУСКНОГО) КЛЭ" пэна, и высота подъема клапана.

Последн е величины d8 и h определяются из уравнения неразрывности потока при напсред заданных максимально допустимых скоростях его во впускном (выпускном) клапане.

В соответствии с изложенным для упомянутого двигателя ВАЗ-2105 могут быть предложены, например, следующие размеры клапанов и параметры газового потока: высота подъема клапана (ход) h=3 мм, диаметр клапан- d=8 мм.

Для обеспечения требуемого расхода воздуха, G8=300 кг/ч, необходимо четыре впускных (и выпускных) клапана I<>=4 и

i»<=-4. Затраты мощности на магнитопровод при этом N

Рч

Отношение —" =0,-185.

Рк

55 фазы газораспределения.

При механическом приводе клапанов принцип работы двигателя и последовательность операций (действий) остается такой же, как и при электроприводе клапанов.

Постоянство избыточного давления в ресивере 4 поддерживается редукционным клапаном.

Использование предлагаемого ДВС позволяет по сравнению с существующими повысить максимальную и удельную мощности, экономичность, снизить металЛОЕМКОСТЬ И ТОКСИЧНОСТЬ.

Максимальная мощность двигателя может быть получена за счет увеличения его наполнения и частоты вращения.

Экономичность двигателя улучшается за счет относительного увеличения механического коэффициента полезного действия, оптимизации параметров рабочего процесса при работе двигателя на частичных нагрузках.

Воэможность оптимизации рабочего процесса позволяет также снизить токсичность отработавших газов, реализовать

Аналогичный эффект имеет место и по отношению к механическим системам газораспределения.

На фиг.1 показана принципиальная схема механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания с электромагнитным приводом впускного и выпускного запорного клапана; на фиг,2— разрез А-А на фиг.1.

"0 Он содержит воэдухоочиститель 1, связанный с компрессором 3, приводящийся в действие электродвигателем 2, воздушный ресивер 4, сообщенный с впускным трубопроводом 6, электромагнитные (или механи15 ческие) приводы 5 и 9 впускных 8 и выпускных 10 клапанов, подпружиненных гибким элементом 7, впускной трубопровод

11.

Двигатель работает следующим обра20 зом.

Воздух через воздухоочиститель 1 с помощью компрессора 3 подается в воздушный ресивер 4 и находится там под, например, постоянным давлением 2 бар.

25 При работе двигателя воздух из ресивера 4 через впускной трубопровод 6 поступает под избыточным давлением через впускные клапаны 8 в цилиндр двигателя.

При этом давление впуска в цилиндре такое

30 же, как в обычном двигателе без наддува.

Импульсы на впускные и выпускные клапаны поступают m датчиков, установленных на маховика двигателя, в последовательности, обеспечивающей необходимые

1806277

Формула изобретения 15

1, Двигатель внутреннего сгорания, содержащий головку, впускные и выпускные запорные клапаны с приводом, цилиндр с размещенным в нем поршнем, впускной и выпускной трубопроводы, и компрессор, 20 связанный с цилиндром, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения удельной мощности и экономичности путем увеличения коэффициента наполнения и уменьшения степени дросселирования на впуске, 25 количество л впускных клапанов, связанных с внешним источником избыточного давления, определено соотношением (376)

1з Чг г5 кл Ч4

30 где А- безразмерный коэффициент, равный для современных двигателей 0,04 — 0,07, ха- Ç5 прогрессивные методы управления процессом: сгорания, Снижение металлоемкости достигается прежде всего отсутствием традиционной металлоемкой системы газораспределения, 5 ее привода, Резкое снижение масс запорных электромагнитных клапанов позволяет, как отмечалось, кардинально решить проблему уменьшения габаритов и мощности электромагнитных приводов, существенно 10 увеличить их быстродействие и, в конечном счете, значительно повысить общую эффективность работы ДВС, рактеризующий отношение средней скорости поршня Сп к скорости свежего заряда в клапане С" кл и равный:

А ——

Сп . Скл

< --1р.

Сп где - коэффициент сопротивления впускного трубопровода;

Ро, рь — соответственно атмосферное давление и плотность газа; к — показатель адиабаты;

Рц и Рк — соответственно давление в цилиндре двигателя и избыточное давление в ресивере;

Чь — рабочий обьем цилиндра;

S —; 0 — диаметр цилиндра;

f — площадь проходного сечения в клапане.

2. Двигатель по п,1, отличающийся тем, что привод запорных клапанов выполнен электрическим, 3. Двигатель по п,1, отличающийся тем, что привод запорных клапанов выполнен механическим.

4. Двигатель по п,1, отличающийся тем, что, с целью поддержания постоянного избыточного давления на впуске при любых режимах работы двигателя, последний снабжен ресивером, соединенным с компрессором и цилиндром двигателя.

5. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что привод компрессора выполнен электрическим.

180б277

Составитель А,Филиппов

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 970 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5