Способ регулирования двигателя внутреннего сгорания

Способ регулирования двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: регулирование двигателей внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами. Сущность изобретения: при отключении части цилиндров двигателя периодически прекращают подачу топлива и газообмен между отключенными цилиндра ми и газовоздушным трактом. Отключенные цилиндры заполняют отработавшими газами и сообщают с выпускным трактом. При отключении цилиндров их вначале разобщают с впускным трактом, а затем с выпускным трактом, причем при подключении части цилиндров вначале их сообщают с выпускным трактом, а затем с впускным. После сообщения цилиндров с выпускным трактом измеряют значение температуры в цилиндрах, сравнивают и с эталоном и сообщают цилиндры с впускным трактом после достижения равенства или превышения измеряемого значения температуры над эталоном. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 02 0 17/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ газообмен между отключенными цилиндрами и газовоэдушным трактом. Отключенные цилиндры заполняют отработавшими газами и сообщают с выпускным трактом. При отключении цилиндров их вначале.разобщают с впускным трактом, а затем с выпускным трактом, причем при подключении части цилиндров вначале их сообщают с выпускным трактом, а затем с впускным. После сообщения цилиндров с выпускным трактом измеряют значение температуры в цилиндрах, сравнивают и с эталоном и сообщают ци линдры с впускным трактом после достижения равенства или Превышения измеряемого значения температуры нвд эталоном. 2 ил. (21) 4877730/06 (22) 04.10.90 (46) 15.05.93. Бюл. М 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (72) Б.В.Евстифеев, Ю.ВЛСоин и Ф.Г.Ким (56) Авторское свидетельство СССР

М 1508003, кл.: F 02 D 17/02, 1987. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИГАТЕ»

ЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование: регулированиедвигате- лей внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами. Сущность изобретения: при отключении части цилиндров двигателя периодически прекращают подачу топлива и

Изобретение относится к машиностроеwe, а именно к способам регулирования двигателей внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами.

Целью изобретения является повышение надежности работы двигателя.

Предлагаемый способ поясняется схемой работы четырехтактного дизеля, фиг.1 и схемой системы управления двигателем;фи r.2.

На фиг.1: "ВКЛ" и "ВЫКЛ" — режимы работы двигателя с включением и отключением части цилиндров 1, 2 и 3 — соответственно режимы работы выпускных, впускных клапанов и топливоподачи, 4 — изменение Ы 1815379 А1 температуры цилиндра, 5 — значение эталонной температуры цилиндра.

weak

На фиг.2: 1 — 3 — отключаемые, а 4 — 6 — Q) неотключаемые цилиндры, 7 — выпускной, а

8 — впускной тракты, 9 — впускной и 10 — (Л выпускной газорасп ределительные клапаны, 11 и 12 — механизмы управления соответственно клапанами газораспределения и топливоподачей. 13 — форсунка, 14 — кулачковый вал, 15 — распределитель, 16 — насос, стрелками показано направление движения жидкости и газа. евЪ

При работе двигателя в режиме с отключенной группой цилиндров (например, на режиме холостого хода) клапаны газораспределения и тополивоподача выключены, 1815379 температура отключенных цилиндров имеет минимальное значение (on редел яемое условиями окружающей среды, режимов работы и т.д.).

При подаче команды на подключение цилиндров вначале включают выпускные клапаны 1, фиг,1. обеспечивая сообщение отключенных цилиндров с выпускным трактом, затем включают впускные клапаны 2, сообщая цилиндры с впускным трактом.

При подключении газораспределительных клапанов в названной последовательности в газовоздушных трактах не возникает явление разрыва газового потока и, как его след. ствия, помпажа компрессора 15 (подтверждено экспериментом на двигателе 6ЧН 21/21).

После начала осуществления в отключенных цилиндрах процессов "впуска" и

"выпуска", подключают топливоподачу, и 20 рабочий процесс в данных цилиндрах протекает так же, как и в постоянно работающих цилиндрах.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом, 25

В первом, изображенном на фиг.2, положении распределителя 15 рабочая жидкость, например масло, от насоса 16 не. поступает к механизмам управления 11 и 12, т.е, выходные каналы распределителя пере- 30 крыты, а, следовательно, газораспределительные клапаны находятся в выключенном (закрытом) положении и отключены йодача топлива к форсункам 13 отключаемых цилиндров. 35

Газораспределение и топливоподача неотключаемых цилиндров 4 — 6 работают в: обычном режиме.

При перемещении распределителя 15 влево на фиг.1 во второе положение масло "0 от насоса 16 поступает по трубопроводам к механизмам управления 11 выпускными клапанами 9 отключаемых цилиндров 1 — 3 (механизмы управления 11 могут быть выполнены, например, в. виде управляемых 45 гидроштанг по а.с, ¹ 1301991). При включении механизмов 11 выпускные клапаны 9 начинают совершать возвратно-поступательные движения под действием кулачков на валу 14, т.е. отключаемые цилиндры со- 50 общейы с выпускным трактом.

Перемещение .распределителя 15 в третье положение обеспечивает сообщение нагнетательной лагистрали от насоса 16 с трубопроводами; питающйми механизмы 55 управления 11 выпускных 9 и впускных 10 клапанов отключаемых цилиндров 1 — 3.

При этом подключается к работе впускные клапаны, т.е; цилиндры 1 — 3 сообщены с впускным и выпускным трактами.

Дальнейшее перемещение распределителя 15 влево, в четвертое положение обеспечивает подачу масла ко всем механизмам управления 11, т,е. отключаемые цилиндры включаются в работу как по газоснабжению, так и по топливоподаче. Данное положение распределителя сохраняется и на последующих режимах работы двигателя (режимы нагрузок и т,д.).

Возвращение распределителя 15 в исходное положение сопровождается отключением механизмов управления в обратной последовательности, т.е.:отключение топливоподачи, впускных клапанов, выпускных клапанов.

Перемещение распределителя может осуществляться вручную, либо автоматически по заданному закону (например, про-. граммным управлением).

Кроме того, после включения выпускных клапанов 1, фиг.1 через отключенные цилиндры двигателя начинают протекать отработавшие газы из выпускного тракта (на трактах "рабочий ход" и "впуск" в цилиндрах образуется разряжение); чем нагревают цилиндры до тех пор, пока значение измеренной в цилиндре температуры сравняется или превысит заданную эталонную температуру 5, После этого включают впускные клапаны. C

Измерения значения температуры в цилиндрах, сравнение с эталоном и управление распределителем может производиться, например, с помощью термопар, визуального контроля значения тем:пературы и. ручного, управления распределителем, а могут также эти процессы быть автоматйзированы.

Отключение цилиндров производят в обратной последовательности,.т.е. вначале выключают топливоподачу в заданные цилиндры, затем отключают впускные клапаны и; после этого останавливают в закрытом положении выпускные клапаны.

Возможность перетока отработавших газов в отключенные цилиндры и подогрев за счет этого последних поясняется следующим.

Известно, что реальные двигатели имеют продолжительность открытия выпускных (как и впускных) клапанов, превышающую

180 поворота коленчатого вала (п.к.в.), т.е, такта "выпуска".

Так например, двигатели типа ЧН 21/21 имеют продолжительность открытия выпускных клапанов превышающую 300 п.к.в„ т.е, примерно 1/3 хода поршня от ВМТ к

HMT выпускные клапаны находятся в открытом положении, причем, учитывая, что режимы с отключением цилиндров

1815379

10 производят процесс всасывания отработавших газов из выпускного коллектора в ци- 15

25

30 соответствуют минимальному диапазону скоростных режимов двигателя, проходное сечение клапанной щели, уменьшающееся в моменты открытия и закрытия клапанов, оказывает гораздо меньшее сопротивление потоку, чем если бы имели место режимы повышенных частот вращения, на которые и рассчитываются максимальные проходные сечения газораспределительных клапанов.

Таким образом, за рабочий цикл при открытых выпускных клапанах поршни в отключенных цилиндрах дважды (на такте

"впуск" и "рабочий ход") движением к Н ЛТ линдры, Поступление горячих газов в отключенные и относительно холодные цилиндры способствует прогреву деталей камеры сгорания и цилиндров о целом.

Кроме того, работа двигателя режиме с отключенными цилиндрами при закрытых газораспределительных клапанах сопровождается падением давления в этих цилиндрах до значений меньше атмосферного, что в свою очередь, не способствует повышению температуры внутри цилиндра в периоды тактов "сжатие" и "выпуск".

При поступлении в цилиндры отработавших газов (в количестве, зависящем от давления в выпускном коллекторе и фаз работы клапанов) на тактах "сжатие" и "выпуск" температура рабочего тела добавочно повышается за счет процесса сжатия в цилиндре ("мятие" газа).

Таким образом, предварительное включение выпускных клапанов относительно впускных способствует прогреву отключаемых цилиндров отработавшими газами.

Мгновенное включение всех цилиндров при увеличении нагрузки не является обязательным.

Так, например, в практике наблюдается . часто реализуемый режим работы двигателя с отключением части цилиндров — это режим

"горячего отстоя", т.е. когда двигатель, например в составе тепловоза, продолжительное время работает на холостом ходу.

Переход на работу под нагрузкой при этом может осуществляться с предварительным прогревом отключенных цилиндров, причем работа двигателя при прогреве по предлагаемому способу сопровождается меньшим

50. значением расхода топлива (соответствующим работе двигателя с отключенной группой цилиндров), чем если бы на режиме прогрева были включены все цилиндры.

Время прогрева в этом случае не регламентировано, а, кроме того, испытания, проведенные на двигателе 6ЧН 21/21 so ВНИТИ, показали сокращение времени прогрева двигателя в варианте с частично выключенными цилиндрами на 15 — 20 $.

Таким образом, предложенный способ регулирования двигателя внутреннего сгорания позволяет повысить надежность работы двигателя за счет исключения явления помпажа в газовоздушном тракте и предварительного прогрева цилиндров отработавшими газами при организации определенной последовательности сообщения отключенных цилиндров с газовоздушными трактами и включения-выключения топливоподачи.

Предлагаемый способ регулирования прошел экспериментальную проверку на двигателе 6Ч Р 21/21 со В НИТИ и может быть использован на двигателях различного назначения и иных размерностей, Формула изобретения

1. Способ регулирования двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в от-;

1 ключении и подключении части цилиндров путем периодического прекращения топли-, воподачи и газообмена между отключенными цилиндрами и газовоздушным трактом, заполнения отключенных цилиндров отработавшими газами и частичного их вытеснения из цилиндра путем сообщения цилиндров с выпускным трактом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыц ения надежности работы, при отключении цилиндров вначале их разобщают с впускным трактом. затем с выпускным. а при подключении части цилиндров вначале их сообщают с выпускным трактом, а затем — C впускным.

2. Способ по.п,1. отличающийся тем, что при включении цилиндров в работу, после сообщения их с выпускным трактом, измеряют значение температуры в цилиндрах, сравнивают ее с эталоном и сообщают цилиндры. с впускным трактом после достижения равенства или превышения измеряе-. мого значения температуры над эталоном.

Редактор

Заказ 1623 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

+us. 8

Составитель В. Воробьев

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор M. Òêà÷ * <