Двигатель внутреннего сгорания с подогревателем, использующим тепло выхлопных газов

Двигатель внутреннего сгорания с подогревателем, использующим тепло выхлопных газов

Реферат

 

Двигатель внутреннего сгорания, имеющий подогреватель, который использует тепло выхлопных газов, причем в случае установки нагнетателя в всасывающем тракте этого двигателя может быть обеспечено воспламенение внутри такого подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, а также может быть предотвращено возникновение обратного потока всасываемого воздуха внутри всасывающего тракта даже в том случае, когда работает нагнетатель. Подогреватель испарительного типа, использующий тепло выхлопных газов, подсоединен по перепускной схеме с прохождением потока по тракту подачи воздуха, корпусу камеры сгорания и тракту выброса газообразных продуктов сгорания, представляющим собой составные его части, к всасывающему тракту двигателя, через который всасываемый воздух направляется в цилиндры двигателя. Компрессор турбонагнетателя не предполагается размещать на участке всасывающего тракта, простирающемся между точкой подсоединения ее к тракту подачи воздуха и точкой подсоединения к тракту выброса выхлопных газов. 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение в основном относится к двигателю внутреннего сгорания, имеющему устройство для повышения температуры, предназначенное для повышения температуры соответствующих элементов, а более конкретно к двигателю внутреннего сгорания с подогревателем, использующим тепло выхлопных газов.

Например, в выложенной публикации японской заявки на патент N 62-75069 раскрывается техническое решение, обеспечивающее улучшение пусковой характеристики двигателя внутреннего сгорания и способствующее прогреву его в холодное время года посредством нагревания охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя за счет использования теплоты сгорания, выделяемой с помощью подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, который закреплен на всасывающем тракте двигателя внутреннего сгорания.

Согласно этой публикации раскрываемый в ней подогреватель, использующий тепло выхлопных газов, закреплен на всасывающем тракте, соединяясь с всасывающим каналом и с выхлопным каналом. Тогда воздух, требуемый для горения, подается из всасывающего тракта по всасывающему каналу, а выхлопные газы по выхлопному каналу выбрасываются во всасывающий тракт. Выхлопные газы с высоким теплосодержанием, выходящие из подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, поступают, в конце концов, по впускному проходу в корпусные детали двигателя внутреннего сгорания и нагревают охлаждающую жидкость в водяной рубашке системы охлаждения двигателя. Кроме того, во всасывающем тракте на участке его между точкой подсоединения к всасывающему каналу и точкой подсоединения к выхлопному каналу предусматривается установка переключающего клапана для открывания и закрывания всасывающего тракта. Этот переключающий клапан полностью закрывается перед пуском двигателя внутреннего сгорания, оставаясь закрытым в течение кратковременного периода времени после пуска двигателя, а затем переводится в полуприкрытое (полуоткрытое) положение, либо полностью открывается, обеспечивая тем самым регулирование количества воздуха, поступающего в камеры сгорания, которое проходит по всасывающему каналу в подогреватель, использующий тепло выхлопных газов. Такое регулирование предназначается для того, чтобы способствовать подогреву двигателя внутреннего сгорания и обеспечить улучшение его пусковой характеристики.

При такой реализации известного технического решения можно считать, что на участке всасывающего тракта между точкой подсоединения к всасывающему каналу и точкой подсоединения к выхлопному каналу как бы устанавливается компрессор нагнетателя. Однако в этом случае из-за сопротивления, оказываемого компрессором потоку всасываемого воздуха, может возникать перепад давлений между участком всасывающего тракта, расположенным по ходу потока перед компрессором, и его участком, расположенным за компрессором, который при этом служит как бы границей между этими участками. Более конкретно, давление перед компрессором выше, чем за ним. По этой причине может наблюдаться перепад давлений между всасывающим каналом, подсоединенным к всасывающему тракту на участке его перед компрессором, и выхлопным каналом, подсоединенным к всасывающему тракту на участке его за компрессором. Тогда вследствие вышеуказанного перепада давлений может возникнуть чрезмерно большой воздушный поток внутри корпуса подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, который подсоединен к всасывающему тракту посредством всасывающего канала и выхлопного канала. Следовательно, не исключается при этом и возможность того, что по этой причине произойдет ухудшение характеристики процесса горения в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов. То есть при высокой скорости движения воздуха через корпус подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, трудно осуществить воспламенение в таком подогревателе, или в том случае, если воспламенение в нем все же произошло, то можно считать, что огонь здесь легко гаснет.

Кроме того, в том случае, когда компрессор аналогично описываемому выше закреплен во всасывающем тракте, на участке всасывающего тракта между точкой подсоединения к всасывающему каналу и точкой подсоединения к выхлопному каналу, при работе компрессора давление в зоне, находящейся по ходу потока за компрессором вблизи от него, границей которой во всасывающем тракте служит компрессор, т.е. давление со стороны точки подсоединения к всасывающему тракту выхлопного канала становится вследствие наддува выше, чем давление в зоне, находящейся вблизи от компрессора перед ним, границей которой так же служит компрессор, т.е. чем давление с той стороны, где расположена точка подсоединения к всасывающему тракту всасывающего канала. Таким образом из этого следует, что возникает обратный поток, в котором всасываемый воздух направляется обратно во всасывающий тракт также и внутри корпуса подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, который подсоединен к всасывающему тракту посредством всасывающего канала и выхлопного канала. При возникновении этого обратного потока наблюдается так называемое явление обратной вспышки. Явление обратной вспышки означает, что пламя в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов, распространяется в направлении назад к всасывающему каналу. Не исключена возможность и того, что в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов, произойдет случайное воспламенение, и можно считать, что двигатель внутреннего сгорания не способен получить достаточное количество теплоты от подогревателя, использующего тепло выхлопных газов.

Известен также двигатель внутреннего сгорания с подогревателем, использующим тепло выхлопных газов, содержащим корпус камеры сгорания, тракт подачи воздуха для снабжения корпуса камеры сгорания воздухом для обеспечения процесса сжигания, тракт подачи топлива для снабжения корпуса камеры сгорания топливом для сжигания, запальное устройство для воспламенения топлива, подаваемого для сжигания в корпус камеры сгорания по тракту подачи топлива, и тракт выброса выхлопных газов для выпуска из корпуса камеры сгорания газообразных продуктов сгорания, образующихся при сгорании топлива, сжигаемого после воспламенения его запальным устройством, причем подогреватель, использующий тепло выхлопных газов, вступает в работу, когда двигатель внутреннего сгорания находится в предварительно заданном рабочем режиме, обеспечивая повышение температуры соответствующих элементов двигателя (авторское свидетельство СССР N 1539373).

Однако и в этом двигателе внутреннего сгорания не решена проблема обратного потока всасываемого воздуха внутри всасывающего тракта.

Основной задачей настоящего изобретения является создание двигателя внутреннего сгорания, имеющего такой подогреватель, использующий тепло выхлопных газов, который способен наверняка обеспечить воспламенение внутри этого подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, который предусматривается во всасывающем тракте, даже в том случае, когда на всасывающем тракте двигателя внутреннего сгорания закреплен нагнетатель, а также предотвратить возникновение обратного потока всасываемого воздуха внутри всасывающего тракта даже в том случае, когда работает нагнетатель.

Для решения указанной задачи в соответствии с настоящим изобретением предлагается двигатель внутреннего сгорания с подогревателем, использующим тепло выхлопных газов, содержащим корпус камеры сгорания, тракт подачи воздуха для снабжения корпуса камеры сгорания воздухом для обеспечения процесса сжигания, тракт подачи топлива для снабжения корпуса камеры сгорания топливом для сжигания, запальное устройство для воспламенения топлива, подаваемого для сжигания в корпус камеры сгорания по тракту подачи топлива, и тракт выброса выхлопных газов для выпуска из корпуса камеры сгорания газообразных продуктов сгорания, образующихся при сгорании топлива, сжигаемого после воспламенения его запальным устройством, причем подогреватель, использующий тепло выхлопных газов, вступает в работу, когда двигатель внутреннего сгорания находится в предварительно заданном рабочем режиме, обеспечивая повышение температуры соответствующих элементов двигателя, в котором согласно изобретению подогреватель, использующий тепло выхлопных газов, соединен по перепускной схеме с всасывающим трактом двигателя внутреннего сгорания через тракт подачи воздуха, корпус камеры сгорания и тракт выброса газообразных продуктов сгорания, и предусмотрена установка нагнетателя во всасывающем тракте, но не между точкой подсоединения к тракту подачи воздуха, и точкой подсоединения к тракту выброса выхлопных газов, а на другом его участке.

Подогреватель, использующий тепло выхлопных газов, может быть расположен по ходу потока во всасывающем тракте перед местом установки нагнетателя или за местом установки нагнетателя.

В двигателе также предусмотрена установка воздухоохладителя всасываемого воздуха для обеспечения охлаждения всасываемого воздуха, находящегося внутри всасывающего тракта и содержащего излишнее тепло, сообщаемое ему при повышении его давления в нагнетателе, во всасывающем тракте, но на другом его участке, а не между точкой подсоединения его к тракту подачи воздуха и точкой подсоединения к тракту выброса выхлопных газов.

Целесообразна установка воздухоохладителя всасываемого воздуха для обеспечения охлаждения всасываемого воздуха, находящегося внутри всасывающего тракта и содержащего излишнее тепло, сообщаемое ему при повышении его давления в нагнетателе, во всасывающем тракте, но на другом его участке, а не между точкой подсоединения его к тракту подачи воздуха и точкой подсоединения к тракту выброса выхлопных газов.

Воздухоохладитель всасываемого воздуха может быть расположен по ходу потока в всасывающем тракте перед точкой подсоединения к тракту выброса выхлопных газов или за точкой подсоединения к тракту выброса выхлопных газов.

Для всасывающего канала предусмотрено наличие перепускного канала, позволяющего направить поток в обход воздухоохладителя всасываемого воздуха, и газообразные продукты сгорания, образующиеся в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов, направлены по перепускному каналу в корпус двигателя внутреннего сгорания, когда двигатель внутреннего сгорания находится в предварительно заданном рабочем режиме.

Двигатель дополнительно содержит переключающее устройство для изменения направления потока газообразных продуктов сгорания, которое обеспечивает прохождение газообразных продуктов сгорания, образовавшихся в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов, по перепускному каналу.

Переключающее устройство для изменения направления потока газообразных продуктов сгорания выполнено в виде клапанного элемента, перекрывающего перепускной канал, и поворотной оси этого элемента, причем открывание и закрывание перепускного канала производят в соответствии с тем, находится ли двигатель внутреннего сгорания в предварительно заданном рабочем режиме или нет.

Кроме того, двигатель дополнительно содержит средство управления подогревателем, предназначенное для прекращения работы подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, в нехолодное время.

Под "предварительно заданным рабочим режимом двигателя внутреннего сгорания" понимаются некоторые режимы, наблюдающиеся в холодное время и в очень холодное время, при которых во время работы двигателя внутреннего сгорания в начальный период после его пуска экзотермический показатель собственно двигателя внутреннего сгорания имеет малую величину вследствие того, что, например, мал расход топлива. Кроме того, это выражение означает также некоторые режимы, при которых малую величину имеет показатель, характеризующий получение тепла охлаждающей жидкостью, а также такой режим, при котором температура охлаждающей жидкости непосредственно после пуска двигателя находится на низком уровне даже при нормальной температуре. Температура выше 15^oC может считаться нормальной температурой. В холодное время температура находится в пределах от -10^oC до 15^oC, а в очень холодное время температура опускается ниже -10^oC.

"Соответствующие элементы двигателя" обозначают собственно двигатель внутреннего сгорания, в котором выхлопные газы, выходящие из подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, отдают тепло охлаждающей жидкости системы охлаждения двигателя и всасываемому в него воздуху.

Под нагнетателем подразумевается как такой нагнетатель, в котором источником движущей силы является вращающая сила коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, так и турбонагнетатель, в котором источником движущей силы является вращающая сила используемой для его привода турбины, приводимой во вращение выхлопными газами.

Соответственно, никогда не наблюдается возникновения чрезмерно высокого давления на участке между трактом подачи воздуха и трактом выброса выхлопных газов, которые соответственно подсоединены к всасывающему тракту. Следовательно, никогда не наблюдается чрезмерно большого увеличения скорости воздуха внутри корпуса подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, который подсоединен к всасывающему тракту посредством тракта подачи воздуха и тракта выброса выхлопных газов. Таким образом, продувка корпуса подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, воздухом не достигает такой высокой интенсивности, при которой становится невозможным воспламенение в его камере сгорания, благодаря чему может быть наверняка осуществлено воспламенение в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов.

Кроме того, поскольку нет нагнетателя во всасывающем тракте между точкой подсоединения его к тракту подачи воздуха и точкой подсоединения к тракту выброса выхлопных газов, то нагнетатель никогда и не работает на участке между этими двумя точками подсоединения. Следовательно, давление с той стороны, где находится точка подсоединения всасывающего тракта к тракту выброса выхлопных газов, никогда не повышается так, чтобы стать выше, чем давление с той стороны, где находится точка подсоединения всасывающего тракта к тракту подачи воздуха, и давление по обе стороны, по существу, одинаково. Соответственно, внутри корпуса подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, который подсоединен к всасывающему тракту посредством тракта подачи воздуха и тракта выброса выхлопных газов, обратного потока не возникает. Таким образом, никогда не наблюдается возникновения явления обратной вспышки, при котором пламя, возникающее в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов, распространяется в обратном направлении, соответственно к тракту подачи воздуха, и поэтому двигатель внутреннего сгорания получает от подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, достаточное количество теплоты, а случайное воспламенение в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов, не происходит. Кроме того, выхлопные газы, образующиеся в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов, которые направляются во всасывающий тракт по тракту выброса выхлопных газов, поступают в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, предварительно смешиваясь с новой порцией газов. Выхлопные газы подвергаются в цилиндрах повторному сжиганию, но на этот раз в качестве как бы воздуха, обеспечивающего процесс горения в двигателе внутреннего сгорания. Затем выхлопные газы после повторного сжигания выводятся через выхлопное отверстие двигателя внутреннего сгорания и поступают в выхлопной тракт двигателя, при этом выхлопные газы, образующиеся после повторного их сжигания, подвергаются очистке при пропускании их через катализатор выхлопных газов, который обычно предусматривается в выхлопном тракте.

Следует отметить, что тракт подачи воздуха и тракт выброса выхлопных газов подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, не выведены непосредственно в атмосферу, и поэтому можно ожидать появления эффекта уменьшения шума.

Поскольку подогреватель, использующий тепло выхлопных газов, расположен по ходу потока перед нагнетателем, то из этого следует, что как тракт подачи воздуха, так и тракт выброса выхлопных газов, которые, по определению, являются составными частями подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, также располагаются по ходу потока перед нагнетателем. Соответственно, даже в том случае, если и происходит повышение давления всасывания на участке всасывающего тракта, находящемся по ходу потока за местом расположения нагнетателя, когда он включается в работу, то эта возросшая величина давления не оказывает влияния на давление в точке подсоединения тракта подачи воздуха к всасывающему тракту, а также на давление в точке подсоединения тракта выброса выхлопных газов к всасывающему тракту. Соответственно, в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов, обратный поток не возникает. Кроме того, пульсация, создаваемая во всасывающем тракте при работе цилиндров, ослабляется нагнетателем, при этом пульсация при всасывании распространяется по тракту выброса выхлопных газов и тракту подачи воздуха подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, благодаря чему происходит уменьшение колебаний давления как в тракте выброса выхлопных газов, так и в тракте подачи воздуха, которые возникают вследствие пульсаций при всасывании. Соответственно в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов, может поддерживаться режим, обеспечивающий хорошее сгорание.

Когда подогреватель, использующий тепло выхлопных газов, расположен по ходу потока нагнетателем, то из этого следует, что как тракт подачи воздуха, так и тракт выброса выхлопных газов, являющиеся составными частями подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, располагаются по ходу потока за нагнетателем. Однако в этом случае при включении нагнетателя в работу происходит при его работе повышение давления всасывания на участке всасывающего тракта, находящемся по ходу потока за местом расположения нагнетателя. Однако эта возросшая величина давления оказывает одинаковое влияние на давление во всасывающем тракте в точке подсоединения к нему тракта подачи воздуха и в точке подсоединения тракта выброса выхлопных газов. Соответственно, давление в точке подсоединения тракта выброса выхлопных газов не становится выше, чем давление в точке подсоединения тракта подачи воздуха к всасывающему тракту, и поэтому не возникает чрезмерно большого перепада давлений между этими двумя точками подсоединения. Следовательно, в этом случае также не наблюдается обратного потока в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов.

Во всасывающем тракте, но на другом его участке, а не между точкой подсоединения его к тракту подачи воздуха и точкой подсоединения к тракту выброса выхлопных газов, устанавливается воздухоохладитель всасываемого воздуха, отбирающий излишнее тепло, сообщаемое всасываемому воздуху при повышении его давления в нагнетателе. При этом во всасывающем тракте нет воздухоохладителя всасываемого воздуха на участке между точкой подсоединения его к тракту подачи воздуха и точкой подсоединения к тракту выброса выхлопных газов. Следовательно, не будет возникать чрезмерно большого перепада давлений между трактом подачи воздуха и трактом выброса выхлопных газов, которые - тот и другой - подсоединяются к всасывающему тракту. Таким образом, скорость воздуха внутри корпуса подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, который подсоединен к всасывающему тракту посредством тракта подачи воздуха и тракта выброса выхлопных газов, не становится чрезмерно высокой, а, следовательно, и не возникает таких обстоятельств, в которых продувка корпуса подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, достигает такой высокой интенсивности, когда воспламенение в его камере сгорания становится невозможным.

Кроме того, в том случае, если в качестве воздухоохладителя всасываемого воздуха принимается промежуточный охладитель, то тогда, как правило, промежуточный охладитель обычно объединяется с нагнетателем, и поэтому его не предполагается выполнять как отдельную единицу оборудования. В результате, это позволяет получить снижение себестоимости. Если во всасывающем тракте воздухоохладитель всасываемого воздуха установлен по ходу потока в этом тракте перед точкой подсоединения к нему тракта выброса выхлопных газов, выхлопные газы, поступающие во всасывающий тракт по тракту выброса выхлопных газов, не охлаждаются в воздухоохладителе всасываемого воздуха. Следовательно, в двигатель внутреннего сгорания могут при этом направляться выхлопные газы, имеющие сравнительно высокую температуру, что позволяет улучшить характеристику прогрева двигателя внутреннего сгорания.

А в случае установки во всасывающем тракте воздухоохладителя всасываемого воздуха по ходу потока в этом тракте за точкой подсоединения к нему тракта выброса выхлопных газов, выхлопные газы охлаждаются в воздухоохладителе всасываемого воздуха, а, следовательно, и не существует серьезных опасений по поводу повреждений от действия тепла на отдельные конструкции системы всасывания вследствие чрезмерно большого повышения температуры всасываемого воздуха.

В двигателе согласно изобретению, когда двигатель внутреннего сгорания находится в предварительно заданном рабочем режиме, т.е. когда температура наружного воздуха падает ниже предварительно заданного ее значения, выхлопные газы, образующиеся в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов, направляются не через воздухоохладитель всасываемого воздуха, а через перепускной канал и поступают в корпус двигателя внутреннего сгорания, и поэтому выхлопные газы остаются при этом в своем изначально нагретом состоянии, не подвергаясь охлаждению в воздухоохладителе всасываемого воздуха. Соответственно, такое решение рационально было бы использовать для обеспечения прогрева в холодное время.

В теплое время, например, когда наблюдается высокая температура наружного воздуха, поскольку прекращается работа подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, всасываемый воздух, который при этом представляет собой атмосферный воздух, поступающий во всасывающий тракт двигателя внутреннего сгорания, не нагревается теплом выхлопных газов, образующихся в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов. Соответственно, в этом случае не существует серьезных опасений в отношении теплового воздействия на отдельные конструкции системы всасывания, под которым они находятся, когда температура всасываемого воздуха становится слишком высокой, и не возникает никаких осложнений для нагнетателя, вызываемых обычно теплом, которое содержится во всасываемом воздухе, имеющем высокую температуру.

Иными словами, в холодное время можно установить надлежащую температуру всасываемого воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания, смешивая холодный атмосферный воздух с воздухом, подогретым в подогревателе, использующем тепло выхлопных газов. Однако в том случае, если подогреватель, использующий тепло выхлопных газов, заставляют функционировать также и в нехолодное время, то тогда, в противоположность этому, может произойти повреждение этих конструкций вследствие теплового на них воздействия, и поэтому работу подогревателя, использующего тепло выхлопных газов, прекращают в нехолодное время с тем, чтобы предотвратить такие повреждения, вызываемые тепловым воздействием.

Другие задачи и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из следующего ниже описания изобретения, которое ведется со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: фиг. 1 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее конструкцию двигателя внутреннего сгорания, имеющего подогреватель, использующий тепло выхлопных газов, и представленного в первом варианте осуществления настоящего изобретения: фиг. 2 представляет собой показанный схематично вид в разрезе, иллюстрирующий подогреватель, использующий тепло выхлопных газов; фиг. 3 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее конструкцию двигателя внутреннего сгорания, имеющего подогреватель, использующий тепло выхлопных газов, и представленного во втором варианте осуществления настоящего изобретения; фиг. 4 представляет собой показанный в увеличенном масштабе вид участка IV, отмеченного на фиг. 3; фиг. 5 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее конструкцию двигателя внутреннего сгорания, имеющего подогреватель, использующий тепло выхлопных газов, и представленного в третьем варианте осуществления настоящего изобретения; фиг. 6 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее конструкцию двигателя внутреннего сгорания, имеющего подогреватель, использующий тепло выхлопных газов, и представленного в четвертом варианте осуществления настоящего изобретения; фиг. 7 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее конструкцию двигателя внутреннего сгорания, имеющего подогреватель, использующий тепло выхлопных газов, и представленного в пятом варианте осуществления настоящего изобретения.

Варианты осуществления настоящего изобретения будут рассматриваться в приведенном ниже описании со ссылками на прилагаемые чертежи.

Первый вариант осуществления изобретения Первый вариант осуществления настоящего изобретения будет поясняться со ссылками на фиг. 1 и 2.

(Конструкция двигателя 1) Двигатель 1, служащий в качестве двигателя внутреннего сгорания, классифицируется как двигатель с жидкостным охлаждением и содержит корпус 3 двигателя, имеющий водяную рубашку, в которой находится охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя, всасывающее устройство 5 для обеспечения поступления воздуха, необходимого для поддержания горения, в множество не показанных на чертеже цилиндров, расположенных в корпусе 3 двигателя, выхлопное устройство 7 для выброса (тракт выброса) в воздушную атмосферу выхлопных газов, образующихся после сгорания газовой смеси, и отопитель 9 салона легкового автомобиля для обогрева внутреннего помещения автомобиля, оснащенного двигателем 1.

(Конструкция всасывающего устройства 5) Всасывающее устройство 5 содержит воздухоочиститель 13, служащий в качестве начального элемента устройства 5 и предназначенный для забора свежего воздуха, направляемого в цилиндры, а также не показанное на чертеже всасывающее отверстие корпуса 3 двигателя, служащее конечным элементом указанного устройства. Далее на участке, простирающемся между воздухоочистителем 13 и всасывающим отверстием, всасывающее устройство 5 имеет компрессор 15а турбонагнетателя 15, являющегося согласно определению нагнетателем, подогреватель 17, использующий тепло выхлопных газов и предназначенный для подогрева всасываемого воздуха в холодное время, промежуточный охладитель 19 для охлаждения воздуха, проходящего по ходу потока за местом расположения компрессора 15а внутри всасывающей трубы 23 и воспринимающего тепло, выделяющееся при повышении его давления в компрессоре 15а, а также всасывающий коллектор 21 для распределения газовой смеси, поступающей через промежуточный охладитель 19 по соответствующим цилиндрам.

Далее отдельные компоненты конструкции всасывающего устройства 5 соединяются друг с другом посредством множества соединительных труб, составляющих всасывающую трубу 23, назначение которых поясняется ниже.

(Конструкция всасывающей трубы 23) Всасывающая труба 23, состоящая, по существу, из множества соединительных труб, может быть в приближенном виде разделена, причем границей раздела служит компрессор 15а, на соединительные трубы 27, расположенные по ходу потока за границей раздела, которые находятся под давлением за счет принудительного нагнетания в них всасываемого воздуха, поступающего во всасывающее устройство 5, и соединительные трубы 25, расположенные по ходу потока перед границей раздела, в которых повышенное давление не создается.

(Конструкция соединительной трубы 25, расположенной по ходу потока перед границей раздела) Соединительная труба 25, расположенная по ходу потока перед границей раздела, представляет собой штанговую соединительную трубу, посредством которой воздухоочиститель 13 соединяется с компрессором 15а, и проходит она по обе стороны воздухоочистителя, как показано на фиг. 1.

(Конструкция соединительной трубы 27, расположенной по ходу потока за границей раздела) Соединительная труба 27, расположенная по ходу потока за границей раздела, состоит, по существу, из магистральной трубы 29, посредством которой компрессор соединяется с всасывающим коллектором 21 и которая проходит в вертикальном направлении, как показано на фиг. 1, имея, в сущности, L-образную форму, а также отводной трубы 31 к подогревателю, которая согласно определению является побочной трубой, подсоединенной по перепускной схеме к магистральной трубе 29.

(Конструкция отводной трубы 31 к подогревателю) Отводная труба 31 подогревателя содержит расположенный на ее среднем участке подогреватель 17, использующий тепло выхлопных газов, тракт 33 подачи воздуха, посредством которого подогреватель 17, использующий тепло выхлопных газов, соединяется своей обращенной навстречу потоку стороной с магистральной трубой 29, и который обеспечивает снабжение воздухом подогревателя 17, использующего тепло выхлопных газов, а также тракт 35 выброса выхлопных газов (газообразных продуктов сгорания), посредством которого подогреватель 17, использующий тепло выхлопных газов, соединяется с магистральной трубой 29 своей обращенной по ходу потока стороной, и который обеспечивает отвод выхлопных газов, образовавшихся в подогревателе 17, использующем тепло выхлопных газов, в магистральную трубу 29. Кроме того, имеются две точки C1, C2, являющиеся точками подсоединения тракта 33 подачи воздуха и соответственно тракта 35 выброса выхлопных газов к магистральной трубе 29, причем точка C1 подсоединения располагается по ходу потока в магистральной трубе 29 перед точкой подсоединения C2. Следует отметить, что точка C2 подсоединения тракта 35 к магистральной трубе 29 располагается по ходу потока перед промежуточным охладителем 19 в непосредственной близости к нему.

Таким образом, часть всасываемого воздуха, проходящего по магистральной трубе 29, направляется в точке подсоединения C1 в отводную трубу 31 подогревателя, а весь остальной поток всасываемого воздуха направляется, не отклоняясь, прямо по магистральной трубе 29. Далее всасываемый воздух, попавший в отводную трубу 31 подогревателя, возвращается в точке подсоединения C2 обратно в магистральную трубу 29 по пути, обозначенному трактом 33 подачи воздуха - подогревателем 17, использующим тепло выхлопных газов - трактом 35 выброса выхлопных газов, где сливается с неотклонившимся потоком всасываемого воздуха. В результате происходит повышение температуры всасываемого воздуха, поступающего в корпус 3 двигателя.

(Конструкция выхлопного устройства 7) На участке, простирающемся между не показанным на чертеже выхлопным отверстием, служащим в качестве начального элемента выхлопного устройства 7 и выполненным в корпусе 3 двигателя, и глушителем 41, являющимся конечным компонентом этого устройства, выхлопное устройство 7 включает в свой выпускной коллектор 37, турбину 15b турбонагнетателя 15 и катализатор 39 выхлопных газов. Эти элементы хорошо известны и не имеют непосредственного отношения к настоящему изобретению, в связи с чем пояснения, относящиеся к ним, опущены.

(Конструкция подогревателя 17, использующего тепло выхлопных газов) Далее обратимся к схематическому изображению подогревателя 17, использующего тепло выхлопных газов.

Подогреватель 17, использующий тепло выхлопных газов, включается в работу, когда двигатель 1 находится в предварительно заданном рабочем режиме, и, таким образом, он предназначается для того, чтобы обеспечить повышение температуры охлаждающей жидкости, находящейся в системе охлаждения двигателя. Следовательно, подогреватель 17, использующий тепло выхлопных газов, соединяется с водяной рубашкой, в которой находится охлаждающая жидкость, используемая в системе охлаждения двигателя. Поэтому подогреватель 17, использующий тепло выхлопных газов, заключает в себе тракт 17а, по которому протекает охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя. Подогрев этого тракта 17а охлаждающей жидкости обеспечивается выхлопными газами, омывающими его изнутри при движении их в камере сгорания 17d, являющейся, согласно определению, источником тепла. Кроме того, "предварительно заданный рабочий режим", рассмотренный выше, может представлять собой и такие режимы, наблюдающиеся в холодное время, когда температура находится в пределах от -10^oC до 15^oC, а также и в очень холодное время, когда температура составляет -10^oC или опускается еще ниже, при которых во время работы двигателя внутреннего сгорания в начальный период после его пуска экзотермический показатель собственно двигателя внутреннего сгорания имеет малую величину вследствие того, что, например, мал расход топлива, и, кроме того, еще и такой режим, при котором малую величину имеет показатель, характеризующий получение тепла охлаждающей жидкостью, что обусловлено вышеупомянутой малой величиной экзотермического показателя, либо такой режим, при котором температура охлаждающей жидкости находится на низком уровне непосредственно после пуска двигателя внутреннего сгорания при нормальной температуре, которая выше 15^oC.

(Конструкция камеры сгорания 17d) Камера сгорания 17d имеет такую конструкцию, при которой внутри нее расположен сжигающий цилиндр 17b, закрытый со всех сторон цилиндрической разделительной стенкой 17с. Камера сгорания 17d образуется внутри выполненного в виде оболочки корпуса 43а, являющегося частью всего корпуса 43 камеры сгорания, при закрывании сжигающего цилиндра 17b разделительной стенкой 17с, а в промежутке между внутренней поверхностью выполненного в виде оболочки корпуса 43а и наружной поверхностью разделительной стенки 17с образуется тракт 17а, по которому проходит охлаждающая жидкость.

Камера сгорания 17d функционирует также и как воздушный тракт для внутреннего подогрева воздуха, и поэтому она соединяется с трактом 35 выброса выхлопных газов, при этом она соединяется еще с трактом 33 подачи воздуха, поступающего в подогреватель 17, использующий тепло выхлопных газов. Таким образом, как указано выше, всасываемый воздух из магистральной трубы 29 частично направляется через отводную трубу 31 к подогревателю. Затем, как показано сплошными стрелками на фиг. 2, всасываемый воздух поступает обратно в магистральную трубу 29, проходя при этом по следующему пути: тракт 33 подачи воздуха - камера сгорания 17d - тракт 35 выброса выхлопных газов. А когда в подогревателе 17, использующем тепло выхлопных газов, горит огонь, всасываемый воздух, прошедший через камеру сгорания 17d, будет уже содержать газообразные продукты сгорания, образовавшиеся в подогревателе 17, исп