Способ реверсирования двигателя внутреннего сгорания реверсивным стартерным механизмом и системой пневматического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы

Способ реверсирования двигателя внутреннего сгорания реверсивным стартерным механизмом и системой пневматического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший прототип заявленного изобретения - патент РФ 2536651. «Способ реверсирования двигателя внутреннего сгорания реверсивным стартером и механизмом привода газораспределительного клапана и топливной форсунки с зарядкой его пневмоаккумулятора сжатым воздухом».

Реферат: «Изобретение относится к области управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности управления при реверсировании ДВС. Сущность изобретения заключается в том, что система управления соединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом ДВС и вращает его. В конце такта сжатия система управления направляет воздух из пневмоаккумулятора в полость привода плунжера топливной форсунки, и происходит впрыск топлива в камеру сгорания с воспламенением его свечой зажигания. После чего система и разъединяет вал реверсивного стартера с коленвалом ДВС. После сгорания система направляет воздух из пневмоаккумулятора в полость поршня привода выпускного клапана и открывает его. Пневматическая система управления газораспределением и впрыском топлива позволяет эффективно работать ДВС как в одном, так и в противоположном направлении вращения вала».

ЦЕЛЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель заявленного изобретения - обеспечить реверсирование двигателя внутреннего сгорания (ДВС) системой пневматического привода трехклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы. В соответствии с пунктом 2 статьи 1350 Кодекса и п. 24.5.3.(4) Регламента, цитата: «Условию изобретательского уровня соответствуют, в частности: изобретения, основанные на дополнении известного средства какой-либо известной частью, при достижении неожиданного для такого дополнения технического результата, обусловленного взаимосвязью дополняемой части и известного средства». В данном случае заявленное неизвестное средство дополняется известной частью.

СУЩНОСТЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность заявленного изобретения поясняется описанием принципа действия привода двухклапанного газораспределителя ДВС пневматической системой привода с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы.

Зарядка пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы осуществляется следующим образом (см. фигуру). При пуске ДВС поршень ДВС 1 на такте сжатия сжимает воздух или топливную смесь в камере сгорания ДВС 2, которая давит на левую торцевую поверхность поршня привода компрессора 3, в результате чего он движется вправо (по рисунку). Находящийся в правой полости поршня компрессора 4 воздух из атмосферы (далее - воздух) через обратный клапан 5 поступает в пневмоаккумулятор системы привода 6 (далее - пневмоаккумулятор 6) и заряжает его. Зарядка пневмоаккумулятора 6 происходит при первом пуске ДВС, а дальнейшая подзарядка - на рабочих тактах. После того как давление воздуха в пневмоаккумуляторе 6 достигнет значения, обеспечивающего оптимальное функционирование двухклапанного газораспределителя в составе клапана впуска воздуха или топливной смеси 7 (далее - впускной клапан 7) и клапана выпуска отработавших продуктов сгорания 8 (далее - выпускной клапан 8), а также газораспределительного клапана 9 (далее - газораспределительный клапан 9), воздух из пневмоаккумулятора 6 по каналу 10 поступает в нижнюю полость поршня стопора 11. В результате поршень стопора 11 перемещается в верхнее положение, и соединенный с ним стопор 12 входит в выточку поршня компрессора 4, блокирует его движение, и поступление воздуха из атмосферы в пневмоаккумулятор 6 прекращается.

В исходном положении впускной клапан 7 открыт, а выпускной клапан 8 и газораспределительный клапан 9 закрыт. Газообмен в ДВС осуществляется следующим образом. Для обеспечения такта всасывания система управления устанавливает газораспределительный клапан 9 в открытое положение. Для этого система управления устанавливает золотник 13 в положение, как показано на фигуре. Воздух из пневмоаккумулятора 6 по каналам 10, 14, 15 поступает в верхнюю полость поршня привода газораспределительного клапана 16, соединенного штоком 17 с газораспределительным клапаном 9, в результате чего он занимает нижнее положение - открывается. Воздух или топливная смесь через канал впуска воздуха или топливной смеси 18 и открытый газораспределительный клапан 9 поступает в камеру сгорания ДВС 2. Из нижней полости поршня привода газораспределительного клапана 16 отработавший воздух по каналам 19, 20 выбрасывается в атмосферу. При понижении давления воздуха в пневмоаккумуляторе 6 ниже величины, обеспечивающем оптимальное функционирование клапанов двухклапанного газораспределителя, пружина стопора 21 переводит поршень стопора 11 и стопор 12 в нижнее положение. На одном из последующих тактах всасывания воздуха или топливной смеси в камеру сгорания ДВС 2 пружина поршня компрессора 22 переводит поршень привода компрессора 3 и поршень компрессора 4 в исходное, левое, для подзарядки пневмоаккумулятора 6, положение. Воздух из атмосферы через обратный клапан 23 подается в правую полость поршня компрессора 4. Компрессор готов к очередному циклу подзарядки пневмоаккумулятора 6. По прибытию поршня ДВС 1 в нижнюю мертвую точку система управления переводит золотник 13 в правое положение. Воздух из пневмоаккумулятора 6 по каналам 10, 14, 19 поступает в нижнюю полость поршня привода газораспределительного клапана 16, и газораспределительный клапан 9 закрывается. Отработавший воздух из верхней полости поршня привода газораспределительного клапана 16 по каналам 15, 24 выбрасывается в атмосферу. Начинается такт сжатия, а затем такт расширения продуктов сгорания. Для обеспечения такта выпуска отработавших продуктов сгорания система управления переводит впускной клапан 7 и выпускной клапан 8 в правое положение, для чего устанавливает золотник 25 в левое положение. Воздух из пневмоаккумулятора 6 по каналам 10, 26, 27 поступает в левую полость поршня привода впускного и выпускного клапана 28 и перемещает соединенные штоками 29, 30 впускной клапан 7 и выпускной клапан 8 вправо. Впускной клапан 7 закрывается, а выпускной клапан 8 открывается. Воздух из правой полости поршня привода впускного и выпускного клапана 28 по каналам 31, 32 выбрасывается в атмосферу. Открытие газораспределительного клапана 9 показано выше. В результате отработавшие продукты сгорания из камеры сгорания ДВС 2 через канал выпуска отработавших продуктов сгорания 33 выбрасываются в выхлопной коллектор.

Для реверсирования ДВС в задаваемом направлении вращения коленвала система управления при закрытом газораспределительном клапане 9 соединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом ДВС и вращает его коленвал в задаваемом направлении вращения. При положении поршня ДВС 1 в окрестностях верхней мертвой точки система подачи топлива подает топливо в камеру сгорания ДВС, и при необходимости воспламеняет его свечой зажигания. Для подачи топлива применяется независимая от механической связи с коленвалом ДВС система подачи топлива в камеру сгорания ДВС, например пневматическая, гидравлическая, пьезоэлектрическая и т.д. Топливо горит, и после перехода поршнем ДВС 1 верхней мертвой точки система управления разъединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом ДВС. После завершения расширения продуктов сгорания система пневматического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы 6 воздухом из атмосферы газораспределительным 9 клапаном и соединенными штоком 30 впускным 7 и выпускным 8 клапаном обеспечивает газообмен в двигателе внутреннего сгорания при заданном направлении вращения коленвала.

РАСКРЫТИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ реверсирования двигателя внутреннего сгорания реверсивным стартерным механизмом и системой пневматического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы, включающей систему управления, двухклапанный газораспределитель в составе газораспределительного клапана и соединенных штоками впускного и выпускного клапана, реверсивный стартерный механизм, независимую от механической связи с коленвалом двигателя внутреннего сгорания систему подачи топлива и свечу зажигания, отличающийся тем, что система управления при закрытом газораспределительном клапане двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы соединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом двигателя внутреннего сгорания, вращает его коленвал в задаваемом направлении вращения, и при положении поршня двигателя внутреннего сгорания в окрестностях верхней мертвой точки в момент времени, когда давление сжимаемого воздуха или топливной смеси в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания достигнет величины, обеспечивающей сгорание топлива после подачи в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания топлива независимой от механической связи с коленвалом двигателя внутреннего сгорания системой подачи топлива, подает топливо в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, при необходимости воспламеняет его свечой зажигания, после перехода поршнем верхней мертвой точки разъединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом двигателя внутреннего сгорания, и после завершения расширения продуктов сгорания система пневматического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы впускным, газораспределительным и соединенными штоком впускным и выпускным клапаном обеспечивает газообмен в двигателе внутреннего сгорания.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Материалы и технология для реализации заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей. При современном уровне развития систем автоматического управления создание системы управления для заявленного изобретения является вполне ординарной задачей.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Фигура. Принципиальная схема трехклапанного газораспределителя ДВС пневматической системой привода с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы.

1 - поршень ДВС; 2 - камера сгорания ДВС; 3 - поршень привода компрессора; 4 - поршень компрессора; 5, 23 - обратный клапан; 6 - пневмоаккумулятор; 7 - впускной клапан; 8 - выпускной клапан; 9 - газораспределительный клапан; 10, 14, 15, 19, 20, 24, 26, 27, 31, 32 - канал; 11 - поршень стопора; 12 - стопор; 13, 25 - золотник; 16 - поршень привода газораспределительного клапана; 17, 29, 30 - шток; 18 - канал впуска воздуха или топливной смеси; 21 - пружина стопора; 22 - пружина поршня компрессора; 28 - поршень привода впускного и выпускного клапана; 33 - канал выпуска отработавших продуктов сгорания.

Способ реверсирования двигателя внутреннего сгорания реверсивным стартерным механизмом и системой пневматического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы, включающей систему управления, двухклапанный газораспределитель в составе газораспределительного клапана и соединенных штоками впускного и выпускного клапана, реверсивный стартерный механизм, независимую от механической связи с коленвалом двигателя внутреннего сгорания систему подачи топлива и свечу зажигания, отличающийся тем, что система управления при закрытом газораспределительном клапане двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы соединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом двигателя внутреннего сгорания, вращает его коленвал в заданном направлении вращения и при положении поршня двигателя внутреннего сгорания в окрестностях верхней мертвой точки системой подачи топлива, независимой от механической связи с коленвалом двигателя внутреннего сгорания, подает топливо в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, при необходимости воспламеняет топливо свечой зажигания, после перехода поршнем верхней мертвой точки разъединяет вал реверсивного стартерного механизма с коленвалом двигателя внутреннего сгорания, и после завершения расширения продуктов сгорания система пневматического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы газораспределительным клапаном и соединенными штоком впускным и выпускным клапаном двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы обеспечивает газообмен в двигателе внутреннего сгорания при заданном направлении вращения коленвала.