ВОЗДУХОУВЛАЖИТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F01P9/02 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам охлаждения двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.

Известно устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания (Авторское свидетельство СССР N 817279, кл. F 02 P 09/04, 1981), содержащее компрессор, снабженный всасывающим и нагнетательными патрубками, воздухоочиститель, воздушный рессивер, трубчатый теплообменник и распылитель, выполненный в виде эжектора.

Недостатками известного устройства является наличие компрессора, потребляющего часть эффективной мощности двигателя, теплообменника, усложняющего конструкцию энергетической установки, распылителя, выполненного в виде эжектора с постоянным сечением, что не позволяет изменить характеристику расхода охлаждающей жидкости в зависимости от режима работы двигателя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является воздухоувлажнитель двигателя внутреннего сгорания, содержащий воздушную магистраль, емкость с охлаждающей жидкостью, распылитель, регулирующее устройство, состоящее из корпуса, цилиндрической камеры, полупружинного поршня с кольцевой проточкой, пружины. Выходной и входной трубопроводы подключены к параллельно расположенным каналам цилиндрической камеры. Входной трубопровод связан с воздушной магистралью, выходной с подводящим патрубком емкости с охлаждающей жидкостью. Отводящий патрубок емкости с охлаждающей жидкостью связан с распылителем. Коллектор диффузора подсоединен к цилиндрической камере, причем диффузор и распылитель установлены в воздушной магистрали.

Существенным недостатком известного воздухоувлажнителя является управление расходом охлаждающей жидкости из воздушной магистрали системы охлаждения, что не обеспечивает ее эффективную работу на малых режимах нагрузочной характеристики, т.е. при работе двигателя с большими подачами топлива и малыми частотами вращения коленчатого вала [1]
Сущность изобретения заключается в следующем.

Изобретение направлено на обеспечение продолжительной работы двигателя внутреннего сгорания на режимах нагрузочной характеристики за счет добавления в систему воздушного охлаждения дозирующего устройства дополнительной подачи мелкораспыленной охлаждающей жидкости.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности работы системы охлаждения за счет автоматического регулирования расхода охлаждающей жидкости.

Существенные признаки, характеризующие изобретение, заключаются в следующем.

Ограничительные признаки: воздухоувлажнитель двигателя внутреннего сгорания, содержащий емкость с охлаждающей жидкостью, воздушную магистраль и распылитель, установленный в ней.

Отличительные признаки: воздухоувлажнитель снабжен дозирующим устройством, состоящим из корпуса, клапанного механизма с впускным и выпускным клапанами, разделительной мембраны и пружиной, входного и выходного трубопроводов, подключенных к емкости с охлаждающей жидкостью и распылителю, причем полость под мембраной сообщена через трубопровод с топливным насосом высокого давления.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым результатом заключается в следующем.

При работе поршневого двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия и воздушной системы охлаждения на режимах нагрузочной характеристики значительно повышается его температурный режим, что ограничивает время работы двигателя при больших цикловых подачах топлива в цилиндр и малых частотах вращения коленчатого вала.

Продолжительность работы двигателя увеличивается подачей из емкости через входной трубопровод, клапанный механизм, надмембранную полость дозирующего устройства, выходной трубопровод охлаждающей жидкости, которая, испаряясь с наружных стенок цилиндра, значительно снижает сопротивление теплоотдачи.

Количество импульсивно подаваемой жидкости в воздушную магистраль регулируется величиной прогиба подпружиненной мембраны дозирующего устройства, разделяющей системы охлаждающей жидкости и подачи топлива в цилиндр двигателя.

Величина прогиба мембраны изменяется в зависимости от давления топлива в трубопроводе подачи топлива в цилиндр двигателя, а также в подмембранной полости дозирующего устройства.

С повышением цикловой подачи топлива давление возрастает и, преодолевая сопротивление пружины, увеличивает прогиб мембраны, что приводит к большей подаче охлаждающей жидкости в воздушную магистраль, т.е. к повышению эффективности работы системы охлаждения.

На чертеже изображена схема воздухоувлажнителя двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением и воспламенением от сжатия.

Воздухоувлажнитель двигателя внутреннего сгорания содержит воздушную магистраль 1 системы охлаждения, емкость 2 с охлаждающей жидкостью, распылитель 3, топливный насос 4 высокого давления, дозирующее устройство, которое состоит из корпуса 5, клапанного механизма с впускным 6 и выпускным 7 клапанами, корпусов 8 и 9 насоса дозирующего устройства, между которыми установлена разделительная мембрана 10 с пружиной 11. Корпус 8 и разделительная мембрана 10 образуют нагнетательную полость 12 насоса. Отверстия 13 и 14 корпуса 8 сообщают клапанный механизм с нагнетательной полостью 12 насоса. Входной 15 и выходной 16 трубопроводы подключены к емкости с охлаждающей жидкостью и распылителю, который установлен в воздушной магистрали системы охлаждения. Трубопроводы 17 и 18 сообщают топливный насос высокого давления (ТНВД) с корпусом 9 насоса дозирующего устройства и форсункой подачи топлива в цилиндр двигателя.

Работа воздухоувлажнителя происходит следующим образом.

При работе двигателя с воспламенением от сжатия на режимах нагрузочной характеристики импульс давления, вызванной работой ТНВД, поступает к форсунке и осуществляется подача топлива в цилиндр двигателя. Одновременно по трубопроводу 17 давление передается в полость, образованную корпусом 9 и разделительной мембраной 10 дозирующего устройства. Разделительная мембрана, прогибаясь, вытесняет из нагнетательной полости 12 дозирующего устройства через отверстие 13 корпуса, выпускной клапан 7, трубопровод 16 и распылитель 3 охлаждающую жидкость в воздушную магистраль, где, мелко распыливаясь, она перемешивается с воздухом. По окончании подачи топлива ТНВД давление в трубопроводе 17 уменьшается и разделительная мембрана под действием пружины 11 возвращается в исходное состояние, одновременно заполняя через трубопровод 15, выпускной клапан 6 и отверстие 14 корпуса 8 нагнетательную полость 12 дозирующего устройства. Выпускной клапан 7 закрыт. При каждой подаче топлива синхронно обеспечивается поступление охлаждающей жидкости в воздушную магистраль. Количество подаваемой жидкости автоматически управляется величиной прогиба разделительной мембраны, которая, в свою очередь, непрерывно связана с количеством подаваемого за цикл топлива ТНВД. В результате этого двигатель не перегревается и может продолжительное время работать на режимах нагрузочной характеристики с малой частотой вращения коленчатого вала, т.е. повышается надежность и долговечность работы поршневого двигателя.

Предлагаемый воздухоувлажнитель двигателя внутреннего сгорания позволяет использовать в качестве энергетических установок (например мотоблок) двигатели с воспламенением от сжатия, имеющие малые массогабаритные показатели, но относительно высокую мощность.

Использование: в двигателестроении, в частности в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Сущность изобретения: воздухоувлажнитель двигателя внутреннего сгорания содержит емкость с охлаждающей жидкостью, воздушную магистраль и распылитель и снабжен дозирующим устройством, состоящим из корпуса, клапанного механизма с впускным и выпускным клапанами, разделительной мембраны с пружиной, входного и выходного трубопроводов, подключенных к емкости с охлаждающей жидкостью и распылителю, причем полость под мембраной сообщена через трубопровод с топливным насосом высокого давления. 1 ил.

Воздухоувлажнитель двигателя внутреннего сгорания, содержащий емкость с охлаждающей жидкостью, воздушную магистраль и распылитель, установленный в ней, отличающийся тем, что он снабжен дозирующим устройством, состоящим из корпуса, клапанного механизма с впускным и выпускным клапанами, разделительной мембраны с пружиной, входного и выходного трубопроводов, подключенных к емкости с охлаждающей жидкостью и распылителю, причем полость под мембраной сообщена через трубопровод с топливным насосом высокого давления.