СПОСОБ ПРОГРЕВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F02P5/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к способам прогрева двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с принудительным воспламенением горючей смеси.

Известен способ прогрева ДВС с использованием системы пуска с автоматическим управлением воздушной заслонкой карбюратора биметаллической спиралью. По мере прогрева биметаллической спирали жидкостью из системы охлаждения двигателей приоткрывается воздушная заслонка, обедняя горючую смесь из условия быстрого выхода двигателя на режим устойчивой работы на обедненной смеси [1]
Описанный способ позволяет оптимизировать состав горючей смеси, приготавливаемой карбюратором в процессе прогрева двигателя, однако не применим на ДВС с принудительным воспламенением горечей смеси, имеющим воздушное охлаждение или не имеющим карбюратора. Кроме того, поскольку при прогреве ДВС работает на режиме холостого хода, теплоотдача в охлаждающую жидкость очень мала и прогрев двигателя и биметаллической спирали происходит медленно. Большая крутизна характеристик подаваемой в двигатель горючей смеси и низкие перестановочные усилия биметаллической спирали очень затрудняют обеспечение стабильности результатов использования описанного способа.

Известно устройство регулировки угла опережения зажигания в зависимости от сорта применяемого топлива и условий эксплуатации ДВС; называемое октан-корректором, состоящее из двух пластин, одна из которых прикреплена болтом к корпусу распределителя зажигания, а другая к блоку цилиндров. Между собой пластины соединены винтом с двумя регулировочными гайками. Вращая регулировочные гайки, можно изменять взаимное положение пластин октан-корректора и, тем самым, установочный угол опережения зажигания [2]
Описанное устройство позволяет регулировать угол опережения зажигания, но требует значительных затрат времени и не обеспечивает стабильности результатов регулировки при многократном ее повторении вследствие несовершенства конструкции, а именно наличия винта и гаек с мелкой резьбой, требующих поджатия с усилием для предотвращения самоотворачивания, что ухудшает показатели двигателя после его прогрева с использованием октан-корректора.

Техническим результатом, достигаемым изобретением, является сокращение времени прогрева двигателя при сохранении стабильности регулировочных параметров систем питания и зажигания, а также сокращение расхода топлива на прогрев двигателя.

Для достижения указанного технического результата при реализации способа прогрева ДВС с принудительным воспламенением горючей смеси и установочным углом опережения зажигания путем пуска и выдержки двигателя на режиме холостого хода после пуска двигателя уменьшают установочный угол опережения зажигания на время прогрева двигателя, а перед окончанием прогрева восстанавливают его значение до исходного.

В результате более позднего воспламенения горючей смеси в цилиндре ДВС при уменьшенном установочном угле опережения зажигания процесс ее сгорания смещается от положения верхней мертвой точки (BMI) поршня в начале его рабочего хода к его середине. Сгорание горючей смеси при увеличении ее объема на рабочем ходу приводит к уменьшению полезной работы, совершаемой газами в цилиндре ДВС и увеличению температуры этих газов. Вследствие более высокой температуры газов в цилиндре ДВС происходит более устойчивое сгорание горючей смеси и сокращается время нагрева деталей ДВС. Уменьшение мощности ДВС значения не имеет, так как его прогрев производится на режиме холостого хода, когда полезная мощность равна нулю. Величина изменения установочного угла опережения зажигания должна быть фиксированной, поскольку малое изменение угла не дает необходимого эффекта, а большое изменение угла может привести к неустойчивой работе двигателя и прогоранию элементов системы выпуска отработавших газов. В частности, на двигателе ЗИЛ-131 с установочным углом опережения загорания в 9 градусов до ВМТ угол уменьшают на 20 градусов по углу поворота коленчатого вала, что соответствует 11 градусам после ВМТ, а перед окончанием прогрева ДВО, что определяется повышением его температуры до 40^oC, восстанавливают установочный угол опережения зажигания до исходного значения, то есть 9 градусов до ВМТ. Величина изменения установочного угла опережения зажигания для различных марок двигателей зависит от диаметра цилиндра, конструкции впускного тракта и системы зажигания.

Устройство для осуществления указанного способа, содержащее распределитель зажигания, соединенный с картером двигателя посредством октан-корректора, оснащают раздвижной рейкой, установленной на корпусе распределителя зажигания, шарнирно соединенной с октан-корректором и выполненной с пазом и отверстиями, в которых установлен ступенчатый фиксатор с пружиной.

Раздвижная рейка выполнена из подвижной и неподвижной частей, последняя из которых имеет отбортовку, охватывающую подвижную часть. Ступенчатый фиксатор выполнен в виде цилиндра двух ступеней, верхняя часть которого с большим диаметром соответствует диаметру отверстий рейки, а нижняя часть - ширине паза в неподвижной части рейки.

На чертеже представлено устройство для осуществления способа прогрева ДВС с принудительным воспламенением горючей смеси.

Устройство содержит корпус 1 распределителя зажигания 2, к которому прикреплена неподвижная часть 3 раздвижной рейки, имеющей отбортовку 4, охватывающие подвижную часть 5 раздвижной рейки. Конец подвижной части 5 раздвижной рейки через палец 6 шарнирно соединен с винтом 7 октан-корректора, содержащего кроме винта 7 регулировочные гайки 8 и пластину 9, прикрепленную к картеру ДВС. Неподвижная 3 и подвижная 5 части раздвижной рейки имеют отверстия 10, в которые установлен ступенчатый фиксатор 11, поджатый к подвижной части 5 раздвижной рейки пружиной 12. Отверстия 10 неподвижной 3 и подвижной 5 частей раздвижной рейки имеют диаметр, соответствующий диаметру широкой части ступенчатого фиксатора 11. Отверстия 10 неподвижной части раздвижной рейки соединены пазом 13, имеющим ширину, соответствующую диаметру узкой части фиксатора 11.

Указанное устройство, реализующее заявляемый способ, работает следующим образом.

Для изменения установочного угла опережения зажигания нажимают на ступенчатый фиксатор 11, отжимая пружину 12. В результате ступенчатый фиксатор 11 поднимается и располагается напротив неподвижной части 3 раздвижной рейки своей узкой частью, диаметр которой соответствует ширине паза 13 в неподвижной части 3 раздвижной рейки. Это позволяет ступенчатому фиксатору 11 переместиться по пазу 13 в неподвижной части 3 раздвижной рейки ко второму отверстию 10. Складывание раздвижной рейки в поперечном направлении предотвращается отбортовками 4 на неподвижной части 3, охватывающими снаружи подвижную часть 5. В результате взаимного перемещения подвижной 5 и неподвижной 3 частей раздвижной рейки ее длина изменяется и корпус 1 распределителя зажигания 2 поворачивается вокруг своей оси, так как второй конец раздвижной рейки через палец 6, винт 7, гайки 8 и пластину 9 октан-корректора соединен с картером двигателя.

Поворот корпуса 1 распределителя зажигания 2 вокруг оси приводит к изменению установочного угла опережения зажигания. По окончании поворота корпуса 1 распределителя зажигания 2 и попадании ступенчатого фиксатора 11 во второе отверстие 10 неподвижной части 3 раздвижной рейки отпускают ступенчатый фиксатор 11 и пружина 12 опускает ступенчатый фиксатор 11, который своей широкой частью стопорит подвижную часть 5 и неподвижную часть 3 от взаимного перемещения и изменения длины раздвижной рейки. Таким образом получается фиксированное изменение длины раздвижной рейки, определяемое длиной паза 13 в неподвижной части 3 раздвижной рейки и, следовательно, фиксированное значение величины изменения установочного угла опережения зажигания.

Для восстановления исходного значения установочного угла опережения зажигания повторно нажимают фиксатор 11, отжимают пружину 12 и поворачивают корпус 1 распределителя зажигания 2 вокруг оси в обратном направлении до попадания фиксатора 11 в первое отверстие 10 неподвижной части 3 раздвижной рейки. При отпускании ступенчатого фиксатора 11 пружина 12 опускает его, и широкая часть фиксатора 11 стопорит неподвижную 3 и подвижную 5 части раздвижной рейки в исходном положении. При этом, вследствие поворота в исходное положение корпуса 1 распределителя зажигания 2 восстанавливается исходное значение установочного угла опережения зажигания.

Использование описанного способа и устройства для его реализации позволяет сократить время прогрева ДВС за счет большего нагрева деталей двигателя при сгорании горючей смеси с уменьшенным установочным углом опережения зажигания, при этом за счет сокращения времени прогрева ДВС сократится расход топлива на прогрев двигателя. Кроме того, изменение установочного угла опережения зажигания производится без использования резьбовых деталей октан-корректора и на фиксированную величину, что позволяет сохранить стабильность регулировочных параметров систем питания и зажигания и, тем самым, достичь технического результата изобретения.

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: способ отличается тем, что после пуска двигателя уменьшают установочный угол опережения зажигания на время прогрева двигателя, а перед окончанием прогрева восстанавливают его значение до исходного. Устройство для осуществления указанного способа снабжено раздвижной рейкой, установленной на корпусе распределителя, шарнирно соединенной с октан-корректором и выполненной с пазом и отверстиями, в которых установлен ступенчатый фиксатор с пружиной. Раздвижная рейка выполнена из подвижной и неподвижной частей, последняя из которых имеет отбортовку, охватывающую подвижную часть. Ступенчатый фиксатор выполнен в виде цилиндра двух ступеней, верхняя часть которого с большим диаметром соответствует диаметру отверстий рейки, а нижняя часть - ширине паза в неподвижной части рейки. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ прогрева двигателя внутреннего сгорания с принудительным воспламенением горючей смеси и установочным углом опережения зажигания путем пуска и выдержки двигателя на режиме холостого хода, отличающийся тем, что после пуска двигателя уменьшают установочный угол опережения зажигания на время прогрева двигателя, а перед окончанием прогрева восстанавливают его значение до исходного. 2. Устройство для прогрева двигателя внутреннего сгорания с принудительным воспламенением горючей смеси, содержащее распределитель зажигания, соединенный с картером двигателя посредством октан-корректора, отличающееся тем, что оно снабжено раздвижной рейкой, установленной на корпусе распределителя зажигания, шарнирно соединенной с октан-корректором, выполненной с пазом и отверстиями, в которых установлен ступенчатый фиксатор с пружиной. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что раздвижная рейка выполнена из неподвижной и подвижной частей, последняя из которых имеет отбортовку, охватывающую подвижную часть. 4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что ступенчатый фиксатор выполнен в виде цилиндра, имеющего больший диаметр в верхней части, соответствующий диаметру отверстий рейки, и меньший диаметр в нижней части, соответствующий ширине паза в неподвижной части рейки.