ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2005 года по МПК F02D9/00 F02N17/08 

Изобретение относится к дизельным двигателям внутреннего сгорания, работающими с повышенной степенью сжатия.

Известен дизельный двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с поршнем, шатун, коленчатый вал с датчиком частоты его вращения, головку цилиндра с впускным и выпускным клапанами, впускной коллектор с дроссельной заслонкой, электронный блок управления, датчик частоты вращения (см. патент Российской Федерации №2200861 МПК F 02 D 29/06, опубликованный 20.03.2003).

Известный двигатель не обеспечивает достаточно надежный запуск и работу двигателя на режимах от холостых оборотов до максимальных оборотов при работе двигателя с повышенной степенью сжатия, в частности со степенью сжатия до 80.

Проведенные эксперименты показали, что для двигателя с повышенной степенью сжатия до 80 при запуске двигателя и при работе двигателя на режимах до максимальных оборотах целесообразно ограничить наполнение цилиндров двигателя.

Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение ресурса, уменьшение расхода топлива, повышение надежности запуска и работы двигателя на режимах от холостых оборотов до максимальных оборотов двигателя с повышенной степенью сжатия, в частности со степенью сжатия до 80.

Указанный технический результат достигается тем, что дизельный двигатель внутреннего сгорания со степенью сжатия до 80, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с поршнем, шатун, коленчатый вал с датчиком частоты его вращения, головку цилиндра с впускным и выпускным клапанами, впускной коллектор с дроссельной заслонкой, датчик разрежения, установленный за дроссельной заслонкой во впускном коллекторе, датчик температуры двигателя, датчики температуры и давления окружающей среды, привод дроссельной заслонки, датчик положения органа регулирования мощности двигателя (педали газа), устройство для впрыска топлива и электронный блок управления, входы которого связаны с датчиком разрежения, датчиком температуры двигателя, датчиками температуры и давления окружающей среды, датчиком частоты вращения коленчатого вала и датчиком положения органа регулирования мощности двигателя (педали газа), а выход - с устройством подачи топлива, приводом регулятора расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах и приводом дроссельной заслонки, причем двигатель снабжен вакуумным насосом с приводом, регулятором расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах с приводом, вход вакуумного насоса и выход регулятора расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах сообщены с впускным коллектором двигателя, привод вакуумного насоса и привод регулятора расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах связаны с выходами электронного блока управления, который выполнен с возможностью формирования сигнала приводу вакуумного насоса на его включение после включения запуска, обеспечивая удаление воздуха из впускного коллектора при закрытых устройстве для впрыска топлива, регуляторе расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах и закрытой дроссельной заслонке, по достижении во впускном коллекторе заданного уровня разрежения, зависящего от величины степени сжатия данного двигателя, его температуры, температуры и давления окружающей среды, по сигналу датчика разрежения электронный блок управления формирует сигнал стартеру на прокрутку коленчатого вала и сигналы устройству для впрыска топлива, регулятору расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах, обеспечивая подачу в цилиндр воздуха и топлива, в период от начала прокрутки коленчатого вала до запуска двигателя электронный блок управления формирует сигнал регулятору расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах, ограничивая расход воздуха и обеспечивая поддержание заданного уровня разрежения во впускном коллекторе, после запуска двигателя электронный блок управления формирует сигнал для отключения вакуумного насоса, переводит регулятор расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах в положение работы на холостых оборотах, а на режимах работы двигателя от холостых оборотов до максимальных оборотов в зависимости от величины степени сжатия данного двигателя, его температуры и давления окружающей среды, частоты вращения коленчатого вала электронный блок управления по сигналам датчика положения органа регулирования мощности двигателя (педали газа) и датчика разрежения формирует сигнал дроссельной заслонке для изменения положения дроссельной заслонки, обеспечивая ограничение наполнения цилиндра воздухом.

Впускной клапан может быть выполнен с возможностью более позднего закрытия после нижней мертвой точки на такте сжатия, обеспечивая удаление части воздуха из цилиндра двигателя.

Двигатель может быть снабжен ограничителем хода органа регулирования мощности двигателя (педали газа), связанным с электронным блоком управления, для обеспечения ограничения наполнения цилиндра воздухом.

Двигатель может быть снабжен подвижным ограничителем поворота дроссельной заслонки, привод которого связан с электронным блоком управления, для обеспечения ограничения наполнения цилиндра воздухом.

Ограничение наполнения цилиндра может производиться и при его работе на максимальных оборотах.

На чертеже показан предложенный двигатель внутреннего сгорания.

Дизельный двигатель внутреннего сгорания со степенью сжатия до 80 содержит, по меньшей мере, один цилиндр 1 с поршнем 2, шатун, коленчатый вал с датчиком частоты его вращения, головку цилиндра с впускным и выпускным клапанами 3 и 4, впускной коллектор 5 с дроссельной заслонкой 6, датчик разрежения 7, установленный за дроссельной заслонкой во впускном коллекторе 5, датчик температуры двигателя, датчики температуры и давления окружающей среды (на чертеже не показаны). Имеется привод дроссельной заслонки 6, связанный с органом 8 регулирования мощности двигателя (педалью газа), датчик положения органа 8 регулирования мощности двигателя (педали газа) (на чертеже не показан), устройство 10 для впрыска топлива, регулятор расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах (РРВ) 9, который может быть выполнен в виде клапана с электромагнитным приводом, установленного во впускном коллекторе 5, и электронный блок управления 11. Входы электронного блока управления (ЭБУ)11 связаны с датчиком 7 разрежения, датчиком температуры двигателя, датчиками температуры и давления окружающей среды, датчиком частоты вращения коленчатого вала и датчиком положения органа 8 регулирования мощности двигателя (педали газа). Выход ЭБУ 11 связан с устройством 10 впрыска топлива и РРВ 9. Двигатель может быть снабжен вакуумным насосом 12 с приводом 13, а дроссельная заслонка 6 снабжена дополнительным приводом 14. Вход вакуумного насоса 12 сообщен с впускным коллектором 5 двигателя, привод 13 вакуумного насоса 12 и дополнительный привод 14 дроссельной заслонки 6 связаны с выходами ЭБУ 11. Впускной клапан 3 может быть выполнен с возможностью более позднего закрытия впускного клапана после нижней мертвой точки на такте сжатия для обеспечения удаления части воздуха из цилиндра 1 двигателя. Двигатель может быть снабжен ограничителем хода (на чертеже не показан) органа 8 регулирования мощности двигателя (педали газа), связанным с ЭБУ 11, для обеспечения ограничения наполнения цилиндра 1 воздухом. Двигатель может быть снабжен ограничителем (на чертеже не показан) поворота дроссельной заслонки 6. Привод ограничителя поворота дроссельной заслонки 6 связан с ЭБУ 11 для обеспечения ограничения наполнения цилиндра воздухом.

Дизельный двигатель внутреннего сгорания, имеющий повышенную степень сжатия до 80, работает следующим образом. При запуске двигателя ЭБУ 11 формирует сигнал приводу 13 вакуумного насоса 12 на его включение после включения начала запуска. Вакуумный насос 12 удаляет воздух из впускного коллектора 5 при закрытом устройстве 10 для впрыска топлива, закрытой дроссельной заслонке 6 и закрытом РРВ 9. Когда во впускном коллекторе 5 достигается заданный уровень разрежения, который определяется ЭБУ по показаниям датчиков температуры двигателя, температуры и давления окружающей среды и частоты вращения коленчатого вала в зависимости от величины степени сжатия данного двигателя, по сигналу датчика 7 разрежения ЭБУ 11 формирует сигнал стартеру на прокрутку коленчатого вала и формирует сигналы устройству 10 для впрыска топлива и РРВ 9 для открытия. В результате этого происходит подача в цилиндр 1 воздуха и топлива. В период от начала прокрутки коленчатого вала до запуска двигателя ЭБУ 11 формирует сигнал РРВ 9, ограничивая его расход воздуха и обеспечивая поддержание заданного уровня разрежения во впускном коллекторе 5. После запуска двигателя ЭБУ 11 формирует сигнал приводу 13 для отключения вакуумного насоса 12, прекращает удаление воздуха из впускного коллектора 5 и переводит РРВ 9 в положение работы при холостых оборотах. На режимах от холостых оборотов до максимальных оборотов в зависимости от величины степени сжатия данного двигателя, его температуры и давления окружающей среды, частоты вращения коленчатого вала по показаниям датчиков температуры двигателя, температуры и давления окружающей среды и частоты вращения коленчатого вала ЭБУ 11 по сигналами датчика положения органа 8 регулирования мощности двигателя (педали газа) и датчика разрежения 7 формируют сигнал дополнительному приводу дроссельной заслонки 6, изменяя угол открытия дроссельной заслонки 6 и ограничивая наполнение цилиндра воздухом. Ограничение наполнения цилиндра 1 может производиться и при работе двигателя на максимальных оборотах.

Таким образом, ограничивается наполнение цилиндров двигателя и обеспечивается надежный запуск и надежная работа двигателя на режимах ниже максимальных оборотов двигателя.

Изобретение относится к дизельным двигателям, работающим с повышенной степенью сжатия до 80. Дизельный двигатель внутреннего сгорания содержит один цилиндр с поршнем, а также шатун, коленчатый вал с датчиком частоты его вращения, головку цилиндра с впускным и выпускным клапанами и впускной коллектор с дроссельной заслонкой. Двигатель имеет датчик разрежения, установленный за дроссельной заслонкой во впускном коллекторе, датчик температуры двигателя, датчики температуры и давления окружающей среды, привод дроссельной заслонки, датчик положения органа регулирования мощности двигателя (педали газа), устройство для впрыска топлива и электронный блок управления (ЭБУ). Входы ЭБУ связаны с датчиком разрежения, датчиком температуры двигателя, датчиками температуры и давления окружающей среды, датчиком частоты вращения коленчатого вала и датчиком положения органа регулирования мощности двигателя (педали газа). Выход ЭБУ связан с устройством подачи топлива, приводом регулятора расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах и приводом дроссельной заслонки. Двигатель снабжен вакуумным насосом с приводом, регулятором расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах с приводом. Вход вакуумного насоса и выход регулятора расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах сообщены с впускным коллектором двигателя. Привод вакуумного насоса и привод регулятора расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах связаны с выходами ЭБУ. ЭБУ выполнен с возможностью формирования сигнала приводу вакуумного насоса на его включение после включения запуска, обеспечивая удаление воздуха из впускного коллектора при закрытых устройстве для впрыска топлива, регуляторе расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах и закрытой дроссельной заслонке. По достижении во впускном коллекторе заданного уровня разрежения, зависящего от величины степени сжатия данного двигателя, его температуры, температуры и давления окружающей среды, по сигналу датчика разрежения ЭБУ формирует сигнал стартеру на прокрутку коленчатого вала и формирует сигналы устройству для впрыска топлива и регулятору расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах, обеспечивая подачу в цилиндр воздуха и топлива. В период от начала прокрутки коленчатого вала до запуска двигателя ЭБУ формирует сигнал регулятору расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах, ограничивая расход воздуха и обеспечивая поддержание заданного уровня разрежения во впускном коллекторе. После запуска двигателя ЭБУ формирует сигнал для отключения вакуумного насоса и переводит регулятор расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах в положение работы на холостых оборотах. На режимах работы двигателя от холостых оборотов до максимальных оборотов в зависимости от величины степени сжатия данного двигателя, его температуры и давления окружающей среды, частоты вращения коленчатого вала ЭБУ по сигналам датчика положения органа регулирования мощности двигателя (педали газа) и датчика разрежения формирует сигнал дроссельной заслонки для изменения положения дроссельной заслонки, обеспечивая ограничение наполнения цилиндра воздухом. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Дизельный двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с поршнем, шатун, коленчатый вал с датчиком частоты его вращения, головку цилиндра с впускным и выпускным клапанами, впускной коллектор с дроссельной заслонкой, датчик разрежения, установленный за дроссельной заслонкой во впускном коллекторе, датчик температуры двигателя, датчики температуры и давления окружающей среды, привод дроссельной заслонки, датчик положения органа регулирования мощности двигателя (педали газа), устройство для впрыска топлива и электронный блок управления, входы которого связаны с датчиком разрежения, датчиком температуры двигателя, датчиками температуры и давления окружающей среды, датчиком частоты вращения коленчатого вала и датчиком положения органа регулирования мощности двигателя (педали газа), а выход - с устройством подачи топлива, приводом регулятора расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах и приводом дроссельной заслонки, причем двигатель снабжен вакуумным насосом с приводом, регулятором расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах с приводом, вход вакуумного насоса и выход регулятора расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах сообщены с впускным коллектором двигателя, привод вакуумного насоса и привод регулятора расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах связаны с выходами электронного блока управления, который выполнен с возможностью формирования сигнала приводу вакуумного насоса на его включение после включения запуска, обеспечивая удаление воздуха из впускного коллектора при закрытых устройстве для впрыска топлива, регуляторе расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах и закрытой дроссельной заслонке, по достижении во впускном коллекторе заданного уровня разрежения, зависящего от величины степени сжатия данного двигателя, его температуры, температуры и давления окружающей среды, по сигналу датчика разрежения электронный блок управления формирует сигнал стартеру на прокрутку коленчатого вала и сигналы устройству для впрыска топлива, регулятору расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах, обеспечивая подачу в цилиндр воздуха и топлива, в период от начала прокрутки коленчатого вала до запуска двигателя электронный блок управления формирует сигнал регулятору расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах, ограничивая расход воздуха и обеспечивая поддержание заданного уровня разрежения во впускном коллекторе, после запуска двигателя электронный блок управления формирует сигнал для отключения вакуумного насоса, переводит регулятор расхода воздуха при запуске и на холостых оборотах в положение работы на холостых оборотах, а на режимах работы двигателя от холостых оборотов до максимальных оборотов в зависимости от величины степени сжатия данного двигателя, его температуры и давления окружающей среды, частоты вращения коленчатого вала электронный блок управления по сигналам датчика положения органа регулирования мощности двигателя (педали газа) и датчика разрежения формирует сигнал дроссельной заслонке для изменения положения дроссельной заслонки, обеспечивая ограничение наполнения цилиндра воздухом.2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, впускной клапан выполнен с возможностью более позднего закрытия после нижней мертвой точки на такте сжатия, обеспечивая удаление части воздуха из цилиндра двигателя.3. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что снабжен ограничителем хода органа регулирования мощности двигателя (педали газа), связанным с электронным блоком управления для обеспечения ограничения наполнения цилиндра воздухом.4. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что снабжен подвижным ограничителем поворота дроссельной заслонки, привод которого связан с электронным блоком управления для обеспечения ограничения наполнения цилиндра воздухом.5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что ограничение наполнения цилиндра производится при его работе на максимальных оборотах.