СПОСОБ ПУСКА ДВС Российский патент 2006 года по МПК F02N17/00 F02D17/02 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для пуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС), преимущественно дизелей, при низких температурах окружающей среды.

Широко известен способ пуска двигателя внутреннего сгорания путем непосредственной передачи крутящего момента коленчатому валу от специального пускового двигателя (стартера), питающегося от электрической аккумуляторной батареи (Взоров В.А., Адамович А.В. Тракторные дизели: Справочник. М.: Машиностроение, 1981, с.401-407). Однако использование этого способа запуска в зимнее время является неэффективным и требует больших затрат электроэнергии.

Известен инерционный стартер-генератор для запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащий стартер, расположенный в картере маховик, ротор и муфту сцепления магнитного типа, обеспечивающую соединение и разъединение ротора с маховиком (авт. св. СССР N 1588897, кл. F 02 N 5/04, 1990). Для данного устройства характерны низкий КПД использования аккумулированной в маховике энергии для целей запуска двигателя при повышенных температурах окружающей среды и невысокая надежность при запуске в зимнее время.

Наиболее близким аналогом предлагаемого способа, выбранным в качестве прототипа, является способ запуска двигателя внутреннего сгорания путем поочередного включения и отключения групп цилиндров (патент RU №1760807, кл. F 02 N 17/00, F 02 N 17/08 1990). Недостатком способа является высокие энергозатраты при пуске ДВС.

Целью изобретения является снижение энергозатрат при пуске ДВС, снижение износа ДВС при пуске, увеличение срока службы аккумуляторной батареи.

Указанная цель достигается тем, что перед пуском ДВС отключают все цилиндры ДВС, для чего впускные и/или выпускные клапана всех цилиндров ДВС отключают от газораспределительного механизма и устанавливают отключенные клапаны в открытое состояние, а для дизеля и инжекторного ДВС отключают топливоподачу.

Механизмом раскручивания коленчатого вала для пуска ДВС, например электростартером, раскручивают коленчатый вал ДВС до необходимой для пуска частоты вращения коленчатого вала ДВС, например частоты минимальных пусковых оборотов.

Включают один из цилиндров ДВС, для чего подключают отключенные клапаны включаемого цилиндра к газораспределительному механизму, причем впускные клапаны подключают на такте впуска, выпускные клапаны подключают на такте выпуска, а для дизеля и инжекторного ДВС одновременно с подключением всех клапанов включаемого цилиндра включают топливоподачу включаемого цилиндра.

После возникновения регулярных вспышек в камере сгорания включаемого цилиндра включают следующий из цилиндров ДВС и т.д. до возникновения регулярных вспышек в камерах сгорания всех цилиндрах ДВС, после чего механизм раскручивания коленчатого вала для пуска ДВС отсоединяют.

Для ДВС за исключением дизеля при отсутствии вспышки рабочей смеси в камере сгорания включаемого цилиндра ДВС в конце такта сжатия или начале такта рабочего хода первого рабочего цикла после включения цилиндра в течение такта рабочего хода переключают работу цилиндра на короткий рабочий цикл.

Короткий рабочий цикл заключается в следующем: впускные и выпускные клапаны цилиндра отключают от газораспределительного механизма и устанавливают отключенные клапаны в закрытое состояние, импульс зажигания подается, когда поршень находится в верхней мертвой точке с учетом угла опережения зажигания.

Если после заданного числа коротких рабочих циклов вспышка рабочей смеси в цилиндре не возникла, то включают цилиндр в режим стандартного рабочего цикла, после чего процедура получения вспышки рабочей смеси в цилиндре повторяется.

Если вспышка рабочей смеси в цилиндре возникла, то переключают цилиндр из режима короткого рабочего цикла в режим стандартного рабочего цикла.

При отсутствии возникновения вспышек рабочей смеси в камере сгорания включаемого цилиндра ДВС в течение заданного промежутка времени или количества оборотов коленчатого вала цилиндр отключают и включают следующий цилиндр.

Если мощность источника энергии и механизма раскрутки коленчатого вала для пуска ДВС и температурный режим ДВС позволяют при пуске ДВС одновременно включить более одного цилиндра ДВС, то для сокращения времени пуска ДВС можно при пуске ДВС одновременно включать более одного цилиндра.

Предлагаемый способ осуществляется с помощью известных механизмов отключения топливоподачи и отключения клапанов газораспределения, например электрогидравлическим.

Пуск ДВС по данному способу имеет следующие преимущества:

1. Снижаются энергозатраты, потребляемые механизмом раскручивания коленчатого вала для пуска ДВС, вследствие того, что прокрутка ДВС с отключенными цилиндрами требует на порядок меньших затрат энергии, включение цилиндров происходит по одному, включенный цилиндр, начиная работать, компенсирует часть мощности, необходимой механизму раскручивания коленчатого вала для пуска следующего цилиндра.

2. Снижение износа ДВС при пуске происходит вследствие того, что прокрутка ДВС с отключенными цилиндрами происходит без компрессии в цилиндрах, вследствие чего силы, возникающие в ДВС, на порядок меньше, чем при включенных цилиндрах.

3. Увеличение срока службы аккумуляторной батареи происходит вследствие того, что ток, потребляемый от аккумуляторной батареи для прокрутки ДВС с отключенными цилиндрами, меньше, чем ток, потребляемый от аккумуляторной батареи для прокрутки ДВС с включенными цилиндрами, и включение цилиндров происходит по одному.

4. Уменьшается материалоемкость конструкции, так как для пуска ДВС можно использовать менее мощный механизм раскручивания коленчатого вала для пуска ДВС и менее мощную аккумуляторную батарею.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способу пуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС) при низких температурах окружающей среды. Способ пуска ДВС путем отключения всех цилиндров по газоснабжению и топливоподаче, раскручивания коленчатого вала ДВС до пусковой частоты вращения, периодического отключения и включения по газоснабжению и топливоподаче групп цилиндров и отсоединения механизма раскрутки коленчатого вала для пуска ДВС заключается в том, что впускные и/или выпускные клапаны отключают от газораспределительного механизма и устанавливают отключенные клапаны в открытое состояние, при достижении необходимого для пуска ДВС значения частоты вращения коленчатого вала включают один или более цилиндров, для чего подключают отключенные клапаны включаемого цилиндра к газораспределительному механизму, включают топливоподачу включаемого цилиндра, после возникновения регулярных вспышек в камере сгорания включаемого цилиндра включают следующий из цилиндров ДВС до возникновения регулярных вспышек в камерах сгорания всех цилиндров ДВС, после чего механизм раскрутки коленчатого вала для пуска ДВС отсоединяют. Изобретение обеспечивает снижение энергозатрат при пуске, снижение износа ДВС. 9 з.п. ф-лы.

1. Способ пуска двигателя внутреннего сгорания (ДВС) путем отключения всех цилиндров по газоснабжению и топливоподаче, раскручивания коленчатого вала ДВС до пусковой частоты вращения, периодического отключения и включения по газоснабжению и топливоподаче групп цилиндров и отсоединения механизма раскрутки коленчатого вала для пуска ДВС, отличающийся тем, что отключение цилиндра ДВС состоит в том, что его впускные и/или выпускные клапаны отключают от газораспределительного механизма и устанавливают отключенные клапаны в открытое состояние, при достижении необходимого для пуска ДВС значения частоты вращения коленчатого вала включают один или более цилиндров, для чего подключают отключенные клапаны включаемого цилиндра к газораспределительному механизму, включают топливоподачу включаемого цилиндра, после возникновения регулярных вспышек в камере сгорания включаемого цилиндра включают следующий из цилиндров ДВС до возникновения регулярных вспышек в камерах сгорания всех цилиндров ДВС, после чего механизм раскручивания коленчатого вала для пуска ДВС отсоединяют.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для дизеля и инжекторного ДВС с отключением впускных и/или выпускных клапанов одновременно отключают топливоподачу.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для дизеля и инжекторного ДВС одновременно с подключением отключенных клапанов включают топливоподачу включаемого цилиндра.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отсутствии возникновения вспышек в камере сгорания включаемого цилиндра ДВС в течение заданного промежутка времени или количества оборотов коленчатого вала цилиндр отключают и включают следующий цилиндр.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что подключают впускные клапаны на такте впуска, а выпускные клапаны - на такте выпуска.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что, если мощность источника энергии, механизма раскрутки коленчатого вала для пуска ДВС и температурный режим ДВС позволяют при пуске ДВС одновременно включить более одного цилиндра ДВС, то для сокращения времени пуска ДВС можно при пуске одновременно включать более одного цилиндра.7. Способ по п.1, отличающийся тем, что для ДВС за исключением дизеля при отсутствии вспышки рабочей смеси в камере сгорания включаемого цилиндра ДВС в конце такта сжатия или начале такта рабочего хода первого рабочего цикла после включения цилиндра переключают работу цилиндра на короткий рабочий цикл, начиная с такта выпуска.8. Способ по п.7, отличающийся тем, что короткий рабочий цикл заключается в следующем: впускные и выпускные клапаны цилиндра остаются в закрытом состоянии, зажигание подается, когда поршень находится в верхней мертвой точке с учетом угла опережения зажигания.9. Способ по п.7, отличающийся тем, что, если после заданного числа коротких рабочих циклов вспышка рабочей смеси в цилиндре не возникла, то переключают цилиндр из режима короткого рабочего цикла в режим стандартного рабочего цикла, после чего процедура получения вспышки рабочей смеси в цилиндре повторяется.10. Способ по п.7 отличающийся тем, что при возникновении вспышки рабочей смеси в цилиндре переключают цилиндр из режима короткого рабочего цикла в режим стандартного рабочего цикла.