СИЛЬФОННОЕ УСТРОЙСТВО, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОСТОЯНСТВО СОСТАВА ГАЗА В СИСТЕМЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ПРИВОДА ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2016 года по МПК F16K31/122 F01L9/02 F01L25/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший аналог заявленного изобретения - патент 2403409 «Клапан-отсечка пневматического привода газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания».

Реферат патента 2403409: Изобретение относится к двигателестроению. Пневматический привод (ПП) включает поршень привода газораспределительного клапана, соединенный с газораспределительным клапаном, золотник, пневмоаккумулятор (ПА) и систему управления ПП, обеспечивающую газообмен в двигателе. Для этого система управления ПП отслеживает текущее положение поршня двигателя и в момент, когда требуется открыть или закрыть газораспределительный клапан двигателя, устанавливает золотник в положение, обеспечивающее поступление рабочего тела из ПА в полость поршня привода газораспределительного клапана, в которой рабочее тело, воздействуя на поршень привода газораспределительного клапана, открывает или закрывает газораспределительный клапан. Зарядка ПА рабочим телом из камеры сгорания (КС) осуществляется на такте сжатия и на такте расширения. Привод снабжен клапаном-отсечкой, имеющим поршень и соединенный с ним запорный клапан. Полость поршня привода запорного клапана соединена трубопроводом с ПА, и при повышении давления рабочего тела в ΠΑ сверх оптимального рабочее тело из ПА поступает в полость поршня привода запорного клапана и переводит запорный клапан в закрытое положение. Такое выполнение позволяет автоматически обеспечить оптимальный уровень зарядки ПА.

ЦЕЛЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Из описания принципа действия аналога следует, что при срабатывании газораспределительного клапана и топливной форсунки отработавший воздух выбрасывается в атмосферу. Расход воздуха из пневмоаккумулятора пополняется забором его из атмосферы. При этом вместе с воздухом в пневмоаккумулятор попадает пыль, аэрозоли и т.д., что негативно сказывается на надежности привода. Во избежание данного эффекта предлагается способ обеспечения постоянства состава газа системы пневматического привода газораспределительного клапана и топливной форсунки двигателя внутреннего сгорания.

СУЩНОСТЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

На чертеже представлена принципиальная схема пневматического привода газораспределительного клапана и топливной форсунки двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающего постоянство состава газа в системе пневматического привода.

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 чертежу). Находящийся в правой полости поршня компрессора 4 газ через обратный клапан 5 поступает в пневмоаккумулятор 6. Зарядка пневмоаккумулятора 6 происходит при первом пуске ДВС, а подзарядка может происходить и на рабочем такте. Когда давление газа в пневмоаккумуляторе 6 достигнет величины, обеспечивающей оптимальное функционирование привода газораспределительного клапана 7, газ из пневмоаккумулятора 6 поступает в нижнюю полость поршня стопора 8 по каналу 9, в результате чего поршень стопора 8 и соединенный с ним стопор 10 занимают верхнее положение. Стопор 10 входит в выточку поршня компрессора 4, блокирует движение поршня компрессора 4, и поступление газа в пневмоаккумулятор 6 прекращается. Для открывания газораспределительного клапана 7 система управления отслеживает текущее положение поршня ДВС 1 и в момент времени, когда требуется открыть газораспределительный клапан 7, устанавливает золотник 11 в положение, как показано на чертеже. Газ из пневмоаккумулятора 6 по каналам 12 и 13 поступает в верхнюю полость поршня привода газораспределительного клапана 14, соединенного штоком 15 с газораспределительным клапаном 7. Под давлением газа газораспределительный клапан 7 открывается и, если он впускной, позволяет воздуху из атмосферы по каналу 16 поступать в камеру сгорания ДВС 2, или, если он выпускной, вытекать продуктам сгорания из камеры сгорания ДВС 2 в атмосферу. Отработавший газ из нижней полости поршня привода газораспределительного клапана 14 по каналам 17 и 18 поступает в компенсационный пневмоаккумулятор 19. Для закрывания газораспределительного клапана 7 система управления в момент времени, когда требуется закрыть газораспределительный клапан 7, устанавливает золотник 11 в нижнее положение, газ из пневмоаккумулятора 6 по каналам 12 и 17 поступает в нижнюю полость поршня привода газораспределительного клапана 14 и газораспределительный клапан 7 закрывается. Отработавший газ из верхней полости поршня привода газораспределительного клапана 14 по каналам 13 и 20 поступает в компенсационный пневмоаккумулятор 19. Компенсационный пневмоаккумулятор 19, кроме приема газа при срабатывании привода газораспределительного клапана 7, выполняет функцию температурного демпфера. Как только в результате нагрева температура газа в пневмоаккумуляторе 6 превысит оптимальное давление, открывается предохранительный клапан 21 и газ из пневмоаккумулятора 6 стравливается в компенсационный пневмоаккумулятор 19. При понижении давления газа в пневмоаккумуляторе 6 ниже величины, обеспечивающей оптимальное функционирование привода газораспределительного клапана 7, пружина стопора 22 переводит поршень стопора 8 и стопор 10 в нижнее положение. На последующих тактах всасывания воздуха в камеру сгорания ДВС 2 пружина поршня компрессора 23 переводит поршень привода компрессора 3 и поршень компрессора 4 в исходное, левое, для подзарядки пневмоаккумулятора 6, положение. При этом газ из компенсационного пневмоаккумулятора 19 через обратный клапан 24 подается в правую полость поршня компрессора 4. Компрессор готов к очередному циклу подзарядки пневмоаккумулятора 6. Проблемы предотвращения утечки газа через зазоры между штоком 15, поршнем привода компрессора 3, поршнем компрессора 4 решаются сильфонами 26, 25. Таким образом, обеспечивается постоянство состава газа пневмопривода.

РАСКРЫТИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сильфонное устройство, обеспечивающее постоянство состава газа в системе пневматического привода газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания, включающее сильфон поршня привода компрессора, поршень привода компрессора, направляющий цилиндр, в котором движутся поршень привода компрессора, сильфон штока поршня привода газораспределительного клапана, шток поршня привода газораспределительного клапана, направляющий цилиндр, в котором движется шток поршня привода газораспределительного клапана, отличающееся тем, что сильфон поршня привода компрессора одной стороной герметически соединен с поршнем привода компрессора, а другой стороной сильфон поршня привода компрессора герметически соединен с направляющим цилиндром, в котором движется поршень привода компрессора, а также сильфон штока поршня привода газораспределительного клапана одной стороной герметически соединен со штоком поршня привода газораспределительного клапана, а другой стороной герметически соединен с направляющим цилиндром, в котором движется шток поршня привода газораспределительного клапана.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Материалы и технология для реализации заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей. При современном уровне развития электроники создание системы управления двигателем - не более чем рутинная задача, являющаяся отдельной задачей проектирования ДВС.

На чертеже показана принципиальная схема пневматического привода газораспределительного клапана и топливной форсунки двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающая постоянство состава газа в системе пневматического привода.

1 - поршень ДВС; 2 - камера сгорания ДВС; 3 - поршень привода компрессора; 4 - поршень компрессора; 5, 24 - обратный клапан; 6 - пневмоаккумулятор; 7 - газораспределительный клапан; 8 - поршень стопора; 9, 12, 13, 16, 17, 18, 20 - канал; 10 - стопор; 11 - золотник; 14 - поршень привода газораспределительного клапана; 15 - шток поршня привода газораспределительного клапана; 19 - компенсационный пневмоаккумулятор; 21 - предохранительный клапан; 22 - пружина стопора; 23 - пружина поршня компрессора; 25, 26 - сильфон.

Изобретение относится к системам газораспределения двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение надежности. Сущность изобретения заключается в том, что в сильфонном устройстве, обеспечивающем постоянство состава газа в системе пневматического привода газораспределительного клапана ДВС, сильфон поршня привода компрессора одной стороной герметически соединен с поршнем привода компрессора, а другой стороной сильфон поршня привода компрессора герметически соединен с направляющим цилиндром, в котором движется поршень привода компрессора. А сильфон штока поршня привода газораспределительного клапана одной стороной герметически соединен со штоком поршня привода газораспределительного клапана, а другой стороной герметически соединен с направляющим цилиндром, в котором движется шток поршня привода газораспределительного клапана. 1 ил.

Сильфонное устройство, обеспечивающее постоянство состава газа в системе пневматического привода газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания, включающее газораспределительный клапан со штоком и поршнем привода, направляющий цилиндр, в котором движется шток поршня привода газораспределительного клапана, компрессор, связанный с камерой сгорания двигателя и пневмоаккумулятором системы пневматического привода, отличающееся тем, что компрессор содержит поршень привода, установленный в направляющем цилиндре поршня привода компрессора и снабженный сильфоном, при этом сильфон поршня привода компрессора одной стороной герметично соединен с поршнем привода компрессора, а другой стороной сильфон поршня привода компрессора герметично соединен с направляющим цилиндром, в котором движется поршень привода компрессора, и шток поршня привода газораспределительного клапана снабжен сильфоном, при этом сильфон штока поршня привода газораспределительного клапана одной стороной герметично соединен со штоком поршня привода газораспределительного клапана, а другой стороной герметично соединен с направляющим цилиндром, в котором движется шток поршня привода газораспределительного клапана.