СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ СИСТЕМОЙ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ПРИВОДА ДВУХКЛАПАННОГО ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ С ЗАРЯДКОЙ ПНЕВМОАККУМУЛЯТОРА СИСТЕМЫ ВОЗДУХОМ ИЗ АТМОСФЕРЫ Российский патент 2016 года по МПК F02D21/08 F01L25/04 F16K31/122 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший прототип заявленного изобретения - патент РФ 2537323 «Способ управления рециркуляцией выхлопных газов в двигателе внутреннего сгорания системой гидравлического привода газораспределительного клапана».

Реферат: «Изобретение относится к области двигателестроения. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что включает систему управления гидравлического привода газораспределительного клапана, золотник управления потоком жидкости, гидроаккумулятор, поршень привода газораспределительного клапана и газораспределительный клапан. Система управления гидравлического привода газораспределительного клапана определяет массу топлива, массу выхлопных газов и момент времени закрытия газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания в соответствии с задаваемой текущей мощностью двигателя внутреннего сгорания. На такте выпуска отработавших продуктов сгорания из цилиндра двигателя внутреннего сгорания в определенный системой управления гидравлического привода газораспределительного клапана момент времени золотником управления потоком жидкости подает из гидроаккумулятора рабочую жидкость в объем под поршнем привода газораспределительного клапана. Поэтому давление рабочей жидкости поршнем привода газораспределительного клапана переводит соединенный с ним газораспределительный клапан в закрытое положение. В результате часть выхлопных газов остается в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, и на последующем цикле всасывания воздуха или топливной смеси в цилиндр двигателя внутреннего сгорания выхлопные газы смешиваются там с всасываемым воздухом или топливной смесью».

ЦЕЛЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель заявленного изобретения - обеспечить управление рециркуляцией выхлопных газов на всех режимах работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) системой пневматического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из компенсационного пневмоаккумулятора.

В соответствии с пунктом 2 статьи 1350 Кодекса и п. 24.5.3.(4) Регламента, цитата: «Условию изобретательского уровня соответствуют, в частности: изобретения, основанные на дополнении известного средства какой-либо известной частью, при достижении неожиданного для такого дополнения технического результата, обусловленного взаимосвязью дополняемой части и известного средства».

СУЩНОСТЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность заявленного изобретения поясняется описанием принципа действия привода двухклапанного газораспределителя ДВС пневматической системой привода с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы.

Зарядка пневмоаккумулятора системы газом осуществляется следующим образом (см. фигуру). 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 рисунку). Находящийся в правой полости поршня компрессора 4 воздух из атмосферы (далее - воздух) через обратный клапан 5 поступает в пневмоаккумулятор системы привода 6 (далее - пневмоаккумулятор 6) и заряжает его. Зарядка пневмоаккумулятора 6 происходит при первом пуске ДВС, а дальнейшая подзарядка на рабочих тактах. После того как давление воздуха в пневмоаккумуляторе 6 достигнет значения, обеспечивающего оптимальное функционирование двухклапанного газораспределителя в составе клапана впуска воздуха или топливной смеси 7 (далее - клапан 7) и клапана выпуска отработавших продуктов сгорания 8 (далее - клапан 8), а также газораспределительного клапана 9 (далее - газораспределительный клапан 9), воздух из пневмоаккумулятора 6 по каналу 10 поступает в нижнюю полость поршня стопора 11. В результате поршень стопора 11 перемещается в верхнее положение, и соединенный с ним стопор 12 входит в выточку поршня компрессора 4, блокирует его движение, и поступление воздуха из атмосферы в пневмоаккумулятор 6 прекращается.

В исходном положении впускной клапан 7 открыт, а выпускной клапан 8 и газораспределительный клапан 9 закрыт. Газообмен в ДВС осуществляется следующим образом. Для обеспечения такта всасывания система управления устанавливает газораспределительный клапан 9 в открытое положение. Для этого система управления устанавливает золотник 13 в положение, как показано на фигуре. Воздух из пневмоаккумулятора 6 по каналам 10, 14, 15 поступает в верхнюю полость поршня привода газораспределительного клапана 16, соединенного штоком 17 с газораспределительным клапаном 9, в результате чего он занимает нижнее положение, - открывается. Воздух или топливная смесь через канал впуска воздуха 18 и открытый газораспределительный клапан 9 поступает в камеру сгорания ДВС 2. Из нижней полости поршня привода газораспределительного клапана 16 отработавший воздух по каналам 19, 20 выбрасывается в атмосферу. При понижении давления воздуха в пневмоаккумуляторе 6 ниже величины, обеспечивающей оптимальное функционирование клапанов двухклапанного газораспределителя, пружина стопора 21 переводит поршень стопора 11 и стопор 12 в нижнее положение. На одном из последующих тактов всасывания воздуха или топливной смеси в камеру сгорания ДВС 2 пружина поршня компрессора 22 переводит поршень привода компрессора 3 и поршень компрессора 4 в исходное, левое, для подзарядки пневмоаккумулятора 6 положение. Воздух из атмосферы через обратный клапан 23 подается в правую полость поршня компрессора 4. Компрессор готов к очередному циклу подзарядки пневмоаккумулятора 6. По прибытию поршня ДВС 1 в нижнюю мертвую точку система управления переводит золотник 13 в правое положение. Воздух из пневмоаккумулятора 6 по каналам 10, 14, 19 поступает в нижнюю полость поршня привода газораспределительного клапана 16, и газораспределительный клапан 9 закрывается. Отработавший воздух из верхней полости поршня привода газораспределительного клапана 16 по каналам 15, 24 выбрасывается в атмосферу. Начинается такт сжатия, а затем такт расширения продуктов сгорания. Для обеспечения такта выпуска отработавших продуктов сгорания система управления переводит впускной клапан 7 и выпускной клапан 8 в правое положение, для чего устанавливает золотник 25 в левое положение. Воздух из пневмоаккумулятора 6 по каналам 10, 26, 27 поступает в левую полость поршня привода впускного и выпускного клапана 28 и перемещает соединенные штоками 29, 30 впускной клапан 7 и выпускной клапан 8 вправо. Впускной клапан 7 закрывается, а выпускной клапан 8 открывается. Воздух из правой полости поршня привода впускного и выпускного клапана 28 по каналам 31, 32 выбрасывается в атмосферу. Открытие газораспределительного клапана 9 показано выше. В результате отработавшие продукты сгорания из камеры сгорания ДВС 2 через канал выпуска отработавших продуктов сгорания 33 выбрасываются в выхлопной коллектор.

РАСКРЫТИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ управления рециркуляцией выхлопных газов в двигателе внутреннего сгорания системой пневматического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы, включающей систему управления, двухклапанный газораспределитель в составе газораспределительного клапана и соединенные штоками впускного и выпускного клапана, отличающийся тем, что система управления пневматического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы в соответствии с задаваемой текущей мощностью двигателя внутреннего сгорания определяет массу выхлопных газов для обеспечения сгорания топлива, и при движении поршня двигателя внутреннего сгорания из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку на такте выпуска отработавших продуктов сгорания из цилиндра двигателя внутреннего сгорания в окрестностях верхней мертвой точки в момент времени, когда в цилиндре двигателя внутреннего сгорания окажется определенная системой управления масса выхлопных газов для обеспечения сгорания топлива, устанавливает соединенные штоками впускной клапан и выпускной клапан в положение, при котором впускной клапан открыт, а выпускной клапан закрыт, в результате чего часть выхлопных газов остается в цилиндре и на последующем такте всасывания воздуха или топливной смеси, оставшиеся в цилиндре двигателя внутреннего сгорания выхлопные газы смешиваются с поступающим в цилиндр двигателя внутреннего сгорания через открытые впускной клапан и газораспределительный клапан воздухом или топливной смесью.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Материалы и технология для реализации заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей. При современном уровне развития систем автоматического управления создание системы управления для заявленного изобретения является вполне ординарной задачей.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Фигура. Принципиальная схема трехклапанного газораспределителя ДВС пневматической системой привода с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы.

1 - поршень ДВС; 2 - камера сгорания ДВС; 3 - поршень привода компрессора; 4 - поршень компрессора; 5, 23 - обратный клапан; 6 -пневмоаккумулятор; 7 - впускной клапан; 8 - газораспределительный клапан; 9 - выпускной клапан; 10, 14, 15; 19, 20, 24, 26, 27, 31, 32 - канал; 11 - поршень стопора; 12 - стопор; 13, 25 - золотник; 16 - поршень привода газораспределительного клапана; 17, 29, 30 - шток; 18 - канал впуска воздуха; 21 - пружина стопора; 22 - пружина поршня компрессора; 28 - поршень привода впускного и выпускного клапана; 33 - канал выпуска отработавших продуктов сгорания.

Изобретение относится к области управления рециркуляцией двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности работы системы рециркуляции ДВС. Сущность изобретения заключается в том, что устройство включает систему управления, двухклапанный газораспределитель в составе газораспределительного клапана и соединенные штоками впускной и выпускной клапаны. Система управления в соответствии с задаваемой текущей мощностью ДВС определяет массу выхлопных газов для обеспечения сгорания топлива. При движении поршня ДВС из нижней мертвой точки на такте выпуска в окрестностях верхней мертвой точки в момент времени, когда в цилиндре ДВС окажется определенная системой управления масса выхлопных газов для обеспечения сгорания топлива устанавливает соединенные штоками впускной клапан и выпускной клапан в положение, при котором впускной клапан открыт, а выпускной клапан закрыт. В результате часть выхлопных газов остается в цилиндре, и на последующем такте всасывания воздуха или топливной смеси оставшиеся в цилиндре выхлопные газы смешиваются с поступающим в цилиндр ДВС через открытые впускной и газораспределительный клапаны воздухом или топливной смесью. 1 ил.

Способ управления рециркуляцией выхлопных газов в двигателе внутреннего сгорания системой пневматического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы, включающей систему управления, двухклапанный газораспределитель в составе газораспределительного клапана и соединенные штоками впускного и выпускного клапана, отличающийся тем, что система управления пневматического привода двухклапанного газораспределителя с зарядкой пневмоаккумулятора системы воздухом из атмосферы в соответствии с задаваемой текущей мощностью двигателя внутреннего сгорания определяет массу выхлопных газов для обеспечения сгорания топлива, и при движении поршня двигателя внутреннего сгорания из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку на такте выпуска отработавших продуктов сгорания из цилиндра двигателя внутреннего сгорания в окрестностях верхней мертвой точки в момент времени, когда в цилиндре двигателя внутреннего сгорания окажется определенная системой управления масса выхлопных газов для обеспечения сгорания топлива, устанавливает соединенные штоками впускной клапан и выпускной клапан в положение, при котором впускной клапан открыт, а выпускной клапан закрыт, в результате чего часть выхлопных газов остается в цилиндре и на последующем такте всасывания воздуха или топливной смеси оставшиеся в цилиндре двигателя внутреннего сгорания выхлопные газы смешиваются с поступающим в цилиндр двигателя внутреннего сгорания через открытые впускной клапан и газораспределительный клапан воздухом или топливной смесью.