Устройство для регулирования двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК F02B77/00 

Изобретение относится к автоматиескому регулированию двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

По основному авт. св. № 866253 известно устройство для регулирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее воздушную заслонку, распооженную во всасываю1дем трубопровое, и соединенную с исполнительным механизмом, топливный насос высокого давления с органом дозирования топливоподачи, связанный с регулятоом, снабженным рычагом управления, и пневморегулятор следящего действия, связанный с органом дозирования топливоподачи и исполнительным механизмом С13

Однако данное устройство не обеспечивает оптимального дросселирования воздуха на различных частотах вращения коленчатого вала двигателя.

Цель изобретения - повышение топливной экономичности двигателя на режимах частичных нагрузок и холос- j того хода при различ,ной частоте вра-1 щения коленчатого вала путем умень- , Шения наполнения цилиндров воздухом.j

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования ДВС пневморедуктор следящего действия подключен к всасываквдему трубопроводу после воздушной заслонки.

На фиг. 1 приведена общая схема предлагаемого устро ства; на фиг. 2 -. схема пневмоцИлиндра привода воздушной заслонки; на фиг. 3 - схема всасывакяцего трубопровода с воздушной заслонкой; на фиг. 4 - схема пневморедуктора следящего действия; на фиг, 5 - зависимости часового расхода топлива Q. от величины дросселирования; на фиг. 6 - зависимость удельного расхода топлива двигате-пя cfg от нагрузки при различном дросселировании воздуха на впуске дН И постоянной температуре окружающена фиг. 7 - сравниго воздуха Т,

ок в

Тельная нагрузочная характеристика ) дизеля при дросселировании (пунктир) Ибез дросселирования (сплошная линия), температуре охлаждающей жидкости Tyf и температуре ркружакхцего воздуха );на фиг.8 зависимость часового расхода топли.ва G и коэффициента избытка воздуха об при оптимальном дросселировании (пунктир) и без такого (сплошная линия) от частоты вращения холостого хода ПХУ, на фиг. 9 - зависимость общего уровня звукового давления Ц и выброса сажи С с отработавшими газами дизеля от частоты вращения вала п двигателя с дросселированием и без

.дросселирования.

Устройство содержит всасывающий трубопровод 1 (фиг. 1), в котором расположена воздушная заслонка 2, соединенная через ось 3 и рычаг 4 .с

пневмоцилинДром 5. Воздушная полость пневмоцилиндра 5 при помощи трубки 6 соединена с полостью А (фиг. 4) пневморедуктора 7 следящего действия (фиг. 1). Трубкой 8 пневморедуктор 7 связан с источником сжатого воздуха, полость В (фиг. 4) пневморедуктора 7 (фиг. 1) подключена к полости всасывающего трубопровода 1 при помощи трубки 9. Тягой 10 пневморедуктор 7 связан с органом дозирования насоса 11 высокого давления.

Пневмоцилиндр 5 (фиг. 1) включает в себя корпус 12 (фиг, 2), снабженный отверстиями для подвода воздуха и крепления его на двигателе. В корпус ввинчен стакан 13, внутри которого установлены поршень 14 со штоком 15 и возвратной пружиной 16. Поршень 14 по внутренней поверхности стакана 13 уплотнен манжетой 17.

Воздушная заслонка 2 (фиг. 3) закреплена на оси 3 двумя винтами. Ось 3 закреплена во всасывающем трубопроводе 1 ПРИ помощи втулки 18 и контргайки 19.На свободном конце оси 3 воз Д1т1ной заслонки закреплен неподвижно рычаг 4, который сочленен со штоком 15 (фиг. 2) пневмоципиндра 5(фиг.1).

Пневморедуктор 7 следящего действия состоит из малого 20 (фиг. 4) и большого 21 корпусов, в которых смонтированы детали и узлы. Шток 22 установлен йо втулке 23 штока, ввинченной в корпус 20 и уплотненной кольцом 24. Кольцо 25 установлено для уплотнения штока 22. Наружный конец штока 22 через тягу 10(фиг.1) соединен с одним из концов рейки топливного насоса 11 высокого давления или с рычагом управления регулятором топливного насоса. Второй конец штока 22 (фиг. 4) снабжен буртиком для фик-сации пружины 26 диафрагмы. Втулка штока 22 со стороны защитного чехла 27 вЬшолнена с буртиком для ограничения хода штока 22. Седло 28 диафрагмы со стороны полос.ти 8 также снабжено буртиком для фиксации пружины 26 диафрагмы. На седле 28 диаграммы, которое выполнено с отверстием, сообщакицим полости А и В, у.тановлена неподвижно диафрагма 29, которая закреплена между корпусом 20 и 21 и уплотнена вставкой 30. Корпусы

20и 21 соединены между собой болтами 31 с гайками 32. Седло 28 диафрагмы уплотнено кольцом 33 по корпусу 21. На оси 34 смонтированы впускной 35 и выпускной 36 клапаны. Впускной клапан 35 находится в закрытом состоянии под действием пружины 37. Седло 38 закреплено между корпусом

21и крышкой 39 подвода воздуха, которая поджата болтами 40. Штуцер 41 предназначен для трубки, сообщающей полость В пневморедуктора с атмосферой. Штуцер 42 выполнен для подвода

сжатого воздуха. Штуцер 43 через соединительную трубку б (фиг, 1) связан с воздушной полостью пневмоцилйндра 5.

Устройство работает следующим обг разом.

При работе двигателя на холостом ходу.воздушная заслонка 2 (фиг. 3), связанная со штоком 15 (фиг. 2) ггневмоцилиндра 5 (фиг. 1), находится в полностью прикрытом положении под во действием возвратной пружины 16 (фиг. 2).. Тяга 10 (фиг. 1), связаннАя с рейкой топливного насоса 11 ил с рычагом управления регулятором, имеющая возможность некоторого свободного хода, выбирает его при работе на холостом ходу и при набросе на двигатель(и соответственном перемещение рейки или рычага управления регулятором в сторону увеличения подачи топлива) перемещает шток 22 (фиг. 4) пневморедуктора 7 (фиг. 1), вызывая прогиб пружины 26 диафрагмы, За счет упругой силы пpsoкины диафрагма 29 с седлом 2Э сдвигаются вправо. Выпускной клапан 36 закрыт, преодолевая усилие пружины 37, открывается впускной клапан 35 и сжатый воздух через трубку 8(фиг. 1), крышку 39 подвода воздуха (фиг. 4), полость А и трубку б (фиг. L) подается в воздушную полость пневмоцилиндра 5. сила давления воздуха на диафрагму 29 (фиг. 4) со. стороны полости А, сила упругости пружины 26 диафрагмы, сила упругости пружины 37 и давление в полости В (давление по полости В определяет разрежение во впускном трубопроводе, передаваемое по трубке 9) определяют давление редуцируемого воздуха, поступающего в полость пневмоцилиндра 5(фиг.1). Положение штока 22 определяет силу упругости пружины 26 диафрагмы. Увеличение силы упругости .ПР5ГЖИНЫ 26

диафрагмы, -вызванное увеличением подачи топлива, вызывает увеличение давления воздуха, поступающего в воздушную полость пневмоцилиндра 5

(фиг. 1), поршень 14 (фиг. 2) переАющается, возвратная пружина 16

(Фиг. 2) сжимается и через шток 15 и рычаг 4 (фиг. 3) заслонка переставляется в более открытое положение. Возрастание частоты вршдения коленчатого вала дизеля при постоянном положении органа дозирования топливного насоса 11 вызывает умень (шение давления в полости В пнёвморедуктора (Фиг. 4) , что, в свою очередь, приводит к увеличению давления воздуха в полости А и заслонка переставляется в более закрытое

положение. Зазор в сопряжении тяга

10(фиг. 1) - рейка или рычаг управления регулятором топливного насоса

11- шток 22 (фиг; 4) пневморедуктора 7 (фиг. 1) определяет начало работы последнего. Подбор жесткости пружин 26 и 37 (фиг, 4), диафрагмы 29, пневморедуктора 7 фиг. 1), пружины 16 (фиг. 2).цневмоцилиндра 5

(фиг-. 1) определяет закон переметцения воздушной заслонки 2. Положение, рейки топливного насоса 11, начиная с 45-55% загрузки дизеля, определяет давление воздуха, при котором поршнем 14 (фиг. 2) пневмоцилиндра 5 (фиг. 1) сжата полностью возвратная пружина 16 (фиг. 2) и заслонка 2 (фиг. 3) переведена в полностью открытое положение.

При сбросе нагрузки орган дозирования топливного насоса 11 (фиг. 1) перемещается в сторону уменьшения подачи топлива, уменьшается сила упругости пружины 26 (фиг. 4) диафparNuJ, равновесие сил давления на диафрагму 29 нарушается, под действием давления воздуха со стороны полости А седло 28 диафрагмы открывается от клапана 36 и часть воздуха из полости А и полости пневмоцилиндра 5 (фиг. 1) сбрасывается через полость В, штуцер 41 и трубку 9 (фиг. 1) в атмосферу. Силы, действуквдие на диафрагму, уравновешиваются, но уже при меньшем давлении воздуха, поршень 14 (фиг. 2) со штоком 15 пневмоцилиндра 5 (фиг, 1) перемещаются под действием возвратной пружины 16 (фиг. 2) и воздушная заслонка переставляется в другое менее открытое положение. При уменьшении частоты вращения коленчатого вала давление в полости В пневморедуктора (фиг. 4) возрастает, давление воз духа в полости А (при неизменном положении органа дозирования топливного насосан пневморедуктора) падает, так как часть воздуха сбрасывается во всасывающий трубопровод через трубку 9 (фиг, 1) и заслонка под действием возвратной пружины 6 {фиг. 2) переставляется в другое более открытое положение.

Использование предлагаемого устройства в двигателях внутреннего сгорания позволяет получить экономию топлива на режимах холостого хода и малых нагрузок при использовании дроссел1фования воздуха на впуске, уменьшение выброса сажи в отработавших газах и снижение общего .уровня звукового давления, излучаемого дизелем, о чем свидетельствуют графики, приведенные на фиг. 5-9,

17 f3

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВШТ РЕННЕГО СГОРАНИЯ ПО авт.св. 866253, отличающееся тем, что, с целью повышения топливной экономичности двигателя на режимах частичных .нагрузок и холостого хода при различной частоте вращения коленчатого вала путем уменьшения наполнения цилин гцюв воздухом, пневморедуктор следящего действия подключен к всасывакидему трубопроводу после воздушной заслонки. (Л

rr l Y/////////.

40

Jff

ICr

,«% /.«

«7 f.f f.S tt W

/;

5/

/.

, «f

w

100 гШ/ JwT tm Уш bw тт am ля

4

/VJ-A

п..

ииМ.ет. Put.S.

мв

г

/5

to

Ж ЯО JW

зго за

т tto т т т

too

Ят

79V

ivv

we

«в fft.

ff

f/n/r.e.4.

to t.o 6.0

фиг.7

fO.Q .

(pulj

1700