Способ работы бензинового двигателя Советский патент 1983 года по МПК F02B75/10 

I1O Изобретение относится к авигателе- строению, в частности к ДВС с искровы зажиганием. Известен способ работы бензинового двигателя, заключающийся в пригртовлеНИИ из топлива и возауха богатой и беа ной смесей, раздельного сжигания их в процессе рабочих циклов в цилинцрах ав гателя с послеаугошим объединением про дуктов сгорания в обшей выпускной сиотеме С1 . Недостатком указанного способа явля ется неполное использование возможностей цля снижения токсичности отработавших газов при раздельном с кигании богатой и бедной тепловоздушных смесей в цилинцрах двигателя. Цель изобретения - снижения токсичности отработавших газов двигателя. Указанная цель достигается тем, что рабочие циклы с богатой и бедной смесями в каждом цилиндре двигателя чередуют между собой. При этом, с целью улучшения процесса воспламенения, первоначально сжигают богатую смесь со аначени- ем ,85-0,95, а затем бедную-со значением 0 1,2-1,4. На фиг. 1 приведен один из возможных вариантов плунжерной пары топливно го насоса, обеспечивающий данный способ работы двигателя; на фиг. 2 блоксхема системы управления электромагнитными форсунками. Плунжерная пара топливного насоса, обеспечивакшая непосредственный , шоши ческий впрыск топлива в цилиндр двигателя, содержит плунжер 1 и втулку плун жера 2, размещенные в корпусе нйсоса 3, в котором размещены полость 4 низкого давления топлива и соединительный канал 5, объединяющий отсечные каналы 6 и 7 (соответственно для цикла с богатой и бедной смесью) через золот ник 8. Во втулке 2 плунжера вътолнен питающий канал 9. На плунжере 1 вы-, полнены отсечные кромки Ю и 11. Уго наклона кромки Ю больше, чем кромки 11. . Работадвигателя по предлагаемому способу осуществляется следующим об- разом4 Величины цикловой подачи топлива определяются, как в обычном насосе, активным ходом плунжера 1, а ее изменение обеспечивается поворотом плунжера 1 вокруг своей оси. Однако в зави симос и от положения золотника 8 доэи9рование осуществляется верхней кромкой 1О (положение 1) или нижней - 11 (положение П). При положении 1 нагнетание топлива начинается после, того, как плунжер 1 перекроет каналы 9 и 6 и закончится, когда отсечная кромка 1О откроет канал 6. При положении П нагнетание топлива начинается, как и в предыдущем случае, а закончится, когда нижняя кромка 11 откроет канал 7. Поскольку угол наклона кромки 1О больще, следовательно, она обеспечивает больщий активный ход плунжера и цикловую подачу топлива по сравнению с дозированием к хэмкой 11, имеющей меньший наклон. Необходимъй порядок чередования больщих и малых цикловых подач обеспечивается вращением золотника 8 вокруг своей оси с частотой в четыре раза меньшей частоты вращения коленчатого вала ) ив два раза меньшей час- тоты вращения коленчатого вала насоса (при одновыступном кулачке). Такое соотношение частот вращения обеспечивает следующее чередование: цикл с богатой смесью, цикл с бедной смесью и т.д. Вращение золотника обеспечивается кинематической связью его с валом топливного насоса, например, при помощи шестеренчатой передачи. Соотношение величин цикловых подач устанавливается путем изготовления на плунжере кромок с необходимьпи соотношением углов наклона и может изменяться по углу поворота плунжера, например,. путем изготовления нижней кромки, закон изменения утла наклона которой от личается от линейного. Осуществление рабочего цикла с богатой смесью при работе двигателя по предлагаемому способу при оС 0,85-43,95 характеризуется низким уровнем образования окислов азота и значительным продуктов неполного сгорания, которые, попадая с остаточными газами в свежий заряд следуклдего цикла, обеспечивают повышение устойч 1вости процессов воопламенения и сгорания в нем, что позволяет обеднить смесь в этом цикле до значений oi. 1,2-1,4 при устойчивых процессах воспламенения и сгорания. Осуществление цикла с бедной смесью при указаннък аначеншх характеризуется низким уровнем образования токсических веществ и наличием свободного кислорода, который используется для дожигания продуктов неполного сгорания цикла с богатой смесью. Переход к обычному способу работы периодпуска или для получения макси .мальной моишости авигателя осуществля ется, например, перемещением золотника в осевом направлении цо положения, в котором сечение золотника не имеет выборки и полностью перекрывает канал независимо от вращения золотника. В этом случае дозирование осуществляется только кромкой 10, Воспламенение и сжигание смеси в богатом и бедном цик лах, как и при обычном способе работы, обеспечивается искровой системой зажигания. Второй возможный вариант обеспечения данного способа .работы двигателя осуществляется, например, при впрыске топлива во впускной трубопровод электр магнитными форсунками 12. Блок-схема управления ими содержит датчик запуска ющих импульсов 13, обеспечивающий синхронизацию управляющих импульсов с частотой вращения двигателя, основно хрони рукшее устройство 14, формирующее управляющие импульсы постоянной длительности, независимо от длительнос .запускающих импульсов, блоки коррек1ЦИИ длительности импульсов 15, измени |кшие продолжительность импульсов (и с (ответственно цикловую подачу топлива) зависимости от температуры воздуха ох лаждающей жидкости, режима работы двигателя и др., усилитель 16, переклю чатель каналов 17, обеспечивающий управление форсунками 12 в соответствие с порядком работы двигателя. Датчик импульсов 13 состоит, например, из лам почки Л, фотодиода ФД и диска 18, „ имеющего количество отверстий по числ цилиндров и вращающегося с частотой в два раза меньшей частоты вращения коленвала. Блок-схема также содержит датчик 19, аналогичный датчику 13, и переключатель 2О. Приготовление богатой и бедной смес в последующих циклах обеспечивается следующим образом. Хронирукший блок 14, выполненный (ПО схеме ждущего мультивибратора вырабатьюает импульсы, длительность которых обеспечивает приготовление богатой смеси (ot.O,85-0,95). При подаче импульса датчиком переключатель 20, выполненный по схеме тр гера, изменяет в хронирующем устройстве характеристику элемента, определяк 1ШГО период импульса, например емкость конденсатора или его заряд в RC-мультивибратора или индуктивность трансформатора в LC-мультивибратора так, чтобы длительность импульса сократилась до величины, обеспечивакмцей приготовление бедной смеси (о.1,25-1,4). После формирования импульса меньшей продолжительности хронирующее устройство 14 возвращается к исходному состоянию, т.е., длительность следующего импульса соответствует приготовлению богатой смеси. Необходимое чередование циклов с богатой и бедной смесями обеопечивается вращением диска датчика 19, имекяцего вдвое меныце отверстий чем диск датчика 13 и вдвое меньше частоту вращения. Соотнощения между длительностью импульсов для циклов с богатой смесью и бедной устанавливается экспериментально для каждого режима работы и типа двигателя на основании указанных пределов сб-Это связано с тем, что часть топлива после впрыска осаждается в виде пленки на клапане и впускном трубопроводе, в результате чего она попадает в цилиндр только в следующий цикл, после испарения. Возможен, например, вариант, при котором длительность первого г импульса соответствует подаче топлива на два цикла, а длительность второго, в результате воздействия датчика 19 и переключателя 17, уменьшена до нуля. В первом цикле в цилиндр попадает большая часть впрыснутого топлива, обеспечивая тем самым образование богатой смеси, а во втором, после испарения из пленки, - меньшая, обеспечивая образование бедной смеси. Использование данного способа работы двигателя позволяет расширить предел обеднения смеси до oil не менее 1,4 при устойчивых процессах воспламенения и сгорания в результате осуществления в цилиндре перед циклом с бедной смесью цикла с богатой смесью, снизить выброс окислов азота с ОГ, при одинаковых средних значениях оС для двигателя,, по сравнению с обычным способом работы в результате низкого уровня образования окислов азота как в цикле с богатой так и с бедной смесями. Кроме того, обеспечить состав, благоприятный для работы термического реактора, так как продукты сгорания цикла с бедной смесью име.11035259

ют в своем составе аостаточное копичв« сью, тем самым обесоачять иеаявчвтельо ство кислорода оля окисления продуктов неполного сгорания цикла с богатой сме-

ный выброс углерода в угпевоаорО| .дов .. с ОГ.

1. СПОСОБ РАБОТЫ БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ, заключающийся в приготовлении из топлива .и возцуха богатой и беаной смесей, разцелыюго ежигения их в процессе рабочих циклов в цилинорах двигателя с последующим обье аинением .продуктов сгорания в обшей выпускной системе, отличающий с я тем, что, с целью снижения токсичности отработавших газов, рабочие циклы с богатой и бецной смесями в каждом цилиндре двигателя чередуют между собой. 2. Способ по п. 1,отлича ющ я ft с я тем, что сжигают богатую смесь со значением ,85-O,95, а бедную - со значением cL 1,2-1,4. СО ОР ел ю ел со / /; Й/г./

-}-13

1&

/5

(put.Z