Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК F02D13/06 F02D17/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестр ению, и может найти применение в д гателях внутреннего сгорания с рег лированием мощности путем отключения цилиндров. Известен двигатель внутреннего сгорания (две) с регулированием мо ности путем отключения цилиндров, содержащий в каждом цилиндре по ме шей мере один подпружиненный клапа газораспределения с направляющей, установленный в головке цилиндров, периодически контактирующий с седлом и кинехлатически связайный с у лачком распреде1-.ительного вала, и орган перекрытия впускного и выпускного каналов отключаемого цилиндра, снабженный приводом l. В известном двигателе органом перекрытия служит сам клапан газораспределения, кинематически . связанный с кулачком распределительного вала. Отключение или включение газообмена между цилиндром и впускHbBvi и (или выпускным) каналами осуществляется изменением длины штанги под воздействием гидравлического толкателя, выполненного в виде телескопических подпружиненньЕх; стаканов-, промежуточная полость которых сообщена с гидросистемой. Однако известный двигатель не- . возможно запустить на всех цилиндр из-за отсутствия перед запуском давления масла в гидротолкателях, что ухудюает надежность запуска дв гателя j особенно при низких температурах, что, в свою очередь, снижает надежность двигателя в целом. Цель изобретения - повышение на дежности. Поставленная цель достигается т что в две с регулированием мощност путем отключения цилиндров, содержащем в каждом цилиндре по меньшей мере один подпружиненный клапан га зораспределения с направляющей, ус тановленный в головке цилиндров, п риодически контактирующий с седлом кинематически связанный с кулачком распределительного вала, и орган перекрытия впускного и выпускного каналов отключаемого цилиндра, сна женный приводом, орган перекрытия выполнен в виде цилиндрических заглушек , каждая из которых; расположена в канале, установлена на направляющей клапана с возможностью осевого перемещения, выполнена с коническим скосом на одном торце и связана с приводом через подпружиненный толкатель, а седло клапана выполнено с дополнительным посадоч нам пояском для контакта с заглушкой. Привод заглушки выполнен в виде гидроцилиндра, поршень которого связан с толкателем заглузаки, а корпус снабжен, каналами для подключения к магистрали подачи масла под давлением. Двигатель может быть снабжен ограничителем хода заглушки и последний выполнен в виде регулируемого упора, установленного на головке цилиндров. На чертеже изображен двигатель с регулированием мощности путем отключ ения цилиндров (пунктирной линией показан орган перекрытия в конечном положении). Двигатель содержит клапан 1 газораспределения с направляющей 2, устйновленный в головке 3 цилиндров и кинематически связанный с кулачком 4 распределительного вала при помощн толкателя 5, штанги б и коромысла 7, и орган перекрытия впускного и выпускного каналов отключаемого цилиндра с приводом. Орган перекрытия выполнен в виде цилиндрических заглушек 8 (показана одна заглушка), расположенных во впускном (не показан) и выпускном 9 каналс1Х. Заглушка 8 установлена на направляющей 2 с возможностью осевого перемещения и выполнена с коническим скосом 10 на одном торце и связана с приводом через толкатель 11, снабженный пружиной 12. Седло 13 клапана 1 выполнено с дополнительным посадочным пояском 14 для контакта с заглушкой 8. Привод заглушки 8 выполнен в виде гидроцилиндра 15, поршень 16 со штоком 17 которого связан с толкателем 11 заглушкн 8 при помощи нажимной пластины. 18, а корпус гидроцилиндра снабжен каналеили 19 для подключения к магистрали подачи масла под давлением. Подача масла в корпус гидроцилнндра регулируется краном 20. В корпусе гидроцилиндра 15 установлен предохранительный клапан 21. Двигатель может быть снабжен ограничителем хода зуглушки, выполненным в виде регулируемого упора 22, установленного на головке 3 цилиндров (показано положение регулируемого упора 22, при котором заглушка 8 в нижнем положении может соприкасаться с седлом клапана 1). Двигатель работает следую11 им образом. При малой нагрузке на дизель (до О, 4 ) и холостом ходу выключают с помощью известных устройств подачу топлива в половину цилиндров, и повдротом крана 20 соединяют напорную масляную магистралв с внутренней полостью гидроцилиндра 15. Поршень 16 со штоком 17 перемещается и через нажимную пластину 18 воздействует на толкатель 11, который посредством поводка перемещает заглушку 8 до соприкосновения с седлом 13 клапана 1, возвратная пружина 12 толкателя 11 при этом сжимается. Газовоздушный канал 9 закрывается.

После перекрытия впускных и выпускных каналов цилиндра его газообмен с газовоздушным трактом прекрацается. При этом, если даззление газов в цилиндре двигателя на такте выпуска создает большее усилие на заглушку 8, чем усилие на штока гидроцилиндра 15, заглушка 8 поднимается, пропуская газ в выпускной канал 9 и, воздействуя на поршень 16 со штоком 17 по::реяством поводка, толкателя 11 и нажимной пластины 18 вытесняет через предохранительный клапан часть масла из внутренней полости гидроцилиндра на слив.

Затем под давлением масла поршен со штоком снова прижимает заглушку 8 к седлу 13 клапана 1. Давление в отключенных цилиндрах уменьшается к практически устраняются потери на насосные ходы. Это, наряду с. улучшением качества рабочего процесса в неотключенных цилиндрах, приводит к повышению экономичности двигателя при отключении части цилиндров.

Для включения газообмена поворотом крана соединяют внутреннюю полость гидроцилиндра со сливом, возвратная пр)пкина толкателя, разжимаясь, вытесняет масло из гидроцилиндра на слив и тоднимает заглушку 8 в верхнее положение. Включается подач топлива в цилиндр и он работает в обычном режиме.

Установка регулируемого упора в положение, при котором заглушка не соприкасается с седлом клапана при срабатывании гидроцилиндра (этому препятствует контакт нажимной пластины с упором), позволяет производит регулирование газообмена в цилиндрах двигателя (на малых нагрузках и холостом ходу) .по методу дросселирования на впуске или выпуске (подача топлива в цилиндры при этом не прекращается) . Применение дросселирования на впуске или выпуске позволяет на малых нагрузках и холостом ходу держать в оптимальных пределах коэффициент избытка воздуха в цилиндрах, что обеспечивает более экономичную работу дизеля на указанных режимах.

Исполнение привода цилиндрической заглушки в виде гидроцилиндра не является единственным вариантом может быть использован пневмопривод, механический и электрический привод и т.д.

Таким образом, выполнение двигателя внутреннего сгорания с регулированием мощности путем отключения цилиндров с органом перекрытия отключаемого цилиндра в виде не связанных с кулачком распределятепъного валаf цилиндрических заглушек, каждая из которых расположена в канале, установлена на направляющей с возможностью осевого перемещения, выполнена с коническим скосом на одном торце и связана с приводом через подпружиненный толкатель, позволяет производить запуск двигателя на всех цилиндрах.

Как показывают лабораторные испытания дизеля СМД-62, надежность запуска двигателя на шести цилиндрах вдвое выие, чем на трех цилиндрах.

Кроме этого, при испьгганиях предложенного двигателя на холостом ходу к малых нагрузках (до ) в сочетании с отключением топлива отмечено повышение экономичности дизеля на 5-30% (в зависимости от нагрузки) в сравнениис серийные вариантом двигателя.

f/

20

Подвод

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С регулированием мощности путем отключения цилиндров, содерЖсцций в каждсм цилиндре по меньшей мере один подпружиненный клапан газораспределения с направляняцей, установленный в головке цилиндров, периодически контактирующий с седле и кинематически связанный с кулачксм распределительного вала, и орган перекрытия впускного и вштус- кного каналов отключаемого цилиндра, снабженный приводом, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения надежности, орган перекрытия выполнен в виде.цилиндрических заглушек, каждая из которых расположена в канале, установлена на направляющей клапана с возможностью осевого перемещения, выполнена с коническим скосом на одном торце и связана с приводом через подпружиненный толкатель , а седло клапана выполнено с дополнительным посадочным пояском для контакта с заглушкой. 2.Двигатель по п. 1, отличающий с я тем, что привод заглушки выполнен в виде гидроцилиндра, поршень которого связан с толкатеI лем заглушки, а корпус снабжен каналами для подключения к магистрали {Я подачи масла под давлением. 3.Двигатель по п. 1, о т л ичающийся тем, что он снабжен ограничителем хода заглушки, . выполненным в виде регулируемого упора, установленного на головке цилиндров . о: 00 о