Двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом Советский патент 1988 года по МПК F02B37/00 F02D23/00 

4

4: Is5

О5 00

to

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом и дополнительным источником сжатого воздуха.

Целью изобретения является сокращение времени переходных процессов и улучшение приемистости путем подачи дополнительного сжатого воздуха организованным потоком, направленным в сторону цилиндра, при открытых впускных клапанах и в период перекрытия клапанов.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого двигателя; на фиг. 2 - диаграмма фаз газораспределения (где h - величина подъема клапанов; ot- - угол поворота коленчатого вала, град.; ВМТ - верхняя мертвая точка; НМТ - нижняя мертвая точка); на фиг. 3 - механизм для подачи дополнительного сжатого воздуха; на фиг. 4 - диаграмма фаз газораспределения.

Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с головкой 2, турбокомпрессор 3, источник 4 сжатого воздуха, золотник 5 и дополнительный клапан 6 подачи воздуха в цилиндр 1. В головке 2 цилиндра 1 размещены впускной 7 и выхлопной 8 ка- налы, в которых установлены клапаны 9 и 10 с приводом 11. Турбокомпрессор 3 подсоединен через воздухонапорный патрубок 12 и воздушный ресивер 13 к впускному каналу 7 каждого цилиндра 1 и через газоприемное отверстие 14 и выпускной коллектор 15 к выхлопному каналу 8 каждого цилиндра 1. Источник 4 сжатого воздуха подключен через трубопровод 16 подачи сжатого воздуха к каждому впускному каналу 7. Золотник 5 установлен в трубопроводе 16 подачи сжатого воздуха и подключен к регулятору 17 подачи сжатого воздуха Дополнительный клапан 6 подачи воздуха в цилиндр 1 снабжен приводом 18, установлен в головке 2 и подключен к трубопроводу 16 подачи сжатого воздуха.

Источник 4 сжатого воздуха выполнен в виде приводного нагнетателя, выпускной патрубок 19 которого соединен с трубопроводом 16 подачи сжатого воздуха и через перепускной канал 20 связан с всасывающим патрубком 21, последний подключен к воз- духонапорному патрубку 12 турбокомпрессора 3. Золотник 5 установлен в стыке выпускного патрубка 19 с перепускным каналом 20 и с трубопроводом 16 подачи сжатого воздуха и выполнен с возможностью поочередного перекрытия перепускного канала 20 и трубопровода 16 подачи сжатого воздуха. Привод 18 дополнительного клапана 6 может быть выполнен заодно с приводом 11 впускного клапана 9 в виде рычага 22 с двумя выступами 23 и 24, каждый из которых со пряжен с одним из клапанов 6 и 9.

На фиг. 2 приведены кривые 25-28 соответственно подъема впускного 9, выпуск

0

5

0

5 0

55

ного 10 клапанов, дополнительного клапана 6 в период перекрытия клапанов 9 и 10, на фиг. 4 - кривые соответственно подъема выпускного 10, впускного 9 и дополнительного 6 клапанов.

Дополнительный клапан 6 сообщен с впускным каналом 7 с помощью каналов 32, размещенных вблизи с впускным клапаном 9 с возможностью подачи сжатого воздуха в цилиндр 1. Регулятор 17 имеет связь 33 с датчиком нагрузки и связь 34 с воздушным ресивером 13.

Двигатель работает следующим образом.

В турбокомпрессоре 3 осуществляется сжатие воздуха, затем подача его через воздухонапорный патрубок 12, воздушный ресивер 13 и впускной канал 7 в цилиндр 1 двигателя. В цилиндре 1 осуществляется сжатие, воздущного зазора, впрыск топлива, его сгорание и в момент открытия выпускного клапана 10 выпуск отработавших газов и подача их через выхлопной канал 8 и выпускной коллектор 15 в газоприемное отверстие 14 турбокомпрессора 3.

Для повышения приемистости двигателя в период переходного процесса осуществляется подача в цилиндр 1 сжатого воздуха от источника 4 сжатого воздуха через золотник 5, трубопровод 16 подачи сжатого воздуха, дополнительный клапан 6 и каналы 32. Причем подачу сжатого воздуха осуществляют при открытом впускном клапане 9 в период перекрытия впускного 9 и выпускного 10. клапанов и с момента начала такта сжатия до момента закрытия впускного клапана 9 (кривые 25-28).

При этом с помощью золотника 5 и регулятора 17 (имеющего связи 33 и 34 с датчиком нагрузки и воздушным ресивером) осу- п ествляется перепуск дополнительного сжатого воздуха из выпускного патрубка 19 источника 4 (приводного нагнетателя) через перепускной канал 20 во всасывающий патрубок 21. Это позволяет регулировать количество дополнительно сжатого воздуха обратно пропорционально давлению наддува от определенной величины (определяемой для каждого двигателя отдельно) до прекращения подачи в момент достижения заданного давления наддува, соответствующего принятой нагрузке.

При работе двигателя может контролироваться противодавление на выпуске из 50 турбокомпрессора, а величину давления сжатого воздуха изменяют пропорционально величине противодавления. Это позволяет устранить заброс газов из цилиндра 1 в реси вер 13 через впускной клапан 9.

При выполнении заодно приводов 11 и 18 клапанов 9 и 6 с помощью рычага 22 и выступов 23 и 24 может быть осуществлена в конце впуска подачи сжатого воздуха (участок cd) с симметричной фазой по от5

0

45

ношению к подаче этого воздуха в начале такта впуска (участок аЬ).

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания с тур- бонаддувом, содержащий по меньшей мере один цилиндр, снабженный размещенными в его головке впускным и выхлопным каналами и установленными в них клапанами с

установленный в головке и подключенный к трубопроводу подачи сжатого воздуха, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени переходных процессов, источник сжатого воздуха выполнен в виде приводного нагнетателя, у которого выпускной и впускной патрубки соединены между собой через перепускной канал, выпускной патрубок соединен с трубопроводом подачи сжатого воздуха и впускной патрубок подключен к

приводом, турбокомпрессор, подсоединен- воздухонапорному патрубку турбокомпрессоный через воздухонапорный патрубок и воз- дущный ресивер к впускному каналу каждого цилиндра и через газоприемное отверстие и выпускной коллектор к выхлопному каналу каждого цилиндра, источник сжатого воздуха, подключенный через трубопровод подачи сжатого воздуха к каждому впускному каналу, золотник, установленный в трубопроводе подачи сжатого воздуха и подключенный к регулятору подачи сжатого воздуха, и дополнительный клапан подачи воздуха в цилиндр, снабженный приводом.

ра, а золотник установлен в стыке выпускного патрубка с перепускным каналом и с трубопроводом подачи и выполнен с возможностью поочередного перекрытия перепуск- 15 ного канала и трубопровода подачи сжатого воздуха.

20

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что привод дополнительного клапана выполнен заодно с приводом впускного клапана в виде рычага с двумя выступами, каждый из которых сопряжен с одним из клапанов.

установленный в головке и подключенный к трубопроводу подачи сжатого воздуха, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени переходных процессов, источник сжатого воздуха выполнен в виде приводного нагнетателя, у которого выпускной и впускной патрубки соединены между собой через перепускной канал, выпускной патрубок соединен с трубопроводом подачи сжатого воздуха и впускной патрубок подключен к

воздухонапорному патрубку турбокомпрессо воздухонапорному патрубку турбокомпрессора, а золотник установлен в стыке выпускного патрубка с перепускным каналом и с трубопроводом подачи и выполнен с возможностью поочередного перекрытия перепуск- 15 ного канала и трубопровода подачи сжатого воздуха.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что привод дополнительного клапана выполнен заодно с приводом впускного клапана в виде рычага с двумя выступами, каждый из которых сопряжен с одним из клапанов.

Изобретение позволяет сократить время переходных процессов в двигателе и улучшить приемистость путем подачи дополнительного сжатого воздуха организованным потоком, направленным в сторону цилиндра, при открытых впускных клапанах (К) и в период перекрытия К. Источник 4 сжатого воздуха выполнен в виде приводного нагнетателя, выпускной патрубок (П) 19 которого связан через трубопровод (ТБ) 16 подачи сжатого воздуха с впускным каналом 7 цилиндра 1, а через перепускной канал 20 - с всасывающим П 21, подключенным к воз- духонапорному П 12 турбокомпрессора 3. Золотник 5 установлен в стыке П 19 с каналом 20 и ТБ и выполнен с возможностью поочередного перекрытия канала 20 н ТБ, подключенного к каналу 7. При помощи золотника осуществляется перепуск дополнительного сжатого воздуха из П 19, что позволяет регулировать кол-во дополнительного сжатого воздуха пропорционально давлению наддува от определенной величины до прекращения подачи в момент достижения заданного давления наддува, соответствующего принятой нагрузке. Привод дополнительного К 6, установленный в головке 2 и подключенный к ТБ, м.б. выполнен заодно с приводом впускного К 9 цилиндра в виде рычага с двумя выступами, каждый из которых сопряжен с одним из К 6 и 9. Такое выполнение позволяет обеспечить в конце впуска подачу сжатого воздуха с симметричной фазой по отнощению к подаче этого воздуха в начале такта впуска. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. 5 сл CZ

/7

26

28

ВМТ

9иг.2

h

быпуск

Впуск