Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК F01P3/20 F02B29/04 

2 36 26

Изобретение м.б. использован ; в /uinia телях жидкостного охлаждения г r p -i«na;i- дувом. Цель изобретения - yMci:i iiif fii(.- расхода топлива при низких т-рах атмосферпог о воздуха. При низких т-рах воздух, нагнетаемый компрессором 6 агрегата 7 наддува, поступает в полость клапана (К) 8. Датчик 22 т-ры не оказывает воздействия на пор

(Л

N

СП ГО

со 00

тень 25 сервоцилиндра 23, давление в его полости 35 мало и К 8 перекрывает выпуск мое отверстие 14 его корпуса. Наддувочный воздух (НВ) через выпускные отверстия И поступает к подогревателю 10, после чего поступает во впускной трубопровод 15 двигателя 1. Подогрев.воздуха в подогревателе 10 осуществляется теплом охлаждающей жидкости. Одновременно регулятор 17 расхода отработавщих газов перекрывает часть проходного сечения выпускного патрубка 18 турбины 16. По мере роста нагрузки увеличивается доля НВ, пропускаемая через охИзобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению,в частности к системам охлаждения двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом автотракторного типа, и может быть использовано в силовых установках транспортных средств и сельскохозяйственных машин.

Цель изобретения - уменьшение расхода топлива при низких температурах атмосферного воздуха.

На фиг. 1 представлена схема двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом; на фиг. 2 - конструкция подогревателя наддувочного воздуха.

Двигатель внутреннего сгорания содержит контур циркуляции охлаждающей жидкости, включающий полости охл.аждения двигателя 1, радиатор 2 и жидкостной насос 3, подклкзченный всасывающим патрубком 4 к радиатору 2, а напорным -патрубком 5 - к полостям охлаждения двигателя 1, систему воздухоснабжения, включающую компрессор 6 агрегата 7 наддува, тройниковый клапан 8 с приводом 9, размещенный в корпусе, жидкостной подогреватель 10 наддувочного воздуха, подключенный через первое выпускное отверстие 11 корпуса клапана 8 и впускное отверстие 12 к нагнетательной полости (не показана) компрессора б, охладитель 13 наддувочного воздуха, сооб- ц енный через второе выпускное отверстие 14 корпуса клапана 8 и впускное отверстие 12 с нагнетательной полостью компрессора 6, и впускной трубопровод 15, соединенный с охладителем 13 и подогревателем 10 наддувочного воздуха, систему выпуска отработавших газов, включающую турбину 16 агрегата 7 наддува и регулятор 17 расхода газа, установленный в выпускном патрубке 18 турбины 16, кожух 19 подвода охлаждающего воздуха, в котором последовательно ус

ладитель 13 НВ. При резком нажатии на педаль 21 распределительный кран 33 подсоединяет компрессор 34 к надпоршневым полостям 37 и 38 цилиндров-ускорителей 27 и 28. К 8 и регулятор 17 расхода газа кратковременно открываются, в результате чего растет производительность компрессора 6 и основная часть воздуха поступает в двигатель 1 через охладитель 13, что приводит к увеличению подачи воздуха. В результате сокращается время переходных процессов и улучшается динамика двигателя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

ановлены охладитель 13 наддувочного возуха, радиатор 2 и вентилятор 20, кинематически связанный с валом двигателя 1, орган 21 управления. Двигатель также снаб- жен датчиком 22 температуры воздуха, первым и вторым сервоцилиндрами 23 и 24 с подпружиненными поршнями 25 и 26, первым и вторым цилиндрами-ускорителями 27 и 28 с порщнями соответственно 29 и 30, насосом-ускорителем .31 с напорной полостью 32, распределительным краном 33 и воздущным насосом 34.

Датчик 22 температуры воздуха вьшол- нен в виде герметичной емкости с одной подвижной стенкой, заполненной терморасщи- ряющимися наполнителем, первый сервоци- Линдр 23 надпоршневой полостью 35 сообщен с нагнетательной полостью компрессора 6, а его поршень 25 связан с подвижной стенкой датчика 22 температуры и приводом 9 тройникового клапана 8. Надпоршневая полость 36 второго сервоцилиндра 24 сообщена с нагнетательной полостью компрессора 6, а его поршень 26 связан с регулятором 17 расхода газа. Надгюршневые полости 37 и 38 цилиндров-ускорителей 27 и 28 соедине- ны с воздушным насосом 34 через распределительный кран 33, при этом поршень 29 первого цилиндра-ускорителя 27 связан с приводом 9 тройникового клапана, 8, а поршень 30 второго цилиндра-ускорителя 28 связан с регулятором 17 расхода газа. Насос-ускоритель 31 соединен с органом 21 управления и подключен напорной полостью 32 к распределительному крану 33.

Подогреватель 10 наддувочного воздуха может 6bitb подключен к контуру циркуляции параллельно радиатору 2 и выполнен в виде закрепленных в трубной досКе ореб- ренных трубок 39, причем .трубная доска выполнена в виде двух пластин 40 и 41 и прокладки 42 из эластомера между ними.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

При низких температурах атмосферного воздуха на режимах холостого хода и малых нагрузок двигателя воздух, нагнетаемый компрессором 6 агрегата 7 наддува, поступает в полость тройникового клапана 8. Датчик 22 температуры под влиянием низкой температуры атмосферного воздуха не оказывает воздействия на поршень 25, а давление наддувочного воздуха в надпоршневой полости 35 мало, поэтому клапан 8 перекрывает выпускное отверстие 14. Наддувочный воздух направляется через первые выпускные отверстия 11 к подогревателю 10, где происходит подогрев наддувочного воздуха перед его поступлением во впускной трубопровод 15 двигателя 1. В жидкостные полости подогревателя 10 поступает горячая жидкость из полостей охлаждения двигателя 1, где она отдает тепло воздуху, после чего охлажденная жидкость поступает во всасывающий патрубок 4 жидкостного насоса 3. Регулятор 17 расхода отработавших газов перекрывает часть проходного сечения выпускного патрубка 18 турбины 16, что способствует увеличению температуры отработавших газов. Подогрев наддувочного воздуха в воздухоподогревателе при увеличении температуры отработавших газов приводит к уменьшению дымности и токсичности отработавших газов.

При увеличении нагрузки двигателя возрастает давление и температура наддувочного воздуха. Под действием давления наддувочного воздуха поршень 25 перемещает привод 9 клапана 8, который открывает отверстие 14, и часть наддувочного воздуха поступает в охладитель 13 наддувочного воздуха. Другая часть наддувочного воздуха выходит из отверстия 11 корпуса клапана 8 в подогреватель 10. Во впускном трубопроводе 15 происходит выравнивание температуры наддувочного воздуха перед его поступлением в цилиндры двигателя 1. Поршень 26 воздействует на регулятор 17 расхода газа, который открывает выпускной патрубок 18 турбины 16.

При дальнейшем увеличении нагрузки двигателя возрастающее давление наддувочного воздуха в надпоршневых полостях 35 и 36 сервоцилиндров 23 и 24 приводит к наибольшему перемещению поршней 25 и 26. Отверстие 11 перекрывается клапаном 8. Весь поток наддувочного воздуха проходит через охладитель 13, где происходит его интенсивное охлаждение. Регулятор 17 расхода газа полностью открывает проходное сечение патрубка 18. Более раннему закрытию отверстия 11 способствует рост температуры атмосферного воздуха, при этом датчик 22 температуры воздействует на поршень 25, который при меньшем давлении переместит привод 9 клапа1 а 8.

При paooTi, двигателя на холостом ход 5 масса поверхности теплообмена охладителч 3 охлаждается до температуры окружаю- .щен среды. При резком нажатии на педаль органа 21 управления происходит кратковременное увеличение давления жидкости в

-Q насосе-ускорителе 31. Давление жидкости передается в распределительный кран 33, который соединяет надпоршневые полости 37 и 38 цилиндров-ускорителей 27 и 28 с воздушным насосом 34. Сжатый в насосе 34 воздух воздействует на поршни 29 и 30, пе15ремещение которых приводит к кратковременному закрытию отверстия 11 клапаном 8 и полному открытию проходного сечения патрубка 18 регулятором 17 расхода газа. Проходя через охладитель 13, наддувочный воз20 дух отдает свою теплоту массе поверхности теплообмена, при этом плотность наддувочного воздуха кратковременно резко возрастает, что приводит к уменьшению времени разгона двигателя. В дальнейшем давление жидкости в насосе-ускорителе 31 пада25 ет и кран 33 разобщает полости 37 и 38 с воздушным насосом 34 и сообщает их с атмосферой. Клапан 8 и регулятор 17 расхода газа возврашаются в положения, которые задаются давлением наддувочного воз0 духа в напорной полости компрессора 6 и усилителем датчика 22 температуры. При медленном перемещении педали органа 21 управления давление жидкости в насосе-ускорителе 31 не изменяется.

5 Выполнение трубных досок подогревателя 10 из двух пластин 40 и 41 с установкой между пластинами прокладки 42 из эластомера способствует гашению пульсаций давления охлаждающей жидкости и компенсаQ ции термических напряжений в конструкции подогревателя, что приводит к повышению надежности конструкции при одновременном уменьшении ее стоимости за счет применения способа механической сборки в качестве технологии производства подогревателя.

5

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет поддержать температуру наддувочного воздуха на оптимальном уровне как на установившихся режимах работы двигателя, так и при быстрой смене режимов вне

0 зависимости от нагрузки и температуры атмосферного воздуха, что приводит к уменьшению расхода топлива, содержанию вредных веществ в отработавших газах.

5Формула изобретения

. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий контур циркуляции охлаждающей жидкости, включающий полости охлаждения двигателя, радиатор и жидкостной насос, подключенный всасывающим патрубком к радиатору, а напорным - к полостям охлаждения двигателя, систему воздухоснаб- жения, включающую компрессор агрегата наддува, жидкостной подогреватель наддувочного воздуха, подключенный жидкостными полостями к контуру циркуляции охлаждающей жидкости, а воздущными - к нагнетательной полости компрессора, охладитель наддувочного воздуха, сообщенный с Ю нагнетательной полостью компрессора, и впускной трубопровод, соединенный с охладителем и подогревателем наддувочного воздуха, систему выпуска отработавших гателем, тройниковый клапан, установленный в корпусе, снабженном впускным и двумя выпускными отверстиями и сообщенном впускным отверстием с нагнетательной полостью компрессора, одним из выпускных отверстий - с охладителем, а другим - с подогревателем наддувочного воздуха, первый сервоцилиндр надпорщневой полостью сообщен с нагнетательной полостью компрессора, а его порщень связан с подвижной стенкой датчика температуры и приводом тройникового клапана, второй сервоцилиндр надпоршневой полостью сообщен с нагнетательной полостью компрессора, а его поршень связан с регулятором расхода газа.

зов, включающую турбину агрегата надду- надпоршневые полости обоих цилиндров-усва и регулятор расхода газа, установленный в выпускном патрубке турбины, кожух подвода охлаждающего воздуха, в котором последовательно установлены охладитель наддувочного воздуха, радиатор и вентилятор, и орган управления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода топлива при низких температурах атмосферного воздуха, 1)11 снабжен датчиком температуры воздуха, rpoi iHiiKOBbiM клапаном с приводом, первым

20

корителеи соединены с воздушным насосом через распределительный кран, порщень первого ци-линдра-ускорителя связан с приводом тройникового клапана, а поршень второго - с регулятором расхода газа, насос-ускоритель соединен с органом управления и подключен напорной полостью к распределительному крану.

и иторым сервоцилиндрами с подпружинен- 25 подключен к контуру циркуляции охлаж- ными поршнями, первым и вторым цилиндра- дающей жидкости параллельно радиатору.

Ml).тонной терморасширяющимся наполнителем, тройниковый клапан, установленный в корпусе, снабженном впускным и двумя выпускными отверстиями и сообщенном впускным отверстием с нагнетательной полостью компрессора, одним из выпускных отверстий - с охладителем, а другим - с подогревателем наддувочного воздуха, первый сервоцилиндр надпорщневой полостью сообщен с нагнетательной полостью компрессора, а его порщень связан с подвижной стенкой датчика температуры и приводом тройникового клапана, второй сервоцилиндр надпоршневой полостью сообщен с нагнетательной полостью компрессора, а его поршень связан с регулятором расхода газа.

0

корителеи соединены с воздушным насосом через распределительный кран, порщень первого ци-линдра-ускорителя связан с приводом тройникового клапана, а поршень второго - с регулятором расхода газа, насос-ускоритель соединен с органом управления и подключен напорной полостью к распределительному крану.

ирокладки из эластомера между ними.

J3

0