Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02B29/04 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателест- роению, в частности к системам воздухоснабжения двигателей.

Цель изобретения - повышение эф- фективных показателей двигателя путем обеспечения оптимальной температуры поступающего в цилиндры воздуха.

На чертеже приведена принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель 1 содержит турбокомпрессор 2 в составе турбины 3 и компрессора 4. Воздухонапорный патрубок турбокомпрессора 2 подключен к впускному трубопроводу, а газоприемный патрубок - к выхлопному коллектору. Во впускной трубопровод последовательно установлены охладитель 5 и подогреватель 6 воздуха, причем греющая поверхность подогревателя 6 включена в обводной канал 7 магистрали 8 выпуска отработавших газов из турбокомпрессора 2. Обводной канал 7 связан с магистралью 8 выпуска отработавших газов через запорный орган 9, выполненный в виде регулятора расхода, снабженного двумя впускными и двумя выпускными отверстиями. Во впускном отверстии обводного канала, выполненном заодно с первым отверстием регулятора расхода, установлена газовая заслонка 10. Второе отверстие регулятора расхода сообщено с атмосферой и в нем расположена воздушная заслонка 11, а оба выпускные отверстия сообщены с обводным каналом. Регулятор расхода выполнен в виде цилин- дра с перемещающимися в нем подпружиненным поршнем 12, образующим со стенками цилиндра рабочую полость, которая подключена к магистрали 8 выпуска отработавших газов, при этом поршень ки- нематически соединен при помощи штока с газовой 10 и воздушной 11 заслонками. Магистраль выпуска отработавших газов из турбокомпрессора 2 снабжена участком, выполненным в виде эжектора 13. Обвод- ной канал 7 подключен впускным отверстием к магистрали выпуска отработавших газов на участке между турбокомпрессором 2 и эжектором 13, а выпускным отверстием к пассивному соплу 14 эжектора 13, активное сопло 15 которого выполнено в виде участка магистрали 8 выпуска отработавших газов.

Двигатель работает следующим образом.

При низкой температуре атмосферного воздуха, на режимах малых нагрузок и холостом ходу силы давления выпускных газов, воздействующих на поршень 12 регулятора расхода, недостаточно для преодоления усилия пружины, и газовая заслонка 10 находится в открытом положении, обеспечивая максимальный расход газов по обводному каналу 7 и минимальную подачу воздуха через второе отверстие регулятора расхода. При этом подогрев воздуха в подогревателе 6 будет наибольшим. Проходящие по магистрали 8 выпуска отработавшие газы вытекают через активное сопло 15 эжектора 13 и дополнительно обеспечивают увеличение расхода газов по обводному каналу 7.

При увеличении нагрузки двигателя давление отработавших газов в обводном канале 7 повышается, пружина поршня 12 частично сжимается, газовая заслонка 10 прикрывается, а воздушная заслонка 11 открывается. Отработавшие газы в обводном канале 7 смешиваются с воздухом, поступающим из атмосферы через второе впускное отверстие регулятора. Температура смеси понижается и снижается вследствие этого подогрев воздуха в подогревателе. При этом в двигатель подается более холодный заряд, что обеспечивает более полное наполнение цилиндров.

На режиме максимальной мощности давление отработавших газов, воздействуя на поршень 12 регулятора расхода, сжимает пружину, при этом газовая заслонка закрывается, а воздушная заслонка полностью открывается. Атмосферный воздух, подсасываемый через пассивное сопло 14эжектоpa 13, поступает в обводный канал и обеспечивает дополнительное охлаждение яоз- духа.

Таким образом, регулирование температуры воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя, в зависимости от режима работы двигателя путем использования энергии отработавших газов позволяет повысить эффективные показатели двигателя за счет улучшения процессов смесеобразования и сгорания.

Формула изобретения Двигатель внутреннего сгорания, содержащий турбокомпрессор, подключенный воздухонапорным патрубком к впускному трубопроводу, а газоприемным патрубком к выхлопному коллектору двигателя, охладитель и подогреватель воздуха, последовательно установленные во впускном трубопроводе, причем греющая поверхность подогревателя включена в обводной канал магистрали выпуска отработавших газов из турбокомпрессора и этот обводной канал связан с магистралью выпуска отработавших газов через запорный орган, о т - личэющийся тем, что, с целью повышения эффективных показателей двигателя путем обеспечения оптимальной температуры

0

5

0

5

поступающего в цилиндры воздуха, магистраль выпуска отработавших газов из турбокомпрессора выполнена с участком в виде эжектора, обводной канал подключен своим впускным отверстием к магистрали выпуска между турбокомпрессором и эжектором, а выпускным отверстием - к пассивному соплу эжектора, активное сопло последнего выполнено в виде участка магистрали выпуска отработавших газов из турбокомпрессора, запорный орган установлен в обводном канале и выполнен в виде регулятора расхода с двумя впускными и двумя выпускными отверстиями, одно впускное отверстие выполнено заодно с впускным отверстием обводного канала, второе впускное отверстие сообщено с атмосферой, а оба выпускных отверстия сообщены с обводным каналом, причем регулятор расхода выполнен в виде цилиндра с перемещающимся в нем подпружиненным поршнем, образующим со стенками цилиндра рабочую попость, которая подключена к магистрали выпуска отработавших газов, при этом поршень кинематически соединен при помощи штока с газовой и воздушной заслонками, установленными соответственно в первом и втором впускных отверстиях регулятора.