Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02B41/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению. и может быть использовано в дизелях с турбонаддувом, снабженных системой непосредственного охлаждения наддувочного воздуха атмосферным воздухом.

Известен дизель с турбонаддувом и системой охлаждения наддувочного воздуха промежуточным теплоносителем, содержащий цилиндры, в которых установлены поршни и впускные и выпускные клапаны, распределительный вал, турбокомпрессор, соединенный воздухонапорной магистралью с впускным ресивером и газоприемным каналом с выпускным ресивером цилиндров, охладитель наддувочного воздуха, установленный в воздухонапорной магистрали и охлаждаемый водой, водяной насос и радиатор, в котором вода, охлаждающая наддувочный воздух, охлаждается атмосферным воздухом.

Недостатками этого двигателя являются низкая надежность, обусловленная возможностью попадания воды во впускной коллектор и опасностью замерзания воды в зимний период. Для устранения этих недостатков двигатель должен быть снабжен системой непосредственного охлаждения наддувочного воздуха атмосферным воздухом.

Известен дизель с турбонаддувом и системой охлаждения наддувочного воздуха непосредственно атмосферным воздухом, содержащий цилиндры, в которых установлены поршни и впускные и выпускные клапаны, распределительный вал, турбокомпрессор, соединенный воздухонапорной магистралью с впускным ресивером и газоприемным каналом с выпускным ресивером цилиндров, охладитель наддувочного воздуха. установленный в воздухонапорной магистрали и омываемый

VI

4 О

В

атмосферным воздухом, и включенную в коллектор байпасную линию с помещенными в ней заслонкой и теплообменником, омываемым выхлопными газами.

Недостатком этого двигателя является низкая надежность, обусловленная наличием дополнительного теплообменника для подогрева наддувочного воздуха.

Наиболее близким к предлагаемому является двигатель внутреннего сгорания, в том числе и дизельный, содержащий по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра, в которой установлены впускной и выпускной клапаны, подсоединенные соответственно к впускному и выпускному ресиверам, и распределительный вал, причем каждый цилиндр снабжен замкнутой полостью с запорным элементом в виде клапана, а распределительный вал снабжен дополнитель- ным кулачком на каждый цилиндр, расположенным с возможностью его взаимодействия с клапаном сообщения замкнутой полости с цилиндром в конце процесса сжатия перед впрыском топлива и разобщения замкнутой полости в процессе расширения после достижения пикового значения давления, при этом указанная полость заполняется газами, имеющими высокие температуру и давление, а в конце процесса сжатия при открытии клапана газы из полости выходят в цилиндр и смешиваются с находящимся в нем сжатым воздухом, повышая его температуру и давление, что обеспечивает воспламенение впрыскиваемого в цилиндр топлива.

Недостатком этого двигателя является низкая надежность, обусловленная тем, что открытый клапан соединения замкнутой полости с цилиндром омывается газами, имеющими высокую температуру соответствующую максимальной температуре цикла двигателя.

Целью изобретения является повышение надежности двигателя.

Это достигается в двигателе внутреннего сгорания, преимущественно дизельном, содержащем по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра, в которой установлены впускной и выпускной клапаны, подсоединенные соответственно к впускному и выпускному ресиверам, и замкнутую полость сообщаемую с цилиндром при помощи перепускного клапана, причем впускной, выпускной и перепускной клапаны выполнены управляемыми от кулачков распределительного вала.

Распределительный вал выполнен с дополнительным кулачком перепускного клапана и кулачки последнего расположены на валу с возможностью сообщения замкнутой полости с цилиндром в конце процесса расширения перед открытием выпускного клапана и в начале процесса сжатия после закрытия впускного клапана. Кроме того, двигатель снабжен турбокомпрессором, соединенным через воздухонапорную магистраль с впускным ресивером и при помощи

газоприемного канала с выпускным ресивером, и охладителем наддувочного воздуха, установленным в воздухонапорной магистрали.

Двигатель внутреннего сгорания отличается тем, что распределительный вал выполнен чС дополнительным кулачком перепускного клапана и кулачки последнего расположены на валу с возможностью сообщения замкнутой полости с цилиндром в

конце процесса расширения перед открытием выпускного клапана и в начале процесса сжатия после закрытия впускного клапана. Двигатель снабжен турбокомпрессором, соединенным через воздухонапорную магистраль с впускным ресивером и при помощи газоприемного канала с выпускным ресивером, и охладителем наддувочного воздуха, установленным в воздухонапорной магистрали.

На чертеже приведена схема предлагаемого двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндры 1 с размещенными в них поршнями 2, головку 3 цилиндров, в которой установлены впускной 4 и выпускной 5 клапаны, подсоединенные соответственно к впускному 6 и выпускному 7 ресиверам, и замкнутую полость 8, сообщенную с цилиндром 1 при помощи перепускного подпружиненного клапана 9. Впускной 4 и выпускной 5 клапаны выполнены управляемыми от кулачков (не показаны)распредели- тельного вала 10. Для управления

перепускным клапаном 9 на распределительном валу 10 установлен кулачок 11 и выполнен дополнительный кулачок 12. Кулачки 11 и 12 расположены на валу 10 с возможностью сообщения замкнутой полости 8 с цилиндром 1 в конце процесса расширения перед отверстием выпускного клапана 5 и в начале процесса сжатия после закрытия впускного клапана 4. Двигатель снабжен турбокомпрессором 13, соединенным через воздухонапорную магистраль 14 с впускным ресивером 6 и при помощи газоприемного канала 15 с выпускным ресивером 7, и охладителем 16 наддувочного воздуха, установленным в воздухонапорной магистрали 14.

Двигатель работает следующим образом.

В конце процесса расширения продуктов сгорания, т.е. при подходе поршня 2 к- нижней мертвой точке (НМТ) кулачком 14 распределительного вала 5 открывается перепускной подпружиненный клапан 9, полость 8 сообщается с цилиндром 1 и заполняется продуктами сгорания, температура и давление которых соответствуют концу процесса расширения. После этого клапан 9 закрывается и открывается выпускной клапан 5. Продукты сгорания из-, цилиндра 1 через выхлопной ресивер 7 и газоприемный канал 15 поступают в турбину турбокомпрессора 13. Процессу выпуска соответствует перемещение поршня 2 от НМТ к верхней мертвой точке (ВМТ). При подходе поршня 2 к ВМТ выпускной клапан 5 закрывается и открывается впускной клапан 4. Воздух, сжатый в турбокомпрессоре 13, по воздухонапорной магистрали 14 через охладитель 16, в котором наддувочный воздух охлаждается атмосферным воздухом, и впускной ресивер б поступает в цилиндр 1. Процессу впуска соответствует перемещение поршня 2 от ВМТ к НМТ.

При подходе поршня к НМТ впускной клапан 4 закрывается и кулачком 12 распределительного вала 10 открывается клапан 9. При этом полость 8 сообщается с цилиндром 1, продукты сгорания из полости 8 выходят в цилиндр 1, смешиваются с находящимся в нем сжатым в турбокомпрессоре 13 воздухом, повышая его температуру и давление. Клапан 9 закрывается и при перемещении поршня 2 от НМТ к ВМТ в цилиндре 1 идет процесс сжатия смеси воздуха с продуктами сгорания.

При этом температура сжатой в цилиндре смеси наддувочного воздуха с продуктами сгорания даже при низкой температуре окружающей среды оказывается выше температуры воспламенения топлива, впрыскиваемого в цилиндр в конце процесса сжатия.

Наличие на распределительном валудополнительного кулачка перепускного клапана и расположение кулачков с возможностью сообщения замкнутой полости с цилиндром в конце процесса расширения перед открытием выпускного клапана и

в начале процесса сжатия после закрытия впускного клапана снижает температуру газов, омывающих перепускной клапан, и повышает надежность двигателя.

Формула и з о-б р е т е н и я

1. Двигатель внутреннего сгорания,

преимущественно дизельный, содержащий по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра, в которой установлены впускной и выпускной клапаны, подсоединенные соответственно к впускному и выпускному ресиверам, и замкнутую полость, сообщенную с цилиндром при помощи перепускного клапана, причем впускной, выпускной и перепускной

клапаны выполнены управляемыми от кулачков распределительного вала, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, распределительный вал выполнен с дополнительным кулачком перепускного клапана, и кулачки последнего расположены на валу с возможностью сообщения замкнутой полости с цилиндром в конце процесса расширения перед открытием выпускного клапана и в начале процесса

сжатия после закрытия впускного клапана. 2. Двигатель по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что он снабжен турбокомпрессором, соединенным через воздухонапорную магистраль с впускным ресивером и при помощи газоприемного канала с выпускным ресивером, и охладителем наддувочного воздуха, установленным в воздухонапорной магистрали.

fl

13

Сущность изобретения: двигатель содержит цилиндры 1 с поршнями 2, головку 3 цилиндров, в которой установлены впускной (ВПК) 4 и выпускной (ВЫПК) 5 клапаны, подсоединенные соответственно к впускному (ВПР) 6 и выпускному (ВЫПР) 7 ресиверам, и замкнутую полость (ЗП) 8, сообщенную с цилиндром 1 через перепускной клапан (ПК) 9. При этом ВПК 4, ВЫПК 5 и ПК 9 выполнены управляемыми от кулачков распределительного вала(РВ) 10. Кулачки 11 и 12 ПК 9 расположены на РВ 10 с возможность сообщения ЗП 8 с цилиндром 1 в конце процесса расширения перед открытием ВЫПК5 и вначале процесса сжатия после закрытия ВПК 4. Двигатель снабжен турбокомпрессором 13 и охладителем 16 наддувочного воздуха. 1 з.п. ф-лы. 1 ил. СО