Устройство для запуска двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02N7/00 

Изобретение относится к области дви- гателестроения и может быть использовано преимущественно для запуска судовых малоразмерных дизелей,

Известно устройство для стартерного запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее сериесный электромотор постоянного тока, электрическую аккумуляторную батарею, муфту свободного хода, механизм ввода в зацепление приводной шестерни с зубчатым венцом маховика и зарядный генератор 1.

Недостаток указанного устройства заключается в недостаточной надежности, обусловленной тем, что затруднен запуск двигателя при низкой температуре окружающей среды и не исключается отказ при пуске двигателя в результате разрядки электрической аккумуляторной батареи при попадании в нее влаги, например, при запуске дизеля спасательной шлюпки в условиях высокой волны на море.

Известно также устройство для запуска двигателя внутреннего сгорания содержащее гидромотор, кинематически соединенный с коленчатым валом двигателя, гидроаккумулятор, связанный первым тру-- бопроводом через гидронасос с баком рабочей жидкости и вторым трубопроводом через двухпозиционный распределитель и регулирующий орган с гидромотором, и сливной трубопровод 2

Известное устройство недостаточно эффективно, поскольку нерационально используетсянакоплениявгидроаккумуляторе потенция чьи л ч тнсрыч

ч|

sj

О

ел

00

для запуска двигателя при температуре окружающей среды от минус 15°С до плюс 45°С, как это предусмотрено Международной конвекцией по охране человеческой жизни на море, 1983 г.

Целью изобретения является повышение эффективности устройства для запуска двигателя внутреннего сгорания.

Поставленная цель достигается тем, что двухпозиционный распределитель выполнен в виде электромагнитного клапана, а регулирующий орган - в виде дроссельного клапана, установленного с возможностью изменения расхода жидкости в зависимости от температуры окружающей среды, причем дроссельный клапан снабжен термочувствительным элементом с рабочим и нерабочим участками и двуплечим рычагом, выполнен в виде рабочей части с хвостовиком и размещен в полом корпусе с крышкой с возможностью осевого перемещения и образованием осевого зазора между рабочей частью клапана и его седлом, выполненным в крышке, хвостовик через рычаг связан с рабочим участком термочувствительного элемента, размещенного в корпусе и закрепленного нерабочим участком на крышке, в последней установлен штуцер подвода рабочей жидкости, а в корпусе - штуцер отвода жидкости, благодаря чему снижаются энергетические потери при запуске двигателя в результате оптимального расхода рабочей жидкости за счет изменения зазора в дроссельном клапане в зависимости от температуры окружающей среды и автоматического отключения электромагнитным клапаном подачи рабочей жидкости в гидромотор в момент запуска двигателя.

На фиг. 1 изображена гидравлическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - дроссельный клапан; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Устройство для запуска двигателя внутреннего сгорания содержит бак с рабочей жидкостью 1, гидроаккумулятор 2, ручной поршневой гидронасос 3, причем гидроаккумулятор трубкой 6 с одной стороны соединен через указанный насос и всасывающий трубопровод 4, на котором смонтированы фильтр 5 и обратный клапан 7, с баком рабочей жидкости, а с другой стороны - трубопроводом высокого давления 8 с гидромотором 9, который кинематически соединен с коленчатым валом двигателя с помощью муфты свободного хода (не показано). При этом на трубопроводе высокого давления установлены электромагнитный клапан 10, запорный клапан 11 и дроссельный клапан 12. При помощи сливного трубопровода 13 гидромотор соединен с баком

рабочей жидкости. На гидроаккумуляторе установлен манометр 14 для контроля давления рабочей жидкости при его зарядке с помощью ручного поршневого гидронасоса.

Дроссельный клапан (фиг. 2 и 3) содержит корпус 15, в котором герметично установлен клапан 16 с возможностью перемещения в осевом направлении. Для этого его хвостовик с помощью штифта 17

0 соединен с двуплечим рычагом 18, который на оси 19 закреплен на кронштейне 20, образуя плечо 2, Этот же рычаг с помощью штифта 21 соединен своим вторым плечом IVс термочувствительнымэлементом 22, вы5 полненным из органического стекла или полиамида, которые характеризуются высоким коэффициентом линейного расши- рения( a 80.,,100«10 6 1/°С),т.е. примерно на порядок выше в сравнении с чугунным

0 корпусом 15, Термочувствительный элемент своей нерабочей частью жестко закреплен на крышке, в которую ввернут штуцер 24 для подвода рабочей жидкости. Отвод последней осуществляется через штуцер 25, кото5 рый ввернут в корпус 15. На крышке 23 выполнено седло клапана к, между которым и торцом рабочей части клапана предусмотрен изменяющийся в зависимости от температуры окружающей среды посредством

0 термочувствительного элемента 22 и двуплечего рычага 18 зазор t При помощи прокладок 26 обеспечивается точность установки данного зазора. Рабочую длину L термочувствительного элемента 22 выбира5 .ют в зависимости от соотношения указанных плеч рычага 18 и зазора t в клапане.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Перед пуском двигателя запорный кла0 пан 11 должен быть закрыт. При работе ручного поршневого насоса 3 через всасывающий трубопровод 4, трубку 6 и открывшийся обратный клапан 7 рабочая жидкость нагнетается в гидроаккумулятор 2. В

5 результате ее взаимодействия с энергоаккумулирующим элементом последнего накапливается потенциальная энергия, удельная величина (давление) которой фиксируется манометром 14. При достижении заданного

0 давления открывают запорный клапан и начинается преобразование накопленной в гидроаккумуляторе потенциальной энергии в гидравлическую энергию потока рабочей жидкости в результате ее истечения из по5 лости гидроаккумулятора. При этом обратный клапан 7 предотвращает истечение рабочей жидкости во всасывающий трубопровод 4. Рабочая жидкость по трубопроводу высокого давления 8 через подпружинен- ный и нормально открытый электромагнитный клапан 10 и дроссельный клапан 12 поступает в рабочую полость гидромотора 9, где гидравлическая энергия потока преобразуется в механическую энергию враще- ния вала гидромотора, раскручивая коленчатый вал двигателя. При этом расход рабочей жидкости определяется зазором t в дроссельном клапане, который с понижением температуры окружающей среды посредством термочувствительного элемента 22 и двуплечего рычага 18 увеличивается, что влечет за собой увеличение расхода рабочей жидкости и, следовательно, увеличение затрачиваемой мощности на раскрутку коленчатого вала двигателя. Иными словами, между температурой окружающей среды и расходом рабочей жидкости устанавливается обратная связь, благодаря которой достигается рациональное использование накопленной в гидроаккумуляторе потенциальной энергии, что способствует повышению эффективности устройства. Отработанная в гидр омоторе рабочая жидкость через трубопровод слива 13 вновь поступает в бак 1.

Пружина электромагнитного клапана 10 подобрана таким образом, что в процессе раскрутки коленчатого вала вырабатываемая установленным на двигателе генератором ЭДС для питания, например, радиоаппаратуры спасательной шлюпки не может преодолеть упругую силу пружины клапана, В момент запуска двигателя, когда частота вращения коленчатого вала многократно возрастает, многократно возрастает указанная ЭДС и электромагнит клапана преодолевает упругую силу пружины. В результате электромагнитный клапан закрывается, предотвращая поступление рабочей жидкости в гидромотор, т.е. в момент запуска двигателя подача рабочей жидкости в гидромотор автоматически отключается.

При этом в полости гидроаккумулятора остается неиспользованная потенциальная энергия, которая может быть использована для последующих пусков двигателя, что так- 5 же способствует повышению эффективности устройства.

Формула изобретения 1. Устройство для запуска двигателя внутреннего сгорания, содержащее гидро10 мотор, кинематически соединенный с коленчатымваломдвигателя, гидроаккумулятор, связанный первым трубопроводом через гидронасос с баком рабочей жидкости и вторым трубопроводом

5 через двухпозиционный распределитель и регулирующий орган с гидромотором, и сливной трубопровод, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности, двухпозиционный распределитель вы0 полней в виде электромагнитного клапана, а регулирующий орган - в виде дроссельного клапана, установленного с возможностью изменения расхода жидкости в зависимости от температуры окружающей

5 среды.

2. Устройство поп, 1,отличающее- с я тем, что дроссельный клапан снабжен термочувствительным элементом с рабочим

0 и нерабочим участками и двуплечим рычагом, выполнен в виде рабочей части с хвостовиком и размещен в- полом корпусе с крышкой с возможностью осевого перемещения и образования осевого зазора между

5 рабочей частью клапана и его седлом, выполненным в крышке, хвостовик через ры чаг связан с рабочим участком термочувствительного элемента, размещенного на корпусе и закрепленного нерабочим

0 участком на крышке, в последней установлен штуцер подвода рабочей жидкости, а в корпусе - штуцер отвода жидкости.

l M±

к

Использование: двигателестроение, устройства для запуска двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения устройство содержит гидромотор, кинематически соединенный с коленчатым валом, гидроаккумулятор, связанный первым трубопроводом через гидронасос с баком рабочей жидкости и вторым трубопроводом через двухпозиционный распределитель и регулирующий орган с гидромотором, и сливной трубопровод, Двухпозиционный распределитель выполнен в виде электромагнитного клапана, а регулирующий Орган выполнен в виде дроссельного клапана, установленного с возможностью изменения расхода жидкости. Расход жидкости регулируют в зависимости от температуры окружающей среды. 1 з.п. ф-лы. 3 ил ел С

и

890tZ.Il

I S i С

25

Фцг.З