Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК F02B37/00 F02D23/00 

1

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания с наддувом, а именно к системам регулирования наддува.

Известны двигатели внутреннего сгорания, снабженные устройствами, корректирующими подачу воздуха в цилиндры в зависимости от режима работы.

В качестве параметра для регулирования давления наддува может быть использовано либо сочетание давления иаддува с частотой вращения вала двигателя, либо давление масла в системе смазки.

В известных двигателях регуЛироваиие подачи топлива производится путем изменения цикловой подачи, что не всегда приемлемо.

Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие систему подачи топлива с управляемым начальным давлением, сиабженную гидроаккумулятором, подключенным к трубопроводу высокого давления и сообщенным с топливным баком через дроссель, управляемый в зависимости от хода рейки топливного насоса и давления наддува и турбокомпрессор наддува, снабженный

механизмом поворота лопаток соплового аппарата н задатчиком их положения.

В известных, двигателях регулирование турбокомпрессора осуществляется по давлению наддува н ходу рейки. Однако это не может обеспеянть необходимое для правильной организации рабочего процесса в двигателе соотношение между количеством подаваемого воздуха и впрыскиваемого топлива, так как величина цикловой подачи топлива зависит от его начального давления

10 в магистрали высокого давления перед впрыском.

Целью изобретения является улучшение экономичности двигателя путем согласования давления наддува с подачей топлнва

IS

Для достижения поставленной задачи задатчик положения лопаток соплового аппарата выполнен в виде подпружиненной подвижной стенки, установленной в замкну1ОЙ полости и разделяющей ее на две части, 20 одна из которых сообщена с гидроаккуму лятором, а вторая -- с топливным баком. На фиг. 1 представлена схема; на фнг. 2- конструктивное исполненне предлагаемого двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель Езиутрепнего .рания содержит систему 2 подачи тои,пива с управляемым начальным давлениегл ТОПЛИЁЗ к систему 3 наддува.

Система 2 топлива включает топливмь й насос 4 высокого давления, насос 5 удлй создания начального давления топлива, Гйдроаккумулятор 6, регулятор -7 начального дзеичеяия топлива (дроссель), подкачиваюШнй топливный насос 8, топливный бак 9 я систему трубопроводов.

Система 3 наддува состоит из турбокомпрессора 10 с регулируемым сопловым аппаргзтом турбины 11, впускного 12 и выпускйого 13 коллекторов. Механизм лопаток соплового аппарата состоит из следуадщих элементов: рессоры 14, синхронизирующего кольца 15, через рычаги 16 связанного с лопатками 17 соплового аппаргта турбины 1 и задатчика положения лопаток соплового аппарата (сервомотора, включзгощего в себя замкнутую полость 18, подвижную стенку-поршень Ш п шток 20). Одна часть замкнутой полости сервомотора сообщена трубопроводом 23 с гидроаккумуляторсм б системы топливоподачи, а другая -: с топливным баком 9 через дренажный трубопровод 22.

; На поршень -19 сервомотора действует усилие пружинь 23, заиэжка которой регулируется резьбовой втулкой 24, и давление Тонлива из гидроаккумулнтора 6 системы 2 подачи топлива. Гидроаккумулятор 6 подилючен к трубопроводу ,25 высокого давления м к форсунке 26, установленной в циЯ{ ндре 27 двигателя, трубопроводом 28, а к регулятору 7 начального давления (дросселю) - трубопроводом 29.

В регуляторе 7 начального давления топлива содержится подпружиненный золотниковый клапан 30„ снабженный косой обсечкой, кромкой 31 я помещенный во втулке 32. Золотниковый клапан 30 с помош,ью зубчатой рейки 33 кинематически . связан с рейкой 34 топливного насоса 4, а втулка 32 с помощью зубчатой рейки 35 соединена с центробежным измерителем скорости 36, илток 37 которого снабжен мембраной 38, разделяющей камеру 39, связанную магистралью 40 с выпускным коллектором системы 3 наддува, и камеру 41, связанную с атмосферой. Мембрана 38 со стороны камеры 41 нагружена пружиной 42, затяжка которой регулируется прокладкой 43.

Двигатель работает следующим образом.

Топливо из тспливного бака 9 подается подкачивающий Hacocosi 8 в полость насосов 4 и 5. Насос 5 создает в гидроаккурлуляторе 6 начйльное давление топлива, которое поддерживается регулятором 7 начального давления топлива s зависимости от положения рейки 34 топливного насоса; частоты вращения коленчатого -вала двигателя, измеряемой центробежным измерителем скорости 36. который через шток 37

поворачивает втулку 32 относительно золотникового клапана 30; давления наддувочного воздуха дополнительным поворотом втулки 32.

Топливо из гидроаккумулятора 6 поступает по трубопроводу 28 в нагнетательный трубопровод 25 высокого давления, а по трубопроводу 21 - в замкнутую полость сервомотора, перемещая шток 20, который через рессору 14 и синхронизирующее кольцо 15 поворачивает лопатки 17 соплового

аппарата турбины 11. Таким образом, достигается оптимальное соотнощение между подачей топлива и воздуха в цилиндре 27 двигателя на установившемся режиме его работы.

При разгоне двигателя рейка 34 насоса

4 высокого давления перемещается в сторону .увеличения подачи топлива, и одновременно перемещается рейка 33 регулятора 7 начального давления, поворачивая золотниковый клапан 30 в положение, обеспечивающее

стравливание топлива из гидроаккумулятора 6 при более высоком давлении по сравнению с исходным установившимся режимом. Шток 20 сервомотору под давлением топливаиз гидроаккумулятора 6 через рессору 14

н синхронизирующее кольцо 15 поворачивает лопатки 17 в сторону уменьшения площади выходного сечения соплового аппарата турбины 11, что способствует разгону ротора турбокомпрессора 10. Тем самым увеличивается подача воздуха в цилиндр 27 в

режиме разгона двигателя. По мере разгона двигателя давление топлива в гидроакку-муляторе 6 корректируется в зависимости от мгновенных значений частоты вращения коленчатого вала и давления наддува регулятором 7 начального давления топлива.

Изобретение позволяет повысить экономичность, снизить токсичность и тепловую напряженность деталей двигателя на установившихся и неустановившихся режимах его работы за счет согласования соотнощения между подаваемым в цилиндры воз духом и топливом.

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий систему подачи топлива с управляемым начальным давлением, снабженную

гидроаккумулятором, подк люченным к трубопроводу высокого давления и сообщенным с топливным баком через дроссель, управляемый в зависимости от хода рейки топливного насоса и давления наддува, и турбокомпрессор наддува, снабженный механизмом поворота лопаток соплового аппарата

и задатчиком их положения, отличающийся

тем, что, с целью повышения экономичности

двигателя путем согласования давления

наддува с подачей топлива, задатчик положения лопаток соплового аппарата выполнен в виде полпружнненной подвижной стенки, установленной в замкнутой полости и разделяющей ее на две части, одна из которых сообщена с гидроаккумулятором, а вторая -с топливным баком.

Г