Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1981 года по МПК F02M25/28 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внут реннего сгорания и предназначено для использования на дизелях транспортных дорожно-строительных машин и стационарных установок, работающих в уелоВИЯХ повьшенной температуры окружающего воздуха. Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие воздуховпускной трубопровод с р.аспьшителями, подключенными к емкости с водой при помощи магистрали с регулятором расхода воды снабженным газовой и водяной полостями, выпускной трубопровод и топливный насос П. В faKHX двигателях регулирование расхода воды осуществляется применением давления воздуха в воздушной полости регулятора пропорционально положению рейки топливного насоса при помощи источника сжатого воздуха. Однако, при отсутствии источника сжатого воздуха, усложняющего конструкцию, работа данного двигателя невозможна. Кроме того, в указанных , ; двигателях не применяются никакие меры по повьшению точности регулирования подачи воды в зависимости от режима работы двигателя. Цель изобретения - повышение точности регулирования, подачи воды. Указанная цель достигается тем, что регулятор расхода воды.дополнительно снабжен золотником, плунжер которого кинематически связан с рейкой топливного насоса, для попеременного подключения газовой полости регулятора к выпускному трубопроводу, атмосфере и к воздуховпускному трубопроводу в зависимости от положения рейки топливного насоса. На фиг. 1 изображена система питания предлагаемого двигателя внутреннего сгорания, на фиг. 2 - регулятор расхода воды, разрез; на фиг. 3 распылитель, разрез; на фиг. 4 - золотник, продольный разрез; на фиг. 5 то же, вид сверху, на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 4. Система питания ( фиг.1) содержит регулятор h расхода воды, сообщенный с помощью трубки 2 с емкостью 3 с водой и с помощью трубки 4 - с тройником 5. Последний подключен к золот нику 6 и к верхней части емкости 3 с водой. Золотник 6 соединен тягой 7 с рычагом 8 управления регулятором топли ного насоса высокого давления дизеля или с одним из кондов рейки топливного насоса. Регулятор 1 трубками 9 соединен с распылителем 10, установленными во впускных патрубках цилиндров воздухо впускного трубопровода 11. Золотник 6 сообщен трубкой. 12 с полостью выпускного трубопровода 13, трубкой 14 с полостью воздуховпускного трубопровода и трубкой 15 - с атмосферой.Регулятор 1 состоит из корпуса 16 (фиг.2), в котором выполнены радиаль ные каналы 17 по числу цилиндров двигателяЬ аксиальное отверстие под регулировочный винт 18, на цилиндрическую поверхность которого выходя каналы I7. Регулировочный винт 18 за канчивается конусом 19. Регулировочный винт 18 уплотнен резиновым кольцом 20, которое поджато гайкой 21. Поплавковая камера регулятора образована корпусом 16 и крышкой 22| уплотненной резиновым кольцом 23 на крьшку 22 приварена бобьшка 24, в которую ввернут штуцер 25 под трубкой 2 (. фиг. 1) , сообщающую регулятор с золотником 6 (газовая полость поплавковой камеры образуетс между уровнем воды в ней и крьпшсой 22)(фиг.2). В крышке 22 смонтирован запорный механизм со штуцером 26, который уплотнен кольцом 27. Залорньй механизм состоит из корпуса клапана 29, фасонной гайки 30, поплавка 31, стоек 32 с осью. Радиальные каналы 17 через штуцеры 33 соеди нены трубками 9 (фиг.1 ) с распьшителями 34 (,фиг.2), установленными во впускных патрубках цилиндров через прокладки 35. В нижней части распыли теля 34 выполнено калиброванное отверстие 36 перпендикулярно оси распылителя и расположено по направлени движения воздуха. Прокладка 35 служи дпя точного ориентирования отверстия 36 распылителя 34 по оси патрубка. 4 5у Золотник 6 (фиг.1) состоит из корпуса 37 (фиг.З) и плунжера 38. В корпусе 37 выполнены пазы, образующие три отдельных входных паза Д, В и С и один выходной паз Б, причем последний перекрьшает по длине пазы В и Д. Пазы Б,.В, С, Д герметично закрыты крышками со штуцерами под трубки. Пазы В, С и Д закрыты крьшпсами 39, 40, 41 со штуцерами под трубки и соединены: паз В - с полостью воздуховпускного трубопровода; паз С - с атмосферой; паз Д - с полостью вы-пускного трубопровода. Паз Б закрыт крьш1кой 42 со штуцером и сообщен через трубку с газовой полостью распределителя. В плунжере 38, который соединен либо с рычагом 8 регулятора топливного насоса (фиг.1), либо с одним из концов рейки топливного насоса, вьтолнены три кольцевые проточки 43, 44 и 45.Проточка 43 сообщает при определенном положении плунжера пазы В и Б (и, следовательно, полость воздуховпускного трубопровода) с газовой полостью распределителя, причем пазы С и Б, Д и Б разобщены. Проточка 44 сообщает при следующем положении золотника пазы С и Б (и, следовательно, атмосферу) с газовой полостью распределителя, причем пазы Б и В, Д и Б в этом случае разобщены . Проточка 45 сообщает при дальнейшем положении плунжера пазы Д и Б (и, следовательно, полость выпускного трубопровода) и газовую полость распределителя, при зтом пазы В и Б, С и Б разобщены. Корпус 37 золотника со стороны свободного конца плунжера 38 выполнен либо открытым, либо закрытым (однако В этом случае необходимо сообщить полость корпуса между торцом плунжера и его крьш1кой с атмосферой). Установка распределителя 1 (фиг.1) на машине, двигателе или установке производится таким образом, чтобы при подаче близкого к максимальному разрежения в газовую полость поплавковой камеры из воздуховпускного трубопровода 11 не происходило истечение воды через отверстия распылителей. Система питания работает следующим образом. При изменении положения рычага управления топливного насоса выходного давления или его рейки Тпри изменении нагрузки на дизель) в сторону увеличения подачи топлива плунжер сдвигается вправо, соединяет проточкой 43 (фиг.З) полость воэдуховпускного трубопровода 11 (фиг.1) с газовой полостью регулятора 1.

При дальнейшем.движении плунжера 38 вправо полости паз.ов В и Б разобщаются и проточка 44 сообщает газовую полость регулятора с атмосферой через пазы С и Б (фиг.З).

При последуклдем движении плунжера вправо полости пазов С и Б разобщаются, проточка 45 сообщает газовую полость регулятора с полостью вьшускного трубопровода через пазы Б и Д.

Расположение коротких пазов в корпусе золотника 37 и кольцевых проточек плунжера подбираются таким образом, что если какая-нибудь проточка сообщает входной паз с выходным, то два других входных разобщены с выходным. Продолжительность (по ходу плунжера) собщения полостей впускного, выпускного трубопровода и атмосферы с газовой полостью регулятора определяется размерами входных пазов и их сочетанием.

При недостаточности статического давления в выпускном трубопроводе дл обеспечения необходимого расхода вод дополнительно используют динамически напор отработавших газов, установив напорную трубку, (вывести газовую трубку в середину потока и открытым торцом навстречу ему). Подобным же образом для корректировки давления и следовательно, расхода воды нспользуют динаь ический напор в воздуховпускном трубопроводе.

При уменьшении нагрузки на двигатель рычаг 8 регулятора (фиг.1) топливного насоса или его рейки перемещает влево плунжер золотника 6. Чере сообщающиеся полости В и Д уменьшающееся давление отработавших газов из выпускного трубопровода передается в газовую полость регулятора 1. Расход воды при этом уменьшается. При достижении плунжером 38 (фиг.З) некоторого положения полости Б и Д золотника 6 разобщаются и при помощи проточки 44 сообщаются полости Б и С соединяя газовую полость регулятора с атмосферой.

При дальнейшем движении влево плужер 38 (фиг.З), оставляя разобщенными полости Б и С, Б и Д, проточкой

43 сообщает полости Б и В золотника - в полость регулятора 1 (фиг.1) подается разрежение из воздуховпускного трубопровода. Таким образом изменяется давление в газовой полости регулятора 1.

Для нормального поступления воды из емкости 3 с водой в водную полость i регулятора верхняя часть емкости 3

через тройник и трубку 4 сообщена с газовой полостью регулятора 1.

Необходимая характеристика подачи воды в цилиндры дизеля подбирается, исходя из условий его эксплуатации, и

и определяется динамическим и статическим напором в воздуховпускном и выпускном трубопроводах, атмосферньм давлением, продолжительностью дейст-вия каждого давления в газовой магистрали, высотой установки корпуса распределителя 1-6 (фиг.2) относительно распыливающих отверстий распьшителей 34, гидравлическим сопротивлением водной магистрали (входные отверстия радиальных каналов 17 трубки 9 (фиг.1) распылителя 10. Конструкция устройства предусматривает возможность изменения гидравлического сопротивления этой магистрали перемещением кромки регулировочного винта 18 и изменения проходного сечения входных отверстий радиальных каналов I 17.

Использование системы питания предлагаемого двигателя при повышенных температурах окружающего воздуха позволяет подавать воду во впускные патрубки цилиндров при загрузке двигателя, начиная с 40-50% ив количестве, необходимом для максимального снижения токсичности отработавших газов. Кроме того, введение воды во впускные патрубки цилиндров снижает зольность, коксуемость и угар масла. Эксплуатация устройства не требует больших затрат на обслуживание. Стоимость его изготовления невелика.

Стендовые и эксплуатационные испытания дизеля ЯМЗ-240 автосамосвала БелАз-540А в условиях строительства Нурекской ГЭС с использованием,предлагаемого двигателя доказали, что предлагаемое устройство позволило снизить дымность и токсичность отработавших газов. Испытания подтвердили универсальность и упрощенность конструкции, возможностьиспользования данной системы на машинах и -установкак, оборудованных источниками сжатого воздуха так и без таковых.

Устройство работало безотказно на протяжении всего периода опытной эксплуатации.

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий воздуховпускной трубопровод с распылителями, подключенными к емкости с водой при помощи магистрали с регулятором расхода воды, снабженным газовой и водяной полостя ми, выпускной трубопровод и топливный насос, отличающийся

771038

тем, 4TOi с целью повышения точности регулирования подачи воды, регулятор расхода воды дополнительно снабжен золотником, плунжер которого кинематически связан с рейкой топливного

насоса, для попеременного подключения газовой полости регулятора к вьтускному трубопроводу, атмосфере и к воздуховпускному трубопроводу в зависимости от положения рейки топливного

насоса.

I

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 15 1. Авторское свидетельство СССР

по заявке №2721590, кл. F 02 М 25/02 1978.

13

12

Л

/f

Kl

28

Я

30 3Z

(Риг. 2 37

(риг.З

(риг. V 3