SU954591A1 - Двигатель внутреннего сгорани - Google Patents

Description

(5) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к двигател м внутреннего сгорани . Известны двигатели внутреннего его рани , содержащие цилиндры с впускными и выпускными клапана, газораспре делительный механизм, форсунки, установленные в системе впуска двигател  и подключенные к расходному баку с во дои При помощи магистрали, снабженной дозатором, терморегул тором, камерой посто нного уровн , имеющей вод ную и воздушную полости, и регул тором расхода, св занным с топливным насосом высокого давлени , регулирование подачи воды в таких двигател х осуществл етс  в-зависимости отнагрузки , в результате чего повышаетс  эф-. фективность использовани  топлива . ОднакО в известных двигател х вода поступает в систему впуска двигател  непрерывно на прот жение всего рабочего цикла через форсунки открытого типа, что приводит к некачественному распыливанию воды на впуске, так как при закрытом впускном клапане воздух в двигатель не поступает. Цель изобретени  - уменьшение ток сичности и дымности путем повышени  точности дозировани  воды. Указанна  цель достигаетс  тем, что двигатель дополнительно содержит распределитель, жестко св занный с газораспределительным механизмом и установленный в магистрали между в д ной полостью камеры посто нного уровн  и форсунками. Камера посто нного уровн  выполнена в одном корпусе с терморегул тором. Причем терморегул тор выполнен в виде датчика с твердым наполнителем. Кроме того, распределитель снабжен регул тором расхода воды. Терморегул тор св зан с системой охлаждени  или с системой смазки. Форсунки установлены непосредстве но перед впускными клапанами. На фиг. 1 приведена обща  схемасистемы питани  предлагаемого двигат л ; на фиг. 2 - камера посто нного уровн  с терморегул тором; на фиг. 3 распределитель; на фиг. - разрез на фиг . 3; на фиг. 5 регул тор расхода; на фиг. 6 - форсунка; на фиг. 7 разрез Б-Б на фиг, 6. Система питани  состоит из камеры посто нного уровн  с терморегул тором 1 (фиг, 1), вод на  полость кото рой сообщена трубкой 2 с расходным баком 3. Воздушна  полость камеры со общена трубками k с полостью Г.регул тора 5 расхода {фиг. 1), выполненного в виде пневморедуктора след щег действи . Воздушна  полость также со общена с расходным баком 3 Вод на  полость камеры через терморегул тор сообщена через трубку 6 с распределителем 7, который св зан с газораспределительным механизмом. Распределитель 7 соединен трубками 8 с форсунками 9, установленными во впускных патрубках цилиндров системы 10 впуска. Система 10 впуска сообщена трубкой 11 с полостью В (фиг. t) пневморедуктора 5 (фиг, 1). Пневморедуктор 5 след щего действи  св зан т гой 12 с рычагом 13 управлени  регул тором топливного насоса 14 высокого давлени  и трубкой 15 - с источником сжатого воздуха. Т га 12 установлена с возможностью свободного перемещени  по месту соединени  с рычагом 13 управлени  регул тором. Терморегул тор 1 камеры посто нного уровн  св зан с выходным каналом системы охлаждени  двигател . Камера посто нного уровн  с термо регул тором 1 (фиг. 1} состоит из корпуса 1б (фиг. 2), закрытого сверху крышкой 17 с олонтированным на ней запорным механизмом. Крышка 17 уплотнена по корпусу 16 прокладкой 1 Посто нный уровень жидкости поддержи ваетс  при помощи клапана 14, которы управл ет поплавок 20. Поплавок 20 подвешен на оси, установленной между двум  стойками 21 ,зaкpeплeнныf и на крышке 17. Клапан 19 установлен с возможностью перемещени  в фасонной гайке 22, в нижней торцевой части которой выполнены отверсти  дл прохода-жидкости . Фасонна  гайка 22 с клапаном устаиоалена по резьбе в корпусе 23 клапана, который через верхнюю резьбовую часть закреплен на крышке 17 при помощи штуцера 2 через прокладку 23. Штуцер св зан трубкой 2 (фиг. 1) с расходным баком 3- Штуцером 26 (фиг. 2) и трубкой k (фиг,1) воздушна  полость камеры терморегул тора сообщена с пневморедуктором 5 и воздушной полостью расходного бака 3-. Выступающа  часть днища камеры Закрыта сеткой 27 (фиг. 2), В нижней части корпуса 16 установлен терморегул тор 1. Колпак 28 имеет штуцеры 29 и 30 дл  подвода и отвода воды из системы охлаждени  или масла из системы сжати . Колпак 28 соединен по резьбе с нижней частью корпуса 16. Между колпаком и корпусом через кольцо 31 и регулировочные прокладки 32 установлен термосиловой датчик 33 с твердым наполнителем. Шток датчика упираетс  в золотниковую втулку котора  установлена в аксиальном отверстии нижней части корпуса и: имеет одно радиальное отверстие, выход щее на цилиндрическую поверхность, и совмещающеес  с радиальным отверстием штуцера 35. Золотникова  втулка 3t поджата пружиной 36 и упираетс  в шток термосилового датчика 33. Через штуцер 35 и трубку 6 (фиг. 1) водна  полость камеры посто нного уровн  сообщена с распределителем 7. Распределитель 7 состоит из корпуса 37 (фиг. 3), установленного неподвижно на двигателе. Корпус 37 и стакан 38, сопр женные по резьбе через прокладку, образуют полость А дл  воды. Через штуцер 39 и трубку 6 (фиг. 1) полость А распределител  (фиг. З) сообщена через золотниковую втулку 3 (фиг. 2) с водной полостью камеры 1 (фиг. 1). В корпусе 37(фиг.З) выполнены сверлени  40 сложной конфигурации по числу цилиндров двигател , которыми сообщена полость А распределител  с форсунками 9 (фиг.1) через штуцеры 41 (фиг. 3), трубки 8 (фиг. 1) и отверстие измен ющегос  в зависимости от оборотов фланцевой втулки 42 (фиг. 3) сечени . Поверхность корпуса 37,на которую выход т расположенные по кольцу отверсти  40, и фланец контактирующей с ней втулки 42 должны быть выполнены по высокому классу чистоты. Отверстие в фланце имеет сложную форму и измен ющеес  в зависимости от частоты вращени  сечение с целью сохранени  посто нного врем -сечени  дл  прохода воды через отверстие на различных скоростных режимах. Дл  этого во фланце выполнен сквозной паз в форме уступа, обращенный узкой частью к центру фланца. По радиусу от узкой части паза профрезерована канавка , в которую вставлен сухарь 43, имеющий отверстие под возвратную пружину Ц, От выпадани  сухарьЧЗ предохран етс  пластиной i5, закрепленной двум  винтами. С противоположной стороны фланцева  втулка закрыта резьбовой пробкой t6. В полости Б фланцевой втулки смонтирован механизм прижима. Кроме того, полость Б служит резервуаром дл  герметизирующей смазки. Вал kj св зан с газораспределительным механизмом не указан) через шип и имеет снаружи упорный буртик дл  уплотнени  по месту контакта с корпусом . Вал, установленный в корпусе 37 св зан с фланцевой втулкой через упор ную втулку Ц8, два наружных шлица 9 которой сопр жены с двум  шлицевыми канавками фланцевой втулки. Упорна  втулка 48 соединена с валом kj через шпонку 50. Упорна  втулка имеет бурти прижимающий фланцевую втулку к корпусу 37 через пружину 51. Одним концом пружина упираетс  в Ьуртик упорной втулки, другим в шайбу 52, котора  зафиксирована на валу 47 шплинтом 53. Стакан 38 уплотнен по корпусу 37 прокладкой 54. Пневморедуктор 5 след щего действи  (фиг. 1) состоит из большого 55 Сфиг. 5) и малого 56 корпусов, между которыми при помощи болтов 57 зажата диафрагма 58 Центральна  часть диафрагмы закреплена на седле 59 гайкой 60. Седло 59 установлено по сколь з щей посадке в корпусе 55. Седло выгюлнено полым и с одной стороны имеет радиальные, выход щие в наружную коль цевую проточку отверсти  б1 дл  выпус ка воздуха. Неподвижна  пола  втулка 62, закрепленна  на опорной шайбе 63 полым болтом 64, имеет радиальные отверсти  65, выход щие в наружную кольцевую проточку, дл  впуска воздуха. Опорна  шайба закреплена в корпусе резьбовой пробкой 66 с штуцером б7 дл  впуска воздуха. Неподвижна  втулка 62 имеет буртик, ограничиваю111ий ход двустороннего золотника 68. Двусторонний золотник установлен по скольз щей посадке на сед9 16 ло 59 и втулку 62. Со стороны втулки 62 в двустороннем золотнике выполнены впускные отверсти  б9, со стороны седла 59 в золотнике выполнены выпускные отверсти  70. Между впускными и выпускными отверсти ми золотника дл  сн ти  демпфирующего усили  выполнены отверсти  71. На наружной поверхности золотника выполнен упорный буртик под пружину 72 золотника, Посадочные поверхности корпуса под седлом 59 и опорную шайбу 63 обрабатываютс  за одну установку и по высокому классу точности и чистоты. .Поверхности скольз щих деталей припираютс  дл  получени  герметичности. Полость Г, образованна  большим корпусом 55 и диафрагмой 58 через штуцер 73 и трубки k (фиг. 1) соединена с воздушными полост ми камеры 1 и расходной емкости 3. Со стороны большого корпуса 55 (фиг. 5) диафрагма 58 поджата пружиной 7 (дл  увеличени  ее жесткости). Со стороны малого корпуса 56 через-седло 59 на диафрагму 58 своим усилием действует, пружина 75. Другим концом пружина входит в шток 7б, который, установлен в гиль 77 по скольз щей посадке и через резьбовой хвост.овик св зан с т гой (фиг. 1). Гильза 77 (фиг. 5) закреплена по резьбе в корпусе 5б и уплотнена прокладкой 78. Полость В, образованна  малым корпусом 5б и диафрагмой 58, сообщена с полостью воздухом впускного трубопровода 10 (фиг. 1) через трубку 11 и штуцер 79 (фиг. 5). Форсунка 9 (фиг. 1), установленна  в впускном патрубке воздуховпускного трубопровода 10, состоит из корпуса 80 (фиг. 6), во внутренней полости которого установлена запорна  игла 81. Верхн   часть иглы заканчиваетс  п той , на которую снаружи опираетс  пружина 82. В средней части иглы аыполнен направл ющий по сок. В нижней части корпуса 80 выполнено распыливающее отверстие, закрываемое конусом иглы 81. Сверху на корпус навинчена накидна  гайка 83) котора  поджимает пружину 82 и полое кольцо дл  подвода воды, соединенное с трубкой 8 (фиг. 1). Полое кольцо поджато гайкой 83 (фиг. 6) через прокладки 84. В торце гайки выполнено отверстие 85 дл  сбрасывани  дренажа. В корпусе 80 выполнены радиальные отверсти  86, соедин ющие полость кольца дл  подвода воды с полостью иглы (полость иглы образована стенками корпуса и нижней поверхностью п ты). Корпус 80 форсунки уплотнен в стенке воздуховпускного трубопровода системы 10 впуска прокладкой 87. Система работает следущим образом . При изменении положени  рычага 13 (фиг. 1) управлени  регул тором топливного насоса высокого давлени  (ил его рейки) в сторону увеличени  пода чи топлива рычагом 13 выбираетс  зазор в сопр жении с т гой 12, При отсутствии усили , сжимающего пружиыу 75, вследствие разрежени  из воздуховпускного трубопровода диафраг ма 58 прогибаетс  и седло 59 перемещаетс  влево. При этом выпускные от версти  б1 седла и выпускные отверсти золотника 68 совмещаютс , и разрежение , определ емое частотой вращени  коленчатого вала двигател , передаетс  через трубки k {фиг. 1) в воздушные полости камеры посто нно уровн  и расходного бака 3. Начина  с положени  рычага управлени  регул тором топливного насоса высокого давлени , определ ющего начало подачи воды через форсунки, зазор в сопр жении т га 12 - рычаг 13 полностью выбираетс , шток-76 сдвигаетс  вправо, сжимаетс  пружина 75, за счет чего диафрагма 58 с седлом 59 также сдвигаетс  вправо. Выпускные отверсти  61 седла 59 и oYвepcти  70 двустороннего золотника разобщаютс . В результате перемещени  седла 59 преодолеваетс  усилие пружины 72,сдвигаетс  двусторонний ЗОЛОТНИК 68, впускные отверсти  б9 лотника и отверсти  б5 неподвижной втулки б совмещаютс  и сжатый воздух через трубку 15 (фиг. 1), штуцер 67 и полость болта 6 подаетс  в полость Г пневморедуктора и далее в воздушные полости камеры посто нного уровн  (фиг. 1) и расходного бака 3. Полость В (фиг. 5) и пневморедуктора разрежаетс  вследствие соединени  с воздуховпускным трубопроводом. Силой упругос ти пружин 75 7, 72, действующих на диафрагму, силой упругости самой диафрагмы 58 определ етс  давление воздуха , поступающего в воздушные полости камеры терморегул тора 1 (фиг. 1 и расходного бака 3. Положение штока 76 определ етс  силой упругости пружины 75. При установившемс  режиме (посто нном положении штока 76) силы 9

Claims (3)

1. 5 большем давлении воздуха. 18 давлени  на диафрагму 58 с левой и правой стороны уравновешиваютс  - это достигаетс  при определенном давлении воздуха. При этом впускные отверсти  69 золотника 68 разобщаютс  с впускными отверсти ми 65 втулки 62. Подача сжатого воздуха в полость Г прекращаетс . Дальнейшее увеличение силы упругости пружины 75 вызванное увеличением подачи топлива, приводит к увеличению давлени  воздуха в полости F пневморедуктора , так как силы, действующие на диафрагму, уравновешиваютс  при Увеличение частоты вращени  коленчатого вала двигател  вызывает увеличение разрежени , в полости В и, как следствие этого, снижение давлени  редуцируемого воздуха в полости Г пневморедуктора при неизменном положении штока 76. Такое уменьшение давлени  воздуха позвол ет снизить расход . воды на режимах максимальной частоты вращени  коленчатого вала двигател  (это, как правило, движение транспортного средства, на которое может быть установлен описываемый двигатель, с максимальной скоростью без груза), когда необходимо уменьшить количество воды, подаваемой в цилиндры. При обратном ходе штока 76 (в сторону уменьшени  подачи топлива) сила упругости пружины 75 уменьшаетс , диафрагма 58 под воздействием силы давлени  воздуха прогибаетс , перемеща  седло 59 влево, выпускные отверсти  61 и 70 совмещаютс  (впускные отверсти  69 и 65 S это врем  разобщены), часть воздуха из полости. Г сбрасываетс  в полость В и далее в воздуховпускной трубопровод. Сила давлени  воздуха на диафрагму уменьшаетс , все действующие на нее силы уравновешиваютс , но уже при меньшем давлении воздуха. . Таким образом, изменение положени  рычага 13 управлени  регул тором (фиг. 1) топливного насоса высокого авлени  преобразуетс  в соответствущее ему изменение давлени  воздуха полости Г пневморедукторов, передааемое в воздушные полости камеры тер-, орегул тора 1 и расходного бака 3. Переменное давление в воздушной олости камеры вызывает соответствуюее изменение расхода воды в водной агистрали (каналы терморегул тора- 9ЭЗ трубка 6 - распределитель 7 с каналами - трубка 8 - форсунка. На изменение расхода воды вли ет также изменение гидравлического сопротивлени  каналов терморегул тора, вызываемое перемещением золотниковой втулки под воздействием штока термосилового датчика 33 с твердым напол нителем. Шток датчика измен ет свое поло {ение в зависимости от температу ры охлаждающей жидкости, омывающей его баллон с термочувствительной массой . При увеличении температуры охлаждающеи жидкости проходное сечение терморегул тора увеличиваетс , при уменьшении - проходное сечение уменьшаетс , измен   таким образом расход Поступающа  под переменным давлением в полость А (фиг. 3) распределител  7 (фиг. 1) вода поступает через отверстие во фланце втулки 2 (фиг.З) сверлени  Q, в трубке 6 (фиг. 1) фор сунок 9. Сухарь ЛЗ (фиг. 3), установленный в отверстии фланца втулки 2,. под воздействием центробежной силы и уравновешивающей ее пружины 44 занимает определенное положение в зависимости от частоты вращени  втулки 42ЭО рованного воздуха. и тем самым сохран ет врем  - сечение отверсти  посто нным. Частота вращени  вала 47 равна частоте вращени  распределительного вала. Трубки 8 (фиг. 1) форсунок 9 соединены cOj штуцерами 41 (фиг. 3) в соответствии с пор дком работы цилиндров двигател , т.е. при совмещении отверсти  во ф ланце втулки 42 с одним из каналов 40 штуцер 41 этого канала трубкой 8 (фиг, 1) соедин етс  с форсункой первого цилиндра, наход щегос  в положении такта всасывани , затем следующий штуцер 41 в направлении вращени  вала 47 соедин етс  с цилиндром, в котором такт всасывани  выполн етс  вслед за первым цилиндром и т.д. Вода, поступающа  под давлением в полость иглы 81 (фиг. 6), воздейству  на п ту иглы, сжимает пружину 82-, распыливающее отверстие открываетс  и вода подаетс  во всасывающий тракт. При отсечке подачи вОды в форсунку, по мере расхода ее через распыливающёе отверстие, давление воды падает и под воздействием пружины 82 игла садитс  на отверстие, подача воды во впускной тракт прекращаетс . 0 Количество подаваемой в двигатель воды на всасывании измен етс  в зависимости от загрузки двигател , его теплового состо ни . Кроме того, увеличива  врем  - сечение отверсти  во фланце втулки k2 (йиг. З) при возрастании частоты вращени  вала kj, можно измен ть количество воды в зависимости от частоты вращени  коленчатого вала двигател . Необходимый закон подачи воды в цилиндры двигател  подбираетс  исход  из условий его эксплуатации и определ етс  жесткостью упругих элементов. вход щих в конструкцию системы, зазором в сопр жении т ги 12 (фиг. 1) с рычагом 13 управлени  регул тором топливного насоса Н высокого давлени , гидравлическим сопротивлением воздушных и водных магистралей системы питани . Дл  уменьшени  инерционности и быстрого затухани  колебательных процессов при редуцировании необходимо, чтобы все подвижные детали пневморедукто{ )а 5 след щего действи  (фиг.1) имели минимальную массу, минимальный ход и минимальный объем дл  редуциПродолжительность подачи воды определ етс  временем-сечением OTseij,сти  во фланце втулки 42 (фиг. 3) что зависит от размеров распределител  и его конструкции. Использование предлагаемой системы питани  двигател  при эксплуатации при повышенной температуре окружающего воздуха позвол ет снизить дымность и токсичность отработавших газов, а также поддерживать оптимальным тепловое состо ние двигател , что в свою очередь увеличивает его моторесурс, снижает угар масла, его коксуемость и т.д. Эксплуатаци  системы не требует больших затрат на обслуживание. Стоимость его изготовлени  невелика. Формула изобретени  1. Двигатель внутреннего сгорани , содержащий цилиндры с впускными и вы У кными клапанами, газораспределительный механизм, форсунки, установленные в системе впуска двигател  и подключенные к расходному баку с водой при помощи магистрали, снабженной термо11 5 регул тором, камерой посто нного уров н , имеющей вод ную и воздушную полости , и регул тором расхода, св занным с топливным насо.сом высокого давлени , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  токсичности и дымности путем повышени  точности дозировани  воды, он дополнительно содержит распределитель, жестко св занный с газораспределительным механизмо 1 и установленный в магистрали между вод ной полостью камеры посто нного уровн  и форсунками.
2. 2. Двигатель по п. 1, о т л и ч аю 1д и и с   тем, что камера посто ннего уровн  выполнена в одном корпусе с терморегул тором.
3. 3. Двигатель по пп. 1 и 2, о т л и чающийс  тем, что терморегул  тор выполнен в виде датчика с твердым наполнителем. . Двигатель по пп. 1-3, отличающийс  тем, что распределитель снабжен регул тором расхода воды. 5.Двигатель по пп. 1-4, отличающийс  тем, что терморегул тор св зан с системой охлаждени . 6.Двигатель по пп. l-, отличающийс  тем, что терморегул тор св зан с системой смазки. 7.Двигатель по пп. 1-6, отличающийс  тем, что форсунки установлены непосредственно перед впускными клапанами. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по за вке-If 2721590, кл. F 02 М 25/02, /У

   /7

   -v

   25

   22

   фие.г Фыг.З ФигЛ