close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY9832

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2007.10.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 9832
(13) C1
(19)
F 02N 17/00
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХОЛОДНОГО ПУСКА
ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
(21) Номер заявки: a 20050345
(22) 2005.04.05
(43) 2006.12.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Военная академия Республики Беларусь" (BY)
(72) Авторы: Брель Михаил Павлович;
Сосновский Дмитрий Николаевич
(BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Военная академия Республики Беларусь" (BY)
(56) RU 2102629 C1, 1998.
SU 896249, 1982.
US 4445491 A, 1984.
US 4681071 A, 1987.
EP 0644330 B1, 1994.
BY 9832 C1 2007.10.30
(57)
1. Способ холодного пуска дизельного двигателя внутреннего сгорания (ДВС), включающий прокручивание коленчатого вала ДВС с блокировкой подачи топлива в его камеры сгорания на протяжении определенного количества оборотов вала ДВС и прогревом
камер сгорания двигателя теплотой, генерируемой за счет сжатия воздуха в цилиндрах
ДВС и дросселирования выпуска воздуха из цилиндров ДВС, дальнейшее прокручивание
вала без дросселирования выпуска с осуществлением подачи топлива до возникновения
воспламенения, отличающийся тем, что в начале пуска ДВС для облегчения разгона вала
ДВС стартером на протяжении заданного числа оборотов вала ДВС все клапаны открывают, а сжатие воздуха в дальнейшем производят каждый раз при ходе поршня от нижней
мертвой точки к верхней мертвой точке за счет создания противодавления выпуску удержанием выпускных клапанов в закрытом состоянии.
BY 9832 C1 2007.10.30
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после разгона ДВС стартером во время
первого хода поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке впускные клапаны открывают для наполнения цилиндров воздухом, а во время второго и последующих
ходов поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке во второй половине хода
приоткрывают хотя бы один впускной клапан для компенсации потерь воздуха через зазоры в цилиндро-поршневой группе (ЦПГ) во время сжатия, а сжатие воздуха в цилиндрах
осуществляют при закрытых всех клапанах каждый раз во время движения поршня от
нижней мертвой точки к верхней мертвой точке.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после разгона ДВС стартером во время
первого хода поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке производят
впрыск в цилиндры двигателя определенного количества топлива с целью уменьшения
потерь воздуха во время сжатия через зазоры в ЦПГ за счет уплотнения зазоров впрыснутым топливом.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество оборотов вала двигателя после
его разгона стартером зависит от температуры воздуха в камере сгорания, а переход двигателя на нормальный режим работы и включение подачи топлива производят после достижения заданного значения температуры, обеспечивающего самовоспламенение топлива.
5. Устройство для холодного пуска дизельного двигателя внутреннего сгорания (ДВС),
содержащее стартер для прокручивания коленчатого вала ДВС и блок управления, отличающееся тем, что оно содержит электромагниты привода газообменных клапанов, датчики перемещения каждого клапана, датчик температуры заряда в цилиндре, датчик положения органа управления, регулирующего подачу топлива, датчик температуры охлаждающей жидкости в двигателе, датчик угла поворота коленчатого вала, датчик частоты
вращения коленчатого вала, что позволяет производить нагрев воздушного заряда его
сжатием каждый раз при ходе поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке
за счет автоматического изменения фаз газораспределения, блок управления выполнен с
возможностью подачи управляющих сигналов на открытие и закрытие газообменных клапанов, включение и отключение подачи топлива.
6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что блок управления выполнен с возможностью подачи последовательности сигналов при холодном пуске на открытие всех клапанов и блокировку подачи топлива в камеры сгорания двигателя на протяжении заданного количества оборотов вала двигателя, затем на впрыск определенной порции топлива в
цилиндры двигателя и управляющих сигналов на постоянное удержание выпускных клапанов в закрытом положении и открытие впускных клапанов во второй половине хода
поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, а также закрытие впускных
клапанов при достижении поршнем нижней мертвой точки, на подачу топлива в двигатель
и вывод двигателя на обычный цикл работы после поступления сигнала от датчика температуры заряда в цилиндре.
Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к системам пуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано для обеспечения холодного пуска дизельных ДВС.
Известен способ холодного пуска двигателя, включающий предварительный подогрев
впускного воздуха за счет сжигания определенной порции топлива во впускном трубопроводе. Недостаток такого способа заключается в том, что в цилиндры во время пуска
воздух поступает в смеси с большим количеством продуктов сгорания.
Известен также способ холодного пуска двигателя внутреннего сгорания поршневого
типа, включающий прокручивание коленчатого вала ДВС с блокировкой подачи топлива в
его камеры сгорания на протяжении определенного количества оборотов вала ДВС и прогревом камер сгорания двигателя теплотой, генерируемой за счет сжатия воздуха в ци2
BY 9832 C1 2007.10.30
линдрах ДВС и дросселирования выпуска воздуха из цилиндров ДВС, а также дальнейшее
прокручивание вала без дросселирования выпуска с осуществлением подачи топлива до
возникновения воспламенения (RU № 2102629 С1, кл. F 02N 17/08, 1998 г. - прототип).
Согласно [1] на первом этапе дополнительно проводят дросселирование выпуска, вследствие чего в системе выпуска устанавливают противодавление. Известный способ обладает определенными недостатками, в частности: из-за противодавления в системе выпуска
на первом этапе создается сопротивление прокручиванию коленчатого вала, что препятствует разгону коленчатого вала до необходимой пусковой частоты вращения; он не в полной мере позволяет использовать энергию сжимаемого воздуха, так как возникают потери
нагретого воздуха на такте впуска через открытые впускные клапаны.
Ближайшим техническим решением (прототип) является устройство для осуществления холодного пуска двигателя внутреннего сгорания поршневого типа [1], включающее
стартер для прокручивания коленчатого вала двигателя, блок управления и дроссельный
узел в выпускной системе ДВС. Блок управления выполнен таким образом, что сначала
подает управляющий сигнал, осуществляющий блокировку подачи топлива в ДВС на протяжении заранее заданного числа оборотов вала ДВС, а затем прерывает блокировку.
Кроме того, блок управления выполнен с возможностью удержания дроссельного узла в
дросселирующем положении для создания противодавления в выпускной системе во время прокручивания вала ДВС при отключенной подаче топлива. Недостатком известного
устройства является невозможность управления моментами открытия и закрытия впускных клапанов в зависимости от режима работы ДВС, что приводит к снижению эффективности использования тепла сжимаемого воздуха, так как во время прокручивания вала
ДВС с отключенной подачей топлива при открытии впускных клапанов через них будет
происходить значительная утечка сжатого воздуха.
Задачей изобретения является повышение эффективности использования тепла, образующегося при сжатии воздуха в цилиндрах, для пуска двигателя, а также уменьшение
сопротивления в системе выпуска, препятствующего прокручиванию коленчатого вала
при его разгоне до необходимой пусковой частоты вращения на первом этапе пуска ДВС.
Задача решается за счет того, что в предлагаемом способе холодного пуска дизельного
двигателя внутреннего сгорания, включающем прокручивание коленчатого вала ДВС с
блокировкой подачи топлива в его камеры сгорания на протяжении определенного количества оборотов вала ДВС и прогревом камер сгорания двигателя теплотой, генерируемой
за счет сжатия воздуха в цилиндрах ДВС и дросселирования выпуска воздуха из цилиндров ДВС, а также дальнейшее прокручивание вала без дросселирования выпуска с осуществлением подачи топлива до возникновения воспламенения, в начале пуска ДВС для облегчения разгона вала ДВС стартером на протяжении заданного числа оборотов вала ДВС
все клапаны открывают, а сжатие воздуха в дальнейшем производят каждый раз при ходе
поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке за счет создания противодавления выпуску удержанием выпускных клапанов в закрытом состоянии.
После разгона ДВС стартером во время первого хода поршня от верхней мертвой точки
к нижней мертвой точке впускные клапаны открывают для наполнения цилиндров воздухом, а во время второго и последующих ходов поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке во второй половине хода приоткрывают хотя бы один впускной клапан
для компенсации потерь воздуха через зазоры в цилиндро-поршневой группе (ЦПГ) во
время сжатия, а сжатие воздуха в цилиндрах осуществляют при закрытых всех клапанах
каждый раз во время движения поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой
точке.
При этом после разгона ДВС стартером во время первого хода поршня от верхней
мертвой точки к нижней мертвой точке производят впрыск в цилиндры двигателя определенного количества топлива с целью уменьшения потерь воздуха во время сжатия через
зазоры в ЦПГ за счет уплотнения зазоров впрыснутым топливом.
3
BY 9832 C1 2007.10.30
Кроме того, количество оборотов вала двигателя после его разгона стартером зависит
от температуры воздуха в камере сгорания, а переход двигателя на нормальный режим работы и включение подачи топлива производят после достижения заданного значения температуры, обеспечивающего самовоспламенение топлива.
Для осуществления данного способа предлагается устройство для холодного пуска дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащее стартер для прокручивания коленчатого вала ДВС и блок управления, в состав которого дополнительно вводятся электромагниты привода газообменных клапанов, датчики перемещения каждого клапана, датчик
температуры заряда в цилиндре, датчик положения органа управления, регулирующего
подачу топлива, датчик температуры охлаждающей жидкости в двигателе, датчик угла
поворота коленчатого вала, датчик частоты вращения коленчатого вала, что позволяет
снизить сопротивление прокручиванию коленчатого вала во время его пускового разгона
и производить нагрев воздушного заряда его сжатием каждый раз при ходе поршня от
нижней мертвой точки к верхней мертвой точке за счет автоматического изменения фаз
газораспределения.
Поставленная задача решается также тем, что блок управления выполнен с возможностью подачи последовательности сигналов при холодном пуске на открытие всех клапанов и блокировку подачи топлива в камеры сгорания двигателя на протяжении заданного
количества оборотов вала двигателя, затем на впрыск определенной порции топлива в цилиндры двигателя и управляющих сигналов на постоянное удержание выпускных клапанов в закрытом положении и открытие впускных клапанов во второй половине хода
поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, а также закрытие впускных
клапанов при достижении поршнем нижней мертвой точки. Кроме того, блок управления
подает сигналы на подачу топлива в двигатель и вывод двигателя на обычный цикл работы после поступления сигнала от датчика температуры заряда в цилиндре.
Предполагаемое изобретение позволяет: сократить время на подготовку двигателя к
пуску и более эффективно использовать энергию сжимаемого в цилиндрах воздуха в ходе
подготовки холодного двигателя к пуску за счет нагрева воздушного заряда его сжатием
каждый раз при ходе поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке; уменьшить сопротивление в системе выпуска, препятствующее прокручиванию коленчатого вала ДВС при его разгоне до необходимой пусковой частоты вращения на первом этапе пуска ДВС.
На фигуре схематично показано устройство для холодного пуска дизельного двигателя внутреннего сгорания.
В устройстве, согласно изобретению, механизм газораспределения снабжен электромагнитами 1, осуществляющими привод каждого газообменного клапана по управляющему сигналу с блока управления 2. Согласование моментов открытия и закрытия клапанов
в зависимости от режима работы двигателя происходит посредством сигналов, получаемых блоком управления с датчика частоты вращения коленчатого вала 3 и датчика угла
поворота коленчатого вала 4, вырабатывающими соответственно сигнал, пропорциональный частоте вращения коленчатого вала ДВС, и сигнал, пропорциональный углу поворота
коленчатого вала ДВС. Датчики перемещения клапана 5 выдают блоку управления информацию о текущем положении каждого клапана для того, чтобы остановить его перемещение в нужный момент. Датчик положения органа управления, регулирующего подачу
топлива 6, выдает блоку управления информацию о положении органа управления, регулирующего подачу топлива в топливном насосе высокого давления 7 с целью обеспечения
согласования подачи топлива с процессом пуска двигателя согласно изложенного выше
способа. Блокировка подачи топлива осуществляется устройством отключения и включения подачи топлива 8 по сигналу с блока управления. В указанном устройстве температура воздушного заряда в цилиндре и температура охлаждающей жидкости контролируются
соответственно по датчикам температуры заряда в цилиндре 9 и температуры охлаждающей жидкости в двигателе 10.
4
BY 9832 C1 2007.10.30
Предлагаемый способ холодного пуска дизельного двигателя внутреннего сгорания
осуществляется следующим образом. В начале пуска ДВС предлагаемым способом, для
облегчения разгона вала ДВС стартером, на протяжении заданного числа оборотов вала
ДВС все клапаны открывают, после чего во время первого хода поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке впускные клапаны открывают для наполнения цилиндров воздухом, а во время второго и последующих ходов поршня от верхней мертвой точки
к нижней мертвой точке во второй половине хода приоткрывают хотя бы один впускной
клапан для компенсации потерь воздуха через зазоры в цилиндро-поршневой группе
(ЦПГ) во время сжатия, а сжатие воздуха в цилиндрах осуществляют при закрытых всех
клапанах каждый раз во время движения поршня от нижней мертвой точки к верхней
мертвой точке. Сжатие воздуха в камерах сгорания ДВС приводит к выделению тепла и
прогреву камер сгорания. При этом, после разгона ДВС стартером, во время первого хода
поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке производят впрыск в цилиндры двигателя определенного количества топлива с целью уменьшения потерь воздуха во
время сжатия через зазоры в ЦПГ за счет уплотнения зазоров впрыснутым топливом. Количество оборотов вала двигателя после его разгона стартером зависит от температуры
воздуха в камере сгорания, а переход двигателя на нормальный режим работы и включение подачи топлива производят после достижения заданного значения температуры, обеспечивающего самовоспламенение топлива.
Источники информации:
1. Патент RU № 2102629 С1, МПК F 02N 17/08, 1998 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
202 Кб
Теги
патент, by9832
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа