Способ работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с наддувом и четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с наддувом

 

1. Способ работы чётырехтакт- . него двигателя внутреннего cropaaijH с наддувом, в частности дизбля, путем сжатия воздуха в турбокомпрессоре , впуска наддувочного воздуха во впускной трубопровод, отбора час120 т HfIT гзо 320 ти наддувочного воздуха, перепуска его через регулируемый дроссель в выпускной коллектор, выпуска отработавших газов из каждого цилиндра в вьшускной коллектор через выпускной клапан с частичным его закрытием в течение большей части фазы впуска, частичным открытием в области нижней мертвой точки и закрытием выпускного клапана после закрытия впускного клапана и подачи отработавших газов из выпускйогр колллектора в турбокомпрессор, отличающийся тем, что, с целью повышения степени наполнения цилиндров путем увеличения давления в выпускном коллекторе, фик сируют нагрузку двигателя и сравнивают ее с номинальной, а регулируемый дроссель открьшают на малых и средних нагрузках двигателя и закрывают на нагрузках , .близких к номинальной. СО Isd ел c/i Vr Фиг.1 ЧЪО 500 5W 510 НМТ

,.80„„259964 А 5

СООЗ СОВЕТСКИХ

ОО4

РЕСГ1УБ ЛИК

СЮ 4 F 02 В 37/00, F 02 Р 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Щ

С )„„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AATEHTV ти наддувочного воздуха, перепуска

его через регулируемый дроссель в выпускной коллектор, выпуска отработавших газов из каждого цилиндра в выпускной коллектор через выпускной клапан с частичным его .закрытием в течение большей части фазы впуска, частичным открытием в области нижней мертвой точки и закрытием выпускного клапана после закрытия впускного клапана и подачи отработавших газов из выпускного колллектора в турбокомпрессор, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени наполнения цилиндров путЕм увеличения давления в выпускном коллекторе, фиксируют нагрузку двигателя и сравнивают ее с номинальной, а регулируемый дроссель открывают на малых и средних Harpysках двигателя и закрывают на нагрузках, близких к номинальной.

180 230

НМ7 згп лудп н

498. 1

S0O (21) 3491022/25-06 (22) 09.09.82 (31) 8117177 (32) 10.09.81 (33) FR (46) 23.09.86. Бюл. 9 35 (71) Сосьете д Этюд де Машин Термик

СЭМТ (FR) (72) Реми Кюртий (FR) (53) 621.4Д6.052(088.8) (56) Заявка Франции. У 2448032, кл. F 01 В 41/00, 1980. (54) СПОСОБ РАБОТЫ ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С НАДДУВОМ И ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С НАДДУВОМ (57) 1, Способ работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с наддувом, в частности дизеля, путем сжатия воздуха в турбокомпрессоре, впуска наддувочного воздуха во впускной трубопровод, отбора часЕ1 Eg

1g

0У

Щ

07 дб

0,S

gQ

Огд

0pZ

0f

0,0

1259964

I выпускному кулачку, снабженному основным и дополнительным выступами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, регулируемый дроссель снабжен задатчиком степени его открытия в зависимости от режима работы двигателя, выпускной кулачок выполнен с промежуточным выступом, причем этот выступ непрерывно сопряжен с основным и дополнительным выступами, а высота промежуточного выступа равна по меньшей мере рабочему зазору кла пана.

2. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с наддувом, в частности дизель, содержащий турбокомпрессор, впускной трубопровод, подключенный к воздухонапорному патрубку турбокомпрессора и к впускным клапанам цилиндров, выпускной коллектор, подсоединенный к газоприемному патрубку турбокомпрессора, и через выпускные клапаны — к цилиндрам, а через регулируемый дроссель связанный с воздухонапорным патрубком турбокомпрессора, причем выпускной клапан подключен через рабочий зазор к

Изобретение относится к машино- ра 2, регулируемый дроссель 7 и застроению, а именно к двигателестро- датчик (не показан) степени его отению, и может быть применено в Ди- крытия в зависимости от режима рабозельном двигателе внутреннего сгора- ты двигателя. Впускной трубопровод ния с наддувом от турбокомпрессора, 5 3 подключен к воздухонапорному патработающего на выхлопных газах. рубку 5 и к впускным клапанам (не

Цель изобретения — повышение сте- показаны) цилиндров 1. Выпускной пени наполнения цилиндров путем уве- коллектор 4 подсоединен к газоприемличения давления в выпускном коллек- ному патрубку 6 и через выпускные торе и повышение эффективности дви- 10 клапаны (не показаны) — к цилиндрам гателя. 1, а через регулируемый дроссель

На фиг. 1 показана диаграмма га- 7 связан с воздухонапорным патрубком зораспределения, отражающая измене- 5 турбокомпрессора 2. Выпускной клание относительной величины подъема пан подключен через рабочий зазор 8

Н клапана (отнесенной к полному или 15,к выпускному кулачку 9, снабженному максимальному подъему} в зависи- .основным )О и дополнительным 11 высмости от углового положения колен- тупами, а также промежуточным выстучатого вала; на фиг. 2 — профиль пом 12, который непрерывно сопряжен кулачка управления выпускного клала- с основным 10 и дополнительным 11 на; на фиг, 3 — схема предлагаемо- 20 выступами. Высота 13 промежуточного

ro двигателя; на фиг. 4 — универсаль- выступа 12 равна по меньшей мере, I ная характеристика двигателя, т.е. рабочему зазору 8 выпускного клазависимости относительных (к номипана. нальному режиму) параметров: частоты На фиг. 1 изображены кривая Е вращения вала двигателя И и среднего 25 подъема выпускного клапана и криэффективного давления Р,„, a также вая А подъема впускного клапана во мощности W двигателя; на фиг. 5— время одного рабочего цикла четырехграфики изменения различных парамет- тактного двигателя. Горизонтальная ров в зависимости от относительного . линия В (пунктирная), расположенсреднего эффективного давления. 30 ная на малой высоте над осью абсцисс, Четырехтактный двигатель вн трен- . изображает компенсированную величину него сгорания (диэель) содержит ци- рабочего зазора клапанов — отражает линдры 1, турбокомпрессор 2, впуск- действительное положение нулевого ной трубопровод 3, выпускной кол- подъема, т.е. полного закрытия клалектор 4, воэдухонапорный 5 и газо- З5 панов. Кривые Е и А открыгия клапаприемный 6 патрубки турбокомпрессо- нов выпуска и впуска пересекаются

1259

10 в точках С„ и С, определяя таким образом частичное перекрытие их соответствующих периодов открытия (заштрихованные зоны, ограниченные горизонтальной прямой В и линиями 5

А С, Е Е С А,Зона А С, Е соответствует фазе продувки отработавших гаэон. Величина зазора клапана, изображенная ординатой горизонтальной прямой В (фиг. 1), соответствует приблизительно 2,5Х от общего подьема Н таким образом, что остаточный подъем Е Е4 выпускного клапана составляет 1,5Х от общего подъема Н.

Повторное частичное открытие, пред- <5 ставленное отрезком E E E, соотнетствует дополнительной фазе наполнения, контролирующей автоматически сообщение между выпускным колпектором

4 и цилиндром 1 с помощью выпускного N клапана, который закрывается затем чуть позже нижней мертвой точки (НМТ), но после момента закрытия впускного клапана.

Фиг. 4 графически иллюстрирует 75 предпочтительную область (режимы работы) применения предлагаемого двигателя. На оси абсцисс представлено отношение действительной частоты вращения И вала двигателя к его номи-, З0 иальной частоте вращения NÄ. По оси ординат приведено отношение среднего эффективного давления Р д к среднему номинальному эффективному давлению

Р„ е ° Кривые ?1, L и L» ограничи 35 вают внутреннюю зойу нормальной работы двигателя. Кривые W У,, Мэ, 11д

1 и W соответствуют постоянным мощносз тям двигателя и равны соответственно

20, 40, 60, 90 и 1007 от номинальной 40 мощности. Кривая К представляет собой изменение Р в зависимости от N в соответствии с винтовой характеристикой (согласно которой P пропорционально квадрату N, тОгда как мощ- 45 ность двигателя пропорциональна кубу частоты вращения N). Вертикально заштрихованная эона (фиг. 4), ограниченная линиями аЪсйеа, определяет вону, в которой предлагаемое устрой- 50 ство позволяет получить наибольший положительный эффект. При этом улучшение возрастает спрана налево в на- . правлении стрелки параллельно кривым постоянной мощности. 55

На фиг. 5 показано изменение некоторых параметг в двигателя при его работе по винтовой характеристике.

964 4

По оси абсцисс отложена по нелинейной шкале относительная (к номинальной) мощности двигателя Р/р, а по линейной — относительное среднее эфР фективное давление †- . По оси ордиP

1Å1i нат отложены абсолютное давление впускного воздуха Р, бар, абсолютное давление отработавших газов Р, бар, коэффициент избытка воздуха Ы,, степень наполнения г, степень относительного открытия дросселя (отношение степени действительного от! крышя к максимальному открытию дросй селя) —, температура опорной по 1 о верхности выпускного клапана, которая входит контакт со своим седлом, Т, С. Сплошные линии соответствуют работе двигателя с закрытым дросселем (т.е. без обводного канала), а пунктирные показынают эффект от применения предлагаемого устроиства.

Четырехтактный двигатель (дизель) работает следующим образом.

Свежий воздух сжимается в турбокомпрессоре 2, подается через ноздухонапорный патрубок 5 и впускается во впускной трубопровод 3 и н цилиндры 1 двигателя. Часть наддуночного воздуха отбирается и перепускается по обводному каналу через регулируемый дроссель 7 в выпускной коллектор

4. Отработавшие газы иэ каждого цилиндра 1 выпускаются через выпускной клапан н коллектор 4 с частичным .закрытием клапана н течение большей части фазы впуска наддувочного воздуха, частичным открытием в области

HNT и закрытием выпускного клапана после закрытия впускного. Затем отработавшие газы из выпускного коллектора 4 подаются в газоприемный патрубок 6 турбокомпрессора 2, где, расширяясь, совершают работу и раскручивают турбокомпрессор 2. Для увеличения степени наполнения цилиндров 1 путем повышения давления в выпускном коллекторе 4 фиксируют нагрузку двигателя и сравнивают ее с номинальной, а регулируемый дроссель 7 открывают на малых и средних нагрузках двигателя и закрывают на нагрузках, близких к номинальной.

Частичное закрытие каждого выпускного клапана соответствует остаточному подъему, равному приблизительно рабочему зазору 8 между ку$ 1259964

Ь лачком 9 и клапаном. Частичное закры- Применение частичного открытия тие обеспечивается соответствующим дросселя приводит к тому, что увелипрофилем промежуточного выступа 12 чение давления P отработавших гарасположенного между основным 1 3 и зов возрастает больше, чем увеличедополнительным 11 выступами, Такое 5 ние давления р наддувочного воздувыполнение кулачка 9 позволяет уст- ха. Это, в свою очередь ранить ударные нагрузки и износ вы- приводит к увеличению степе— пускного клапана о седло, происко- ни наполнения цилиндров .и к

Рящие вслучае полногозакрытия клапана повышению эффективности двигаперед егоновым частичнымоткрытием. 10 теля е.2

1259964

grzs иго pe

Pmen

gzs yv . Р7Ю

4uz.Х

Составитель В. Козлов

Редактор А. Шишкина ТехредА.Кравчук Корректор М. Самборская

Заказ 5143/60 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета: СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4