Способ запуска двигателя с использованием пневмостартера и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при изготовлении и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания с использованием пневмостартера. Сжатый воздух от источника (баллона) поступает в пусковой пневмоклапан, который выполнен электроуправляемым. Затем осуществляется введение в зацепление шестерней вала пневмодвигателя и вала запускаемого двигателя. Под давлением сжатого воздуха в линии управления срабатывает стартовый пневмоклапан, и рабочий поток сжатого воздуха поступает в пневмодвигатель. Раскручивается вал запускаемого двигателя до момента его перевода на режим запуска. Датчик давления контролирует повышение в нагнетательной линии водяного насоса системы охлаждения или топливоподкачивающего насоса. При достижении величины давления, характеризующей режим запуска двигателя, реле давления срабатывает и выключается пусковой пневмоклапан. Выводятся из зацеплении шестерни. Стартовый пневмоклапан отсекает рабочий поток сжатого воздуха от источника. Пневмодвигатель пневмостартера остановлен, двигатель запущен. Использование изобретения повышает экономичность запуска двигателя, т.к. исключается перерасход сжатого воздуха. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при изготовлении и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.

Известен способ запуска двигателя (дизеля), включающий раскручивание вала до заданной частоты вращения от постоянного источника энергии, контролирование величины топливоподачи до заданной величины и отключение постороннего источника энергии при уменьшении величины топливоподачи до нулевой отметки (см. Авт. Свид. СССР N 918491, F 02 N 17/00, 1982).

Недостатком известного способа является необходимость контролирования частоты вращения вала двигателя.

Известен способ запуска двигателя, согласно которому с электронного блока управления подается сигнал на включение двигателя и одновременно начинается прогрев воды в теплообменнике выхлопными газами из турбины. В момент нагрева воды до заданной температуры включается муфта сцепления, раскручивается вал двигателя и осуществляется циркуляция воды через теплообменник. При достижении заданной температуры и выведении двигателя на малые обороты двигатель отключается по команде электронного блока управления. (См. Патент РФ N 2046989, F 02 N 17/00, 1995). Недостатком известного способа является присутствие сложного электронного блока управления, без которого невозможно осуществить экономичный запуск двигателя.

Известен способ запуска двигателя, согласно которому осуществляют подачу сжатого воздуха в полость второй ступени пускового клапана через последовательно установленные реле, одно из которых связано с распределительным валом, другое - с масляным насосом, а третье - с полостью первой ступени пускового клапана, осуществляют раскручивание двигателя и отключают внешний привод вала (см. Авт. Свид. СССР N 464708, F 02 N 7/08, 1973).

Недостатком известного способа является сложность управления и необходимость контролирования частоты вращения распределительного вала.

Известен наиболее близкий к предлагаемому способ запуска двигателя с использованием пневмостартера, включающий подачу сжатого воздуха в пусковой пневмоклапан, его включение, введение в зацепление шестерни вала пневмостартера с шестерней вала двигателя, подачу сжатого воздуха в пневмодвигатель пневмостартера, раскручивание вала двигателя до момента перевода двигателя на режим запуска, включение пускового пневмоклапана, выведение из зацепления шестерен вала пневмостартера и вала двигателя и прекращение подачи сжатого воздуха в пневмодвигатель (см. Патент США N 3794009, F 02 N 7/08, 1974).

Недостатком известного способа является низкая экономичность, поскольку возможен существенный перерасход сжатого воздуха, т.к. трудно определить момент перевода двигателя на режим запуска.

Известно устройство для запуска двигателя с использованием пневмостартера, включающее стартовый пневмоклапан, связанный воздушными линиями с источником сжатого воздуха через ресивер и с пневмодвигателем пневмостартера, линию управления стартовым пневмоклапаном (см. Авт. Свид. СССР N 1305426, F 02 N 7/00, 1987).

Недостатком известного устройства является его сложность, потому что в воздушной линии, связывающей стартовый пневмоклапан с источником сжатого воздуха, установлены ресивер, регулятор давления, обратный клапан и разгрузочное устройство.

Известно принятое в качестве ближайшего аналога устройство для запуска двигателя с использованием пневмостартера, включающее стартовый пневмоклапан, связанный воздушными линиями с источником сжатого воздуха и с пневмодвигателем пневмостартера, линию управления стартовым пневмоклапаном, подключенную к пусковому пневмоклапану через узел введения в зацепление шестерен вала пневмостартера и вала двигателя, и воздушную линию, сообщающую пусковой пневмоклапан с воздушной линией, связывающей стартовый пневмоклапан с источником сжатого воздуха (см. Патент США N 3794009).

Недостатком известного устройства является низкая экономичность, поскольку при его работе возможен существенный перерасход сжатого воздуха, т.к. прекращение его подачи определяет оператор, который не всегда вовремя может отреагировать на состоявшийся запуск двигателя.

Задачей настоящего изобретения является получение технического результата, выражающегося в повышении экономичности процесса запуска двигателя с использованием пневмостартера.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе запуска двигателя с использованием пневмостартера, включающем подачу сжатого воздуха в пусковой пневмоклапан, его включение, введение в зацепление шестерни вала пневмостартера с шестерней вала двигателя, подачу сжатого воздуха в пневмодвигатель пневмостартера, раскручивание вала двигателя до момента перевода двигателя на режим запуска, включение пускового пневмоклапана, выведение из зацепления шестерен вала пневмостартера и вала двигателя и прекращение подачи сжатого воздуха в пневмодвигатель, одновременно с раскручиванием вала двигателя осуществляют контроль давления в нагнетательной линии водяного насоса системы охлаждения или топливоподкачивающего насоса, выключение пускового пневмоклапана осуществляют в момент достижения давления в нагнетательной линии водяного насоса системы охлаждения или топливоподкачивающего насоса величины, характеризующей режим запуска двигателя.

Режим запуска двигателя может, например, характеризоваться наличием устойчивой вспышки хотя бы в одном цилиндре двигателя.

В устройстве, реализующем предлагаемый способ, включающем стартовый пневмоклапан, связанный воздушными линиями с источником сжатого воздуха и с пневмодвигателем пневмостартера, линию управления стартовым пневмоклапаном, подключенную к пусковому пневмоклапану через узел введения в зацепление шестерен вала пневмостартера и вала двигателя, и воздушную линию, сообщающую пусковой пневмоклапан с воздушной линией, связывающей стартовый пневмоклапан с источником сжатого воздуха, пусковой пневмоклапан выполнен электроуправляемым и электрически связан через реле давления с датчиком давления.

В конкретном примере выполнения устройства в воздушной линии, связывающей стартовый пневмоклапан с источником сжатого воздуха, между последним и местом присоединения воздушной линии, сообщающей пусковой пневмоклапан с воздушной линией, связывающей стартовый пневмоклапан с источником сжатого воздуха, могут быть установлены, например, запорный и редукционный клапаны, а пусковой электроуправляемый пневмоклапан может быть выполнен с возможностью обеспечения, при необходимости, ручного управления.

На чертеже показано схематически устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство включает стартовый пневмоклапан 1, связанный воздушными линиями 2, 3 с источником сжатого воздуха (например, баллоном) и с пневмодвигателем 4 пневмостартера 5. Линия 6 управления стартовым пневмоклапаном 1 подключена к пусковому пневмоклапану 7 через узел 8 введения в зацепление шестерни 9 вала пневмостартера 5 и шестерни вала двигателя (не показана). Пусковой пневмоклапан 7 сообщен воздушной линией 10 с воздушной линией 2, связывающей стартовый пневмоклапан 1 с источником сжатого воздуха. Пусковой пневмоклапан 7 выполнен электроуправляемым и электрической линией 11 связан через реле 12 давления с датчиком 13 давления. В воздушной линии 2, связывающей стартовый пневмоклапан 1 с источником сжатого воздуха, между последним и местом присоединения воздушной линии 14, сообщающей пусковой пневмоклапан 7 с воздушной линией 2, связывающей стартовый пневмоклапан 1 с источником сжатого воздуха, установлены запорный и редукционный клапаны 15, 16. Пусковой электроуправляемый пневмоклапан 7 выполнен с возможностью обеспечения, при необходимости, ручного управления. Для этого он имеет кнопку 17 включения, а реле 12 давления оборудовано линией 18 блокировки. Датчик 13 давления располагают таким образом, чтобы он мог реагировать на изменение давления в нагнетательной линии (не показана) водяного насоса системы охлаждения или топливоподкачивающего насоса.

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно настраивают редукционный клапан 16 и открывают запорный клапан 15. Сжатый воздух от источника, например баллона, поступает по линии 2 к стартовому пневмоклапану 1 и по линии 10 к пусковому пневмоклапану 7. Поскольку датчик 13 давления, установленный в нагнетательной линии, например, водяного насоса системы охлаждения, или топливоподкачивающего насоса, по началу не регистрирует повышение давления, то при включении электрической схемы контакты реле 12 замкнуты, а катушка соленоида электроуправляемого пускового клапана 7 запитана, т.е. клапан 7 включен, сжатый воздух поступает в линию 6 управления стартовым пневмоклапаном 1. При этом сжатый воздух поступает сначала в узел 8 введения в зацепление шестерни 9 вала пневмостартера с шестерней вала запускаемого двигателя. После того как упомянутые шестерни войдут в зацепление, сжатый воздух осуществляет включение стартового пневмоклапана 1 и рабочий поток сжатого воздуха начинает поступать по линии 3 в пневмодвигатель 4. Раскручивание вала запускаемого двигателя приведет к повышению давления в нагнетательной линии водяного насоса системы охлаждения, поскольку они кинематически связаны между собой, т.е. определенной частоте вращения вала запускаемого двигателя будет строго соответствовать определенная величина давления, регистрируемая датчиком 13. При достижении заранее установленной величины давления срабатывает реле 12 давления, контакты размыкаются, катушка соленоида обесточивается и пусковой пневмоклапан 7 выключается, перекрывая доступ сжатого воздуха в линию 6 управления стартовым пневмоклапаном 1. Последний прерывает подачу рабочего потока сжатого воздуха в пневмодвигатель 4, который останавливается. В момент прекращения подачи сжатого воздуха в линию 6 управления шестерни вала пневмостартера и вала запускаемого двигателя выходят из зацепления друг с другом. Величину давления, при которой срабатывает реле 12 давления, заранее определяют, исходя из частоты вращения вала запускаемого двигателя, характеризующей режим его запуска. О наступлении режима запуска двигателя судят по наличию устойчивой вспышки хотя бы в одном цилиндре двигателя, что отрабатывается заранее.

При необходимости, например при выходе из строя датчика 13, может быть осуществлен запуск двигателя в ручном режиме управления. Для этого нажатием кнопки 18 блокируют реле 12 давления и, нажав на кнопку 17, осуществляют включение пневмоклапана 7, происходит доступ сжатого воздуха в линию 6 управления стартовым пневмоклапаном 1. Дальнейшее происходит как описано выше. Для остановки пневмодвигателя 4 оператор выключает пусковой пневмоклапан 7, отпустив кнопку 17. Срабатывает узел 8, шестерни выходят из зацепления и подача сжатого воздуха в стартовый пневмоклапан 1 прекращается, он выключается и прерывает подачу рабочего потока сжатого воздуха в пневмодвигатель 4.

Использование изобретения позволяет повысить экономичность запуска двигателя с использованием пневмостартера, поскольку исключается перерасход сжатого воздуха.

Формула изобретения

1. Способ запуска двигателя с использованием пневмостартера, включающий подачу сжатого воздуха в пусковой пневмоклапан, его включение, введение в зацепление шестерни вала пневмостартера с шестерней вала двигателя, подачу сжатого воздуха в пневмодвигатель пневмостартера, раскручивание вала двигателя до момента перевода двигателя на режим запуска, выключение пускового пневмоклапана, выведение из зацепления шестерен вала пневмостартера и вала двигателя и прекращение подачи сжатого воздуха в пневмодвигатель, отличающийся тем, что одновременно с раскручиванием вала двигателя осуществляют контроль давления в нагнетательной линии водяного насоса системы охлаждения или топливоподкачивающего насоса, выключение пускового пневмоклапана осуществляют в момент достижения давления в нагнетательной линии водяного насоса системы охлаждения или топливоподкачивающего насоса величины, характеризующей режим запуска двигателя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что о выходе на режим запуска двигателя судят по наличию устойчивой вспышки хотя бы в одном цилиндре двигателя.

3. Устройство для запуска двигателя с использованием пневмостартера, включающее стартовый пневмоклапан, связанный воздушными линиями с источником сжатого воздуха и с пневмодвигателем пневмостартера, линию управления стартовым пневмоклапаном, подключенную к пусковому пневмоклапану через узел введения в зацепление шестерен вала пневмостартера и вала двигателя, и воздушную линию, сообщающую пусковой пневмоклапан с воздушной линией, связывающей стартовый пневмоклапан с источником сжатого воздуха, отличающееся тем, что пусковой пневмоклапан выполнен электроуправляемым и электрически связан через реле давления с датчиком давления.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в воздушной линии, связывающей стартовый пневмоклапан с источником сжатого воздуха, между последним и местом присоединения воздушной линии, сообщающей пусковой пневмоклапан с воздушной линией, связывающей стартовый пневмоклапан с источником сжатого воздуха, установлены запорный и редукционный клапаны.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что пусковой электроуправляемый пневмоклапан выполнен с возможностью обеспечения, при необходимости, ручного управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1