RU1806282C - Способ работы четырехтактного двигател внутреннего сгорани с отключаемыми цилиндрами - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение предназначено дл  использовани  в двигател х внутреннего сгорани  с отключаемыми цилиндрами . Сущность изобретени : на режимах холостого хода и малых нагрузок прекращают подачу топлива в часть цилиндров , заполн ют отключенные цилиндры свежим воздушным зазр дом, сжимают воздух в отключенных цилиндрах, отбирают и перепускают с помощью перепускных клапанов сжатый воздух из отключенных цилиндров в работающие vi одновременно увеличивают в последних цикловой подачу топлива. Отключаемые цилиндры перевод т в режим работы двухтактного компрессора, дл  чего процессы заполнени  и сжати  в отключенных цилиндрах производ т дважды за рабочий цикл, сжатый воздух, отобранный от одного из отключенных цилиндров путем открыти  перепускного клапана и сообщени  тем самым цилиндра с перепускным ресивером, направл ют во второй отключенный цилиндр, в котором заканчиваетс  процесс наполнени  путем открыти  перепускного клапана этого цилиндра и сообщени  тем самым перепускного ресивера с вторым отключенным цилиндром , добавочно сжимают воздух во втором цилиндре и подают в работающий цилиндр путем открыти  перепускного клапана этого цилиндра и сообщени  тем самым перепускного ресивера с работающим цилиндром. 3 з.п.ф-лы, 2 ил. С

Description

Изобретение относитс  к области двигателей внутреннего сгорани , в частности, к способам работы четырехтактных двигателей внутреннего сгорани  с отключаемыми цилиндрами.

Цель изобретением - повышение эффективности работы двигател .

На фиг. 1 представлен способ работы четырехтактного 6-и цилиндрового р дного дизел  с пор дком работы цилиндров 1-5- 3-6-2-4; на фиг.2 - схема объединени  цилиндров дизел  перепускным ресивером.

Цилиндры двигател  (фиг.1) разделены на две группы: 1-й, 2-й и 3-й - посто нного работающие и 4-й, 5-й и 6-й - отключаемые. Стрелками обозначено направление перепуска сжатого воздуха.

За вл емый способ осуществл етс  следующим образом.

В отключенных по топливоподаче цилиндрах (4-ом, 5-ом и 6-ом) процессы наполнени  и сжати  производ т при каждом обороте коленчатого вала двигател , т.е. процессы наполнени  осуществл ют на такhO Ш ГО

Ы

тах впуск и ход, а процессы сжати  на тактах сжатие и впуск. Так, например, в отключенном цилиндре IV на такте рабочий ход производ т заполнение цилиндра свежим зар дом и на такте выпуск - сжатие его. В конце процесса сжати  сжатый воздух из IV цилиндра направл ют в Vl-ой цилиндр, а также отключенный по топливо- подаче, в котором закончилс  процесс наполнени  на такте впуск и началс  процесс сжати  воздушного зар да.

Таким образом, в цилиндре VI сжимаетс  двойной воздушный зар д и в конце процесса сжати  его направл ют во Н-ой нормально работающий цилиндр, в котором закончилс  процесс наполнени  и начинаетс  процесс сжати , т.е. работающий цилиндр II оказываетс  заполненным тройным воздушным зар дом.

Аналогично производитс  перепуск сжатого воздуха в других цилиндрах, а именно: из цилиндра V,. заполненного свежим зар дом на также рабочий ход воздух направл ют в цилиндр IV и, после добавочного сжати  - в работающий цилиндр I. Из цилиндра VI воздух направл ют в цилиндр V и затем в цилиндр III.

Таким образом, каждый работающий цилиндр оказываетс  заполненным тройным воздушным зар дом, который, в свою очередь, может быть использован дл  повышени  мощности при увеличении цикловой подачи топлива, либо дл  улучшени  экономичности за счет увеличени  коэффициента избытка воздуха при сгорании, либо дл  повышени  эффективности работы двигател  от совместного действи  этих двух факторов . Направление сжатого воздуха в цилиндр , после того как в нем закончилс  процесс наполнени , позвол ет полностью использовать заполнение цилиндров свежим зар дом.

На фиг.2 представлен пример выполнени  р дного двигател , где 1-6 - цилиндры двигател , 7 - перепускной ресивер, 8 - перепускные клапаны, 9 - впускные клапаны , 10 - впускной ресивер, стрелками показано направление движени  воздушного зар да, выпускной коллектор с выпускными клапанами на схеме не показаны. Положение клапанов на схеме соответствует такту впуска в IV цилиндре и перепуску сжатого воздуха из VI цилиндра во П-й.

Перевод отключаемых цилиндров в режим работы двухтактного компрессора путем сообщени  (и, соответственно, разобщени ) этих цилиндров с впускным ресивером (впускным трактом и с продувочным ресивером дважды за рабочий цикл может быть осуществлен, например, электрогидравлическим приводом газораспределительных клапанов с программным управлением открыти  и закрыти  клапанов в зависимости от угла поворота вала двигател , либо за счет применени  сдвоенных механизмов отключени  клапанов и сдвоенных кулачков дл  каждого клапана.

Аналогичными устройствами может быть осуществлен привод и перепускных

0 клапанов посто нно работающих цилиндров либо более простым устройством.

Увеличение цикловой подачи топлива в посто нно работающие цилиндры (при использовании отключаемых цилиндров дл 

5 увеличени  воздушного зар да работающих ) осуществл етс  автоматически обычным регул тором частоты вращени  дизел , отслеживающим изменение величины нагрузки , и может быть использовано дл  по0 вышени мощности (при пропорциональном возрастании величины воздушного зар да и количества топлива), либо дл  повышени  эффективности работы двигател  за счет повышени  мощности и

5 улучшени  экономичности при более интенсивном росте величины коэффициента избытка воздуха).

Отбор сжатого воздуха из отключенных цилиндров в перепускной ресивер целесо0 образно производить в течение всего процесса сжати , т.к. подключение дополнительного объема перепускного ресивера к объему рабочего цилиндра снижает общую степень сжати  и уменьшает тем са5 мым работу сжати  в цилиндрах, что, в свою очередь, повышает экономичность двигател . Кроме того, увеличение продолжительности фазы открыти  перепускных клапанов облегчает конструктивное выполнение и на0 дежность работы механизма управлени  клапанами.

С целью уменьшени  работы сжати  в отключенных цилиндрах, работающих в качестве компрессора, воздух при перепуске

5 между цилиндрами охлаждают, например, водой, направл емой между двойными стенками перепускного ресивера (на схеме теплообменник не показан).

Учитыва , что предлагаемый способ ра0 боты предназначен прежде всего дл  режимов холостого хода и малых нагрузок, когда имеет место задача поддержани  теплового состо ни  двигател  (особенно при отрицательных температурах окружающей среды),

5 дл  повышени  температурного уровн  ра- ботающих цилиндров (и двигател  в целом), перепускаемый сжатый воздух перед подачей в работающие цилиндры подогревают. Процессы наполнени  с сжати , выполн емые при каждом обороте коленчатого вала двигател  (дважды за каждый рабочий цикл четырехтактного двигател ) обеспечивают увеличение воздушного зар да за счет использовани  тактов рабочий ход и выпуск в отключенных цилиндрах дл  процессов наполнени  и сжати .

Применение отдельного перепускного ресивера исключает запирание компрессора (при его наличии) либо потока воздуха на заполнение цилиндров свежим зар дом, которое имело место у прототипа, а использование двухступенчатого сжати  (при перепуске воздуха между отключенными цилиндрами) повышает давление подаваемого в работающие цилиндры воздуха и способствует более полному их наполнению .

При включении всех цилиндров в работу перепускные клапаны закрывают и цилиндры работают в обычном режиме.

Возможности турбокомпрессора на режимах нагрузок из-за незначительного расхода отработавших газов практически исчерпаны, а, следовательно, единственным реальным путем повышени  воздушного зар да  вл ест  принудительна  подача сжатого воздуха в работающие цилиндры от постороннего источника, роль которого в данном случае выполн ют отключенные цилиндры .

Таким образом, предложенный способ работы двигател  позвол ет повысить эффективность работы двигател , а именно его мощность, экономичность и надежность за счет повышени  воздушного зар да работающих цилиндров и снижени  работы сжати  в отключенных цилиндрах.

Экономический и социальный эффект от использовани  предлагаемого способа заключаетс  в повышении мощности и экономичности , снижении дьшности и увеличении надежности работы двигател .

Предлагаемый способ разрабатываетс  применительно к двигател м типа ЧН21/21 Бэлаковского завода и может быть использован на двигател х различного назначени  и иных размерностей.

Claims (4)

1. Формула изобретени  1. Способ работы четырехтактного двигател  внутреннего сгорани  с отключаемыми цилиндрами, при котором на режимах

   холостого хода и малых нагрузок осуществл ют прекращение подачи топлива в часть цилиндров, заполн ют отключенные цилиндры свежим воздушным зар дом, сжимают воздух в отключенных цилиндрах, отбирают

   и перепускают с помощью перепускных клапанов сжатый воздух из отключенных цилиндров в работающие, и одновременно увеличивают в последних цикловую подачу топлива, отличающийс  тем, что, с

   целью повышени  эффективности работы двигател , отключаемые цилиндры перевод т в режим работы двухтактного компрессора , процессы заполнени  и сжати  в отключенных цилиндрах производ т дважды за рабочий цикл, сжатый воздух, отобранный от одного из отключенных цилиндров путем открыти  перепускного клапана и сообщени  тем самым цилиндра с перепускным ресивером, направл ют во

   второй отключенный цилиндр, в котором закончилс  процесс наполнени , путем открыти  перепускного клапана этого цилиндра и сообщени  тем самым перепускного ресивера с вторым отключенным цилиндром, добавочно сжимают воздух во втором цилиндре и подают в работающий цилиндр путем открыти  перепускного клапана этого цилиндра и.сообщени  тем самым перепускного ресивера с работающим цилиндром.
2. 2. Способ по п.1,отличающийс  тем, что отбор сжатого воздуха из отключенных цилиндров производ т в течение всего процесса сжати  в данном цилиндре.
3. 3. Способ по пп.1 и 2, отличаю щи йс   тем, что, с целью повышени  экономичности за счет уменьшени  работы сжати  в отключенных цилиндрах, сжатый воздух, отобранный от одного отключенного цилиндра , перед подачей в другой охлаждают.
4. 4. Способ по пп.1-3, от л и ч а ю щи и с   тем, что перепускаемый сжатый воздух перед подачей в работающий цилиндр подогревают .

   ънсисм огс. iqwog&ti /9Ј Рф -

   D

   yohuiqg

   оооооо

   оооооо

   оооооо

   г

   i v k

   X К f К

   ЭЛШРЯСЗ

   узКид

   2929081

   7 S.

   / л

   Ь

   /

   г

   у„

   TciJT TLb uTL Tr

   -±-.. / / -

   //

   //

   //

   /09

   С

   Ь

   у„

   i

   Фие. 2