RU2119077C1 - Method of regulation of output power of multifuel internal combustion engine by changing timing phases and swept volume of cylinders, and design of multifuel internal combustion engine - Google Patents

Method of regulation of output power of multifuel internal combustion engine by changing timing phases and swept volume of cylinders, and design of multifuel internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2119077C1
RU2119077C1 RU98104537A RU98104537A RU2119077C1 RU 2119077 C1 RU2119077 C1 RU 2119077C1 RU 98104537 A RU98104537 A RU 98104537A RU 98104537 A RU98104537 A RU 98104537A RU 2119077 C1 RU2119077 C1 RU 2119077C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
intake
engine
exhaust
exhaust valves
control unit
Prior art date
Application number
RU98104537A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98104537A (en
Inventor
В.А. Конюхов
А.В. Конюхов
Е.В. Конюхова
Original Assignee
Конюхов Виталий Алексеевич
Конюхов Алексей Витальевич
Конюхова Елена Витальевна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конюхов Виталий Алексеевич, Конюхов Алексей Витальевич, Конюхова Елена Витальевна filed Critical Конюхов Виталий Алексеевич
Priority to RU98104537A priority Critical patent/RU2119077C1/en
Priority to AU79447/98A priority patent/AU7944798A/en
Priority to PCT/RU1998/000170 priority patent/WO1999043937A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2119077C1 publication Critical patent/RU2119077C1/en
Publication of RU98104537A publication Critical patent/RU98104537A/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00—Varying compression ratio
    • F02D15/02—Varying compression ratio by alteration or displacement of piston stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/048—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable crank stroke length
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: with engine operating at no-load or low load, delayed closing of intake valves and earlier closing of exhaust valves, as compared with standard values, is provided by signals from control unit. At mean loads, delivery of fuel and swept volume of cylinders is increased, and delayer closing of intake valve and earlier closing of exhaust valves, at compared with no-load and low-load conditions, are provided. Under conditions close to rated and under rated operating conditions, delivery of fuel and swept volume of cylinders are increased, as compared with mean load conditions, and timing phases of exhaust valves are returned to standard value, and timing phases of exhaust valves are returned to standard value, and timing phase of intake valves are returned to standard value for engine with spar, ignition or are changed to provide incomplete intake of fresh charge for engine with compression ignition. EFFECT: enhanced efficiency of output power regulation, reduced toxicity of exhaust gases by decreasing nitrogen oxide content in gases. 6 cl, 22 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к многотопливным двигателям внутреннего сгорания и способам регулирования их мощности за счет изменения фаз газораспределения и рабочего объема цилиндров. The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, in particular to multi-fuel internal combustion engines and methods for controlling their power by changing the valve timing and cylinder displacement.

Известен способ регулирования мощности многотопливного двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в формировании воздействия на орган управления двигателем и передачи сигнала на блок управления, формирования управляющих сигналов блоком управления для изменения фаз газораспределения впускных и выпускных клапанов, обеспечивающих изменение количества рабочего заряда в цилиндрах двигателя, и формировании управляющих сигналов для изменения рабочего объема цилиндров, обеспечивающего изменение степени сжатия, и изменения подачи топлива (см. заявку РСТ N 83/00901, кл. F 02 D 15/04, 1983). A known method of controlling the power of a multi-fuel internal combustion engine, which consists in generating an effect on the engine control and transmitting a signal to the control unit, generating control signals by the control unit to change the valve timing of the intake and exhaust valves, providing a change in the amount of working charge in the engine cylinders, and forming control signals for changing the working volume of the cylinders, providing a change in the degree of compression, and changes in the flow then Lib (see. PCT application N 83/00901, cl. F 02 D 15/04, 1983).

Из вышеуказанного источника информации известен и многотопливный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус по меньшей мере один цилиндр с впускным и выпускным клапанами, поршень, установленный в цилиндре и связанный шатуном с коленчатым валом, распределительные валы для впускных и выпускных клапанов, впускную и выпускную системы и соединенные с блоком управления орган управления двигателем, устройство для изменения фаз газораспределения, устройство для изменения рабочего объема цилиндра, устройство для дозирования топлива, датчики температуры и числа оборотов вала двигателя. A multi-fuel internal combustion engine comprising at least one cylinder with inlet and outlet valves, a piston installed in the cylinder and connected by a connecting rod with a crankshaft, camshafts for intake and exhaust valves, intake and exhaust systems and connected with a control unit, engine control, a device for changing the valve timing, a device for changing the working volume of the cylinder, a device for dispensing fuel, The sensors of temperature and engine speed.

Недостаток известных способа и двигателя заключается в недостаточной эффективности регулирования вследствие ограничения регулируемого объема рабочих цилиндров размерами подвижного элемента, размещенного в головке цилиндра между клапанами. Ограниченность размеров подвижного элемента в известном техническом решении не позволяет производить изменение рабочего объема цилиндров в широком диапазоне. Кроме того, в известном решении не предусмотрена возможность подмешивания к свежему заряду в цилиндрах части отработавших газов, что повышает их токсичность за счет наличия в них окислов азота. A disadvantage of the known method and engine is the insufficient regulation efficiency due to the limitation of the adjustable volume of the working cylinders by the dimensions of the movable element located in the cylinder head between the valves. The limited size of the movable element in the known technical solution does not allow for a change in the working volume of the cylinders in a wide range. In addition, the known solution does not provide for the possibility of mixing to a fresh charge in the cylinders of the exhaust gas, which increases their toxicity due to the presence of nitrogen oxides in them.

Задачей изобретения является повышение эффективности регулирования мощности многотопливного двигателя и снижение токсичности отработавших газов за счет уменьшения в них окислов азота. The objective of the invention is to increase the efficiency of regulation of the power of a multi-fuel engine and to reduce the toxicity of exhaust gases by reducing nitrogen oxides in them.

Поставленная задача в части способа решается тем, что в способе регулирования мощности многотопливного двигателя внутреннего сгорания, заключающемся в формировании воздействия на орган управления двигателем и передачи сигнала на блок управления, формировании управляющих сигналов блоком управления для изменения фаз газораспределения впускных и выпускных клапанов, обеспечивающих изменение количества рабочего заряда в цилиндрах двигателя, и формировании управляющих сигналов для измерения рабочего объема цилиндров, обеспечивающего изменение степени сжатия, и изменения подачи топлива, согласно изобретению на режимах холостого хода и малых нагрузок осуществляют более позднее закрытие впускных клапанов по сравнению со стандартным на такте сжатия, перепуская часть заряда во впускную систему, и более раннее закрытие выпускных клапанов по сравнению со стандартным на такте выхлопа, оставляя часть отработавших газов в цилиндре для перемешивания последних со свежим зарядом и при необходимости увеличивая подачу топлива, на режимах средних нагрузок увеличивают рабочий объем цилиндров и осуществляют более позднее закрытие впускных клапанов и более раннее закрытие выпускных клапанов по сравнению с режимами холостого хода и малых нагрузок, а на режимах, близких к номинальному и номинальном, увеличивают подачу топлива и рабочий объем цилиндров по сравнению с режимами средних нагрузок, фазы газораспределения выпускных клапанов возвращают к стандартному значению, а фазы газораспределения впускных клапанов возвращают в стандартному значению для двигателей с искровым зажиганием или изменяют для осуществления неполного впуска свежего заряда для двигателей с воспламенением от сжатия. The problem in terms of the method is solved by the fact that in the method of controlling the power of a multi-fuel internal combustion engine, which consists in generating an effect on the engine control and transmitting a signal to the control unit, generating control signals by the control unit for changing the valve timing of the intake and exhaust valves, providing a change in the quantity working charge in the engine cylinders, and the formation of control signals for measuring the working volume of the cylinders, providing Changing the compression ratio and changing the fuel supply, according to the invention, at idle and low loads, the intake valves are closed later than the standard ones on the compression stroke, bypassing part of the charge into the intake system, and the exhaust valves are closed earlier than the standard ones exhaust stroke, leaving part of the exhaust gases in the cylinder to mix the latter with a fresh charge and, if necessary, increase the fuel supply, at medium load conditions increase the working volume cylinder and carry out a later closing of the intake valves and earlier closing of the exhaust valves in comparison with idling and low loads, and at modes close to the nominal and nominal, increase the fuel supply and cylinder displacement in comparison with the modes of medium loads, phases the exhaust valve timing is returned to the standard value, and the intake valve timing is returned to the standard value for spark ignition engines or changed to Incomplete fresh charge inlet for compression ignition engines.

Поставленная задача в части способа решается также тем, что изменение степени сжатия производят в зависимости от вида топлива. The task in part of the method is also solved by the fact that the change in the degree of compression is carried out depending on the type of fuel.

Поставленная задача в части способа решается также тем, что изменение фаз газораспределения впускных и выпускных клапанов осуществляют путем разворота их распределительных валов на соответствующие углы. The task in part of the method is also solved by the fact that the change of the valve timing of the intake and exhaust valves is carried out by turning their camshafts to the corresponding angles.

Поставленная задача в части двигателя решается тем, что многотопливный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, по меньшей мере один цилиндр с впускным и выпускным клапанами, поршень, установленный в цилиндре и связанный шатуном с коленчатым валом, распределительные валы для впускных и выпускных клапанов, впускную и выпускную системы и соединенные с блоком управления орган управления двигателем, устройство для измерения фаз газораспределения, устройство для изменения рабочего объема цилиндра, устройство для дозирования топлива, датчики температуры и числа оборотов вала двигателя, согласно изобретению снабжен датчиками верхней (ВМТ) и нижней (НМТ) мертвых точек, датчиками угла поворота распределительных валов, датчиком детонации и датчиком кислорода, соединенными с блоком управления, устройство для изменения фаз газораспределения выполнено с возможностью поворота распределительных валов на заданный угол, причем шатун выполнен в виде двух частей, соединенных шарниром, с последним связан рычаг, ось качания которого соединена с реверсивным элементом, выполненным с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием привода устройства для изменения рабочего объема цилиндра, а датчик кислорода размещен в выпускной системе. The problem in the engine part is solved in that a multi-fuel internal combustion engine comprising a housing, at least one cylinder with intake and exhaust valves, a piston mounted in the cylinder and connected by a connecting rod to the crankshaft, camshafts for intake and exhaust valves, the intake and exhaust system and connected to the control unit engine control unit, a device for measuring the valve timing, a device for changing the working volume of the cylinder, a device for dosing top willow, temperature and speed sensors of the engine shaft, according to the invention is equipped with sensors of top (TDC) and bottom (BDC) dead points, angle sensors of camshafts, a knock sensor and an oxygen sensor connected to the control unit, a device for changing the valve timing the ability to rotate the camshafts by a predetermined angle, and the connecting rod is made in the form of two parts connected by a hinge, the lever is connected with the latter, the swing axis of which is connected to the reversing element, nnym with reciprocating motion under the action of a drive device for changing the stroke volume, and an oxygen sensor disposed in the exhaust system.

Поставленная задача в части двигателя решается также тем, что он дополнительно снабжен нагнетателем, сообщенным с впускной системой, датчиком оборотов ротора нагнетателя и датчиком температуры воздуха, связанными с блоком управления. The task in the engine part is also solved by the fact that it is additionally equipped with a supercharger in communication with the intake system, a rotor speed sensor of the supercharger rotor and an air temperature sensor associated with the control unit.

Поставленная задача в части двигателя решается также тем, что устройство для изменения фаз газораспределения содержит масляную систему, имеющую управляющий клапан, связанный с блоком управления, и соединяющую масляный насос с приспособлениями для разворота распределительных валов, установленными в шестернях последних. The task in the engine part is also solved by the fact that the device for changing the gas distribution phases contains an oil system having a control valve connected to the control unit and connecting the oil pump with camshaft reversal devices installed in the gears of the latter.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого двигателя; на фиг. 2 - устройство для изменения фаз газораспределения; на фиг. 3 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма на такте впуска на режимах холостого хода и малых нагрузок; на фиг. 4 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма при перепуске заряда на режимах холостого хода и малых нагрузок; на фиг. 5 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма на такте сжатия на режимах холостого хода и малых нагрузок; на фиг. 6 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма на такте рабочего хода на режимах холостого хода и малых нагрузок; на фиг. 7 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма на такте выпуска на режимах холостого хода и малых нагрузок; на фиг. 8 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма на такте впуска на режиме средних нагрузок; на фиг. 9 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма при перепуске заряда на режиме средних нагрузок; на фиг. 10 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма на такте сжатия на режиме средних нагрузок; на фиг. 11 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма на такте рабочего хода на режиме средних нагрузок; на фиг. 12 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма на такте выпуска на режиме средних нагрузок; на фиг. 13 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма двигателя с искровым зажиганием на такте впуска на режиме номинальных нагрузок; на фиг. 14 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма двигателя с искровым зажиганием на такте сжатия на режиме номинальных нагрузок; на фиг. 15 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма двигателя с искровым зажиганием на такте рабочего хода на режиме номинальных нагрузок; на фиг. 16 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма двигателя с искровым зажиганием на такте выпуска на режиме номинальных нагрузок; на фиг. 17 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма при изменении степени сжатия; на фиг. 18 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма двигателя с воспламенением от сжатия в начале такте впуска на режиме номинальных нагрузок; на фиг. 19 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма двигателя с воспламенением от сжатия в конце такте впуска на режиме номинальных нагрузок; на фиг. 20 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма двигателя с воспламенением от сжатия на такте сжатия на режиме номинальных нагрузок; на фиг. 21 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма двигателя с воспламенением от сжатия на такте рабочего хода на режиме номинальных нагрузок; на фиг. 22 - положение звеньев кривошипно-шатунного механизма двигателя с воспламенением от сжатия на такте выпуска на режиме номинальных нагрузок. In FIG. 1 presents a schematic diagram of the proposed engine; in FIG. 2 - a device for changing the valve timing; in FIG. 3 - the position of the links of the crank mechanism on the intake stroke at idle and low loads; in FIG. 4 - the position of the links of the crank mechanism when transferring the charge at idle and low loads; in FIG. 5 - the position of the links of the crank mechanism on the compression stroke at idle and low loads; in FIG. 6 - the position of the links of the crank mechanism on the stroke of the stroke at idle and light loads; in FIG. 7 - the position of the links of the crank mechanism on the exhaust stroke at idle and low loads; in FIG. 8 - the position of the links of the crank mechanism on the intake stroke at medium loads; in FIG. 9 - the position of the links of the crank mechanism when transferring the charge at medium loads; in FIG. 10 - the position of the links of the crank mechanism on the compression stroke at medium loads; in FIG. 11 - the position of the links of the crank mechanism on the stroke of the working stroke at medium loads; in FIG. 12 - the position of the links of the crank mechanism on the exhaust stroke at medium loads; in FIG. 13 - the position of the links of the crank mechanism of the engine with spark ignition on the intake stroke at nominal load mode; in FIG. 14 - the position of the links of the crank mechanism of the engine with spark ignition on the compression stroke at nominal loads; in FIG. 15 - the position of the links of the crank mechanism of the engine with spark ignition on the stroke of the stroke at nominal loads; in FIG. 16 - the position of the links of the crank mechanism of the engine with spark ignition on the exhaust stroke at nominal loads; in FIG. 17 - the position of the links of the crank mechanism when changing the degree of compression; in FIG. 18 - the position of the links of the crank mechanism of the engine with compression ignition at the beginning of the intake stroke at nominal loads; in FIG. 19 - the position of the links of the crank mechanism of the engine with compression ignition at the end of the intake stroke at nominal loads; in FIG. 20 - the position of the links of the crank mechanism of the engine with compression ignition on the compression stroke at nominal loads; in FIG. 21 - the position of the links of the crank mechanism of the engine with compression ignition at the stroke of the stroke at nominal loads; in FIG. 22 - the position of the links of the crank mechanism of the engine with compression ignition on the exhaust stroke at nominal load conditions.

Описываемый многотопливный двигатель (фиг.1) содержит корпус 1 по меньшей мере один цилиндр 2 с впускным и выпускным клапанами 3 и 4, поршень 5, установленный в цилиндре 2 и связанный сочлененным шатуном 6 с коленчатым валом 7, и впускную и выпускную системы. Двигатель имеет распределительные валы 8 и 9 для управления впускными и выпускными клапанами 3 и 4 и орган 10 управления двигателем, соединенный с блоком 11 управления. С последним соединены также устройство для изменения фаз газораспределения, а именно его управляющий клапан 12 (фиг. 2), устройство для изменения рабочего объема цилиндров, а именно привод 13, датчик 14 температуры, датчик 15 числа оборотов вала двигателя, датчики 16 и 17 нижней и верхней мертвых точек поршня 5, датчики 18 угла поворота распределительных валов 8 и 9, датчик 19 детонации и датчик 20 кислорода (лямбда-зонд). Блок 11 управления также связан с устройством 21 для дозирования топлива, например насос-форсункой или карбюратором. Соединение органа 10 управления двигателем с блоком 11 управления выполнено через контроллер 22. Сочлененный шатун 6 выполнен в виде двух частей, соединенных шарниром, с которым связан рычаг 23, ось качания которого соединена с реверсивным элементом 24, выполненным с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием привода 13 устройства для изменения рабочего объема цилиндров по оси, расположенной под углом к оси цилиндров 2. Датчик 20 кислорода размещен в выпускной системе. Кроме того, двигатель может быть снабжен нагнетателем 25, сообщенным с впускной системой, а также датчиком 26 оборотов ротора нагнетателя 25 и датчиком 27 температуры воздуха, связанными с блоком 11 управления. При этом устройство для изменения фаз газораспределения может включать масляную систему 28 с управляющим клапаном 12, связанным с блоком 11 управления. Масляная система 28 соединяет масляный насос 29 с приспособлением 30 для разворота распределительного вала 8 впускных клапанов 3 и приспособлением 31 для разворота распределительного вала 9 выпускных клапанов 4. Шестерни распределительных валов 8 и 9 связаны с масляным насосом 29 зубчато-ременной передачей 32. The multi-fuel engine described (FIG. 1) comprises a housing 1, at least one cylinder 2 with intake and exhaust valves 3 and 4, a piston 5 mounted in the cylinder 2 and connected by an articulated connecting rod 6 to the crankshaft 7, and an intake and exhaust system. The engine has camshafts 8 and 9 for controlling the intake and exhaust valves 3 and 4, and an engine control member 10 connected to the control unit 11. A device for changing the gas distribution phases is also connected to the latter, namely its control valve 12 (Fig. 2), a device for changing the working volume of the cylinders, namely, the actuator 13, the temperature sensor 14, the engine speed sensor 15, the lower sensors 16 and 17 and the top dead center of the piston 5, the sensors 18 of the angle of rotation of the camshafts 8 and 9, the knock sensor 19 and the oxygen sensor 20 (lambda probe). The control unit 11 is also associated with a device 21 for dispensing fuel, for example, a pump nozzle or a carburetor. The connection of the engine control 10 to the control unit 11 is made through the controller 22. The articulated connecting rod 6 is made in two parts connected by a hinge to which a lever 23 is connected, the swing axis of which is connected to the reversing element 24, made with the possibility of reciprocating movement drive 13 of the device for changing the working volume of the cylinders along an axis located at an angle to the axis of the cylinders 2. An oxygen sensor 20 is placed in the exhaust system. In addition, the engine can be equipped with a supercharger 25 in communication with the intake system, as well as a sensor 26 of the rotor speed of the supercharger 25 and an air temperature sensor 27 associated with the control unit 11. While the device for changing the valve timing may include an oil system 28 with a control valve 12 associated with the control unit 11. The oil system 28 connects the oil pump 29 to the camshaft reversal device 8 of the intake valves 3 and the camshaft reversal device 31 of the exhaust valves 4. The gears of the camshafts 8 and 9 are connected to the oil pump 29 by a belt drive 32.

Способ регулирования мощности предлагаемого многотопливного двигателя осуществляется следующим образом. The method of controlling the power of the proposed multi-fuel engine is as follows.

На режимах холостого хода и малых нагрузок осуществляют воздействие на орган 10 управления, например педаль акселератора, и через контроллер 22 передают сигнал блоку 11 управления. Последний формирует управляющий сигнал приводу 13. Привод 13 перемещает реверсивный элемент 24 и ось качания рычага 23 в точку а (фиг.3-6), располагая сочлененный шатун 6 по оси цилиндра 2 при положении поршня 5 в НМТ и ВМТ. При этом поршень 5 перемещается между положениями НМТ1 и ВМТ2. В это время блок 11 управления в соответствии с заложенной в него программой формирует управляющий сигнал устройству для изменения фаз газораспределения, а именно управляющему клапану 12, который направляет масло от насоса 29 к приспособлению 30 для разворота распределительного вала 8 впускных клапанов 3 на величину приблизительно 14o, тем самым обеспечивая более позднее закрытие впускного клапана 3 по сравнению со стандартным значением. В результате часть рабочего заряда перепускается из цилиндра 2 на такте сжатия во впускную систему. Далее впускной клапан 3 закрывается, поршень 5 перемещается вверх, сжимая оставшуюся часть рабочего заряда. Сгорание происходит с уменьшенным количеством рабочего заряда, что позволяет повысить эффективность процесса сгорания и уменьшить токсичность выхлопа. В это же время блок 11 управления формирует управляющий сигнал управляющему клапану 12 для подачи масла к приспособлению 31 для разворота распределительного вала 9 выпускных клапанов 4 на величину приблизительно 14o, тем самым обеспечивая более раннее закрытие выпускного клапана 4 по сравнению со стандартным значением и вследствие этого неполный выпуск. Часть отработавших газов остается в цилиндре 2 для смешивания их со свежим зарядом. Это позволяет в последующем цикле снизить температуру в цилиндре 2 при сгорании и соответственно уменьшить содержание окислов азота в отработавших газах (фиг. 3-7). В свою очередь данные сигналов датчиков 15 и 14 и 26 оборотов вала двигателя, температуры двигателя и оборотов ротора нагнетателя 25 обеспечивают корректировку цикловой подачи топлива через устройство 21 для дозирования топлива. Датчик 20 кислорода в случае появления в отработавших газах кислорода направляет сигнал блоку 11 управления уменьшить цикловую подачу топлива, тем самым снижая его расход. По мере увеличения мощности на режиме средних нагрузок осуществляют воздействие на орган 10 управления и через контроллер 22 и блок 11 управления формирует управляющий сигнал приводу 13, который, перемещая реверсивный элемент 24 и ось качания рычага 23 в точку d, увеличивает рабочий объем цилиндра 2 на 50%. В это же время блок 11 управления через управляющий клапан 12 увеличивает разворот распределительных валов 8 и 9 на 30o, тем самым обеспечивая более позднее закрытие впускного клапана 3 и более раннее закрытие выпускного клапана 4 по сравнению с режимами холостого хода и малых нагрузок. При этом цикловая подача топлива увеличивается (фиг. 8-12). На режимах, близких к номинальному и номинальном (75-100%), через орган 10 управления, контроллер 22 и блок 11 управления увеличивает подачу топлива и рабочий объем цилиндра 2 по сравнению с режимами средних нагрузок, перемещая реверсивный элемент 24 и ось качания рычага 23 в точку b. В случае двигателя с искровым зажиганием блок 11 управления формирует управляющий сигнал на управляющий клапан 12, вследствие чего валы 8 и 9 разворачивают в обратном направлении и фазы газораспределения впускных и выпускных клапанов 3 и 4 возвращают к стандартному значению (фиг. 13-16). В случае двигателя с воспламенением от сжатия вал 9 разворачивают в исходное положение, возвращая фазы газораспределения выпускных клапанов 4 к стандартному значению, а вал 8 разворачивают с таким расчетом, чтобы изменить фазы газораспределения впускных клапанов 3 для осуществления неполного впуска свежего заряда по сигналу датчика 19 детонации (фиг. 18-22). При переходе двигателя на работу на другом виде топлива по сигналу датчика 19 детонации блок 11 управления формирует управляющий сигнал приводу 13 для перемещения реверсивного элемента 24 и оси качания рычага 23 в точку с для корректировки степени сжатия. Датчики 16 и 17 контролируют точность работы привода 13, а датчики 18 угла поворота валов 8 и 9 контролируют точность их разворота в соответствии с заданной программой.At idle and low loads, they affect the control 10, for example the accelerator pedal, and transmit a signal to the control unit 11 through the controller 22. The latter generates a control signal to the drive 13. The drive 13 moves the reversing element 24 and the swing axis of the lever 23 to the point a (Fig.3-6), placing the articulated connecting rod 6 along the axis of the cylinder 2 with the position of the piston 5 in the BDC and TDC. In this case, the piston 5 moves between the positions of BDC 1 and TDC 2 . At this time, the control unit 11, in accordance with the program laid down in it, generates a control signal to the device for changing the gas distribution phases, namely, the control valve 12, which directs oil from the pump 29 to the device 30 for turning the camshaft 8 of the intake valves 3 by approximately 14 o thereby ensuring a later closing of the intake valve 3 compared to the standard value. As a result, part of the working charge is transferred from cylinder 2 at a compression stroke to the intake system. Next, the intake valve 3 closes, the piston 5 moves up, compressing the remainder of the working charge. Combustion occurs with a reduced amount of working charge, which improves the efficiency of the combustion process and reduces the toxicity of the exhaust. At the same time, the control unit 11 generates a control signal to the control valve 12 for oil supply to the device 31 for turning the camshaft 9 of the exhaust valves 4 by a value of approximately 14 o , thereby providing an earlier closing of the exhaust valve 4 compared to the standard value and therefore incomplete release. Part of the exhaust gases remains in the cylinder 2 for mixing them with a fresh charge. This allows in a subsequent cycle to reduce the temperature in the cylinder 2 during combustion and, accordingly, reduce the content of nitrogen oxides in the exhaust gases (Fig. 3-7). In turn, the data of the signals of the sensors 15 and 14 and 26 of the engine shaft speed, engine temperature and the rotor speed of the supercharger 25 provide for the correction of the cyclic fuel supply through the fuel metering device 21. The oxygen sensor 20 in the event of the appearance of oxygen in the exhaust gas sends a signal to the control unit 11 to reduce the cyclic supply of fuel, thereby reducing its consumption. As the power increases in the medium-load mode, they act on the control element 10 and, through the controller 22 and the control unit 11, generates a control signal to the drive 13, which, by moving the reversing element 24 and the swing axis of the lever 23 to point d, increases the working volume of cylinder 2 by 50 % At the same time, the control unit 11 through the control valve 12 increases the rotation of the camshafts 8 and 9 by 30 o , thereby providing a later closing of the intake valve 3 and earlier closing of the exhaust valve 4 in comparison with idling and low loads. In this case, the cyclic fuel supply increases (Fig. 8-12). In regimes close to the nominal and nominal (75-100%), through the control 10, the controller 22 and the control unit 11 increases the fuel supply and the working volume of the cylinder 2 in comparison with the medium load modes, moving the reversing element 24 and the swing axis of the lever 23 to point b. In the case of a spark ignition engine, the control unit 11 generates a control signal to the control valve 12, as a result of which the shafts 8 and 9 are turned in the opposite direction and the valve timing of the intake and exhaust valves 3 and 4 return to the standard value (Fig. 13-16). In the case of a compression ignition engine, the shaft 9 is turned to its original position, returning the valve timing of the exhaust valves 4 to a standard value, and the shaft 8 is turned so as to change the valve timing of the intake valves 3 to incomplete fresh charge by the signal of the detonation sensor 19 (Fig. 18-22). When the engine starts to work on another type of fuel according to the signal of the detonation sensor 19, the control unit 11 generates a control signal to the actuator 13 to move the reversing element 24 and the swing axis of the lever 23 to point c to adjust the compression ratio. Sensors 16 and 17 monitor the accuracy of the drive 13, and sensors 18 of the angle of rotation of the shafts 8 and 9 control the accuracy of their rotation in accordance with a given program.

Claims (6)

1. Способ регулирования мощности многотопливного двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в формировании воздействия на орган управления двигателем и передачи сигнала на блок управления, формировании управляющих сигналов блоком управления для изменения фаз газораспределения впускных и выпускных клапанов, обеспечивающих изменение количества рабочего заряда в цилиндрах двигателя, и формировании управляющих сигналов для изменения рабочего объема цилиндров, обеспечивающего изменение степени сжатия, и изменения подачи топлива, отличающийся тем, что на режимах холостого хода и малых нагрузок осуществляют более позднее закрытие впускных клапанов по сравнению со стандартным на также сжатия, перепуская часть заряда во впускную систему, и более раннее закрытие выпускных клапанов по сравнению со стандартным на такте выхлопа, оставляя часть отработавших газов в цилиндре для перемешивания последних со свежим зарядом и при необходимости увеличивая подачу топлива, на режимах средних нагрузок увеличивают подачу топлива и рабочий объем цилиндров и осуществляют более позднее закрытие впускных клапанов и более раннее закрытие выпускных клапанов по сравнению с режимами холостого хода и малых нагрузок, а на режимах, близких к номинальному и номинальном, увеличивают подачу топлива и рабочий объем цилиндров по сравнению с режимами средних нагрузок, фазы газораспределения выпускных клапанов возвращают к стандартному значению, а фазы газораспределения впускных клапанов возвращают к стандартному значению для двигателя с искровым зажиганием или изменяют для осуществления неполного впуска свежего заряда для двигателя с воспламенением от сжатия. 1. The method of controlling the power of a multi-fuel internal combustion engine, which consists in generating an effect on the engine control and transmitting a signal to the control unit, generating control signals by the control unit to change the valve timing of the intake and exhaust valves, providing a change in the amount of working charge in the engine cylinders, and forming control signals for changing the working volume of the cylinders, providing a change in the degree of compression, and changes in the fuel supply, about characterized by the fact that at idle and low loads, the intake valves are closed later than the standard ones for compression, transferring part of the charge to the intake system and earlier closing the exhaust valves compared to the standard ones at the exhaust stroke, leaving some of the exhaust gases in the cylinder for mixing the latter with a fresh charge and, if necessary, increasing the fuel supply, at medium loads, increase the fuel supply and the working volume of the cylinders and carry out more closing the intake valves earlier and closing the exhaust valves earlier in comparison with the idle and low load modes, and at the regimes close to the nominal and nominal ones, increase the fuel supply and cylinder displacement in comparison with the average load modes, the gas distribution phases of the exhaust valves return to to the standard value, and the valve timing of the intake valves is returned to the standard value for the spark ignition engine or changed to provide an incomplete fresh charge inlet for compression ignition engine. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение степени сжатия производят в зависимости от вида топлива. 2. The method according to claim 1, characterized in that the change in the degree of compression is made depending on the type of fuel. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что изменение фаз газораспределения впускных и выпускных клапанов осуществляют путем разворота из распределительных валов на соответствующие углы. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the change of the valve timing of the intake and exhaust valves is carried out by turning from the camshafts to the corresponding angles. 4. Многотопливный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, по меньшей мере один цилиндр с впускным и выпускным клапанами, поршень, установленный в цилиндре и связанный шатуном с коленчатым валом, распределительные валы для впускных и выпускных клапанов, впускную и выпускную системы и соединенные с блоком управления орган управления двигателем, устройство для изменения фаз газораспределения, устройство для изменения рабочего объема цилиндра, устройство для дозирования топлива, датчики температуры и числа оборотов вала двигателя, отличающийся тем, что он снабжен датчиками верхней и нижней мертвых точек, датчиками угла поворота распределительных валов, датчиком детонации и датчиком кислорода, соединенными с блоком управления, устройство для изменения фаз газораспределения выполнено с возможностью поворота распределительных валов на заданный угол, причем шатун выполнен в виде двух частей, соединенных шарниром, с последним связан рычаг, ось качания которого соединена с реверсивным элементом, выполненным с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием привода устройства для изменения рабочего объема цилиндра, а датчик кислорода размещен в выпускной системе. 4. A multi-fuel internal combustion engine comprising a housing, at least one cylinder with intake and exhaust valves, a piston mounted in the cylinder and connected by a connecting rod to the crankshaft, camshafts for intake and exhaust valves, the intake and exhaust systems and connected to the control unit engine control element, a device for changing the valve timing, a device for changing the working volume of a cylinder, a device for dispensing fuel, temperature sensors and engine speed A la, characterized in that it is equipped with top and bottom dead center sensors, camshaft angle sensors, a knock sensor and an oxygen sensor connected to the control unit, a device for changing the gas distribution phases is configured to rotate the camshafts by a predetermined angle, and the connecting rod is made in the form of two parts connected by a hinge, a lever is connected to the latter, the swing axis of which is connected to a reversing element, configured to reciprocate One action of the drive device to change the working volume of the cylinder, and the oxygen sensor is located in the exhaust system. 5. Двигатель по п.4, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен нагнетателем, сообщенным с впускной системой, датчиком оборотов ротора нагнетателя и датчиком температуры воздуха, связанными с блоком управления. 5. The engine according to claim 4, characterized in that it is additionally equipped with a supercharger in communication with the intake system, a rotor speed sensor of the supercharger rotor and an air temperature sensor associated with the control unit. 6. Двигатель по п.4 или 5, отличающийся тем, что устройство для изменения фаз газораспределения содержит масляную систему, имеющую управляющий клапан, связанный с блоком управления, и соединяющую масляный насос с приспособлениями для разворота распределительных валов, установленными в шестернях последних. 6. The engine according to claim 4 or 5, characterized in that the device for changing the valve timing contains an oil system having a control valve connected to the control unit and connecting the oil pump with camshaft reversal devices installed in the gears of the latter.
RU98104537A 1998-02-24 1998-02-24 Method of regulation of output power of multifuel internal combustion engine by changing timing phases and swept volume of cylinders, and design of multifuel internal combustion engine RU2119077C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98104537A RU2119077C1 (en) 1998-02-24 1998-02-24 Method of regulation of output power of multifuel internal combustion engine by changing timing phases and swept volume of cylinders, and design of multifuel internal combustion engine
AU79447/98A AU7944798A (en) 1998-02-24 1998-06-05 Method for adjusting the power of a multiple-fuel internal combustion engine andmultiple-fuel internal combustion engine
PCT/RU1998/000170 WO1999043937A1 (en) 1998-02-24 1998-06-05 Method for adjusting the power of a multiple-fuel internal combustion engine and multiple-fuel internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98104537A RU2119077C1 (en) 1998-02-24 1998-02-24 Method of regulation of output power of multifuel internal combustion engine by changing timing phases and swept volume of cylinders, and design of multifuel internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2119077C1 true RU2119077C1 (en) 1998-09-20
RU98104537A RU98104537A (en) 1999-02-27

Family

ID=20203279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98104537A RU2119077C1 (en) 1998-02-24 1998-02-24 Method of regulation of output power of multifuel internal combustion engine by changing timing phases and swept volume of cylinders, and design of multifuel internal combustion engine

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU7944798A (en)
RU (1) RU2119077C1 (en)
WO (1) WO1999043937A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006009491A1 (en) * 2004-07-13 2006-01-26 Andrey Alekseevich Kutyayev Method for producing torque on the working shaft of piston and rotary internal combustion engines (variants). piston and rotary engine for carrying out said method (variants)
RU2566872C2 (en) * 2010-07-20 2015-10-27 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Compensation for oxygen-bearing fuels in diesel
RU2570956C2 (en) * 2010-07-20 2015-12-20 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Compensation for oxygen-bearing fuels (obf) in diesel
RU2672203C1 (en) * 2015-07-15 2018-11-12 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Internal combustion engine with variable compression ratio
RU2718383C2 (en) * 2017-03-23 2020-04-02 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Method and system for motor control

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3107244A1 (en) * 1981-02-26 1982-09-16 Walter Dipl.-Phys. 7000 Stuttgart Dinkelacker Internal combustion engine with load control by adjusting the piston stroke
SE428141B (en) * 1981-09-07 1983-06-06 Hedelin Lars G B SETTING REGULATED THE PROCEDURE OF A COMBUSTION ENGINE, AND COMBUSTION ENGINE
SU1686203A1 (en) * 1988-09-26 1991-10-23 Ленинградский Институт Водного Транспорта Variable-stroke internal combustion engine
RU2023188C1 (en) * 1993-04-29 1994-11-15 Гаджикадир Алиярович Ибадуллаев Device for regulation of output power of internal combustion engine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006009491A1 (en) * 2004-07-13 2006-01-26 Andrey Alekseevich Kutyayev Method for producing torque on the working shaft of piston and rotary internal combustion engines (variants). piston and rotary engine for carrying out said method (variants)
RU2566872C2 (en) * 2010-07-20 2015-10-27 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Compensation for oxygen-bearing fuels in diesel
RU2570956C2 (en) * 2010-07-20 2015-12-20 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Compensation for oxygen-bearing fuels (obf) in diesel
RU2672203C1 (en) * 2015-07-15 2018-11-12 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Internal combustion engine with variable compression ratio
RU2718383C2 (en) * 2017-03-23 2020-04-02 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Method and system for motor control

Also Published As

Publication number Publication date
AU7944798A (en) 1999-09-15
WO1999043937A1 (en) 1999-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4995354A (en) Two-cycle engine
JP3298352B2 (en) diesel engine
US7150262B2 (en) Control apparatus of internal combustion engine
US9863350B2 (en) Start control device of homogeneous-charge compression ignition engine
US5020487A (en) Internal combustion engine with load-responsive valve control for combustion chamber scavenging
KR20140024390A (en) Split cycle phase variable reciprocating piston spark ignition engine
US10519822B2 (en) Internal combustion engine
JP2013510261A (en) Two-stroke internal combustion engine with variable compression ratio and exhaust port shutter and method of operating such an engine
US10815909B2 (en) Method for varying a cylinder-specific compression ratio of an applied-ignition internal combustion engine and internal combustion engine for carrying out a method of said type
JPH01305129A (en) Internal combustion engine
US20230025982A1 (en) Hydrogen-powered opposed-piston engine
JP4944131B2 (en) Two-cycle internal combustion engine with variable compression ratio and exhaust port shutter
JP4918910B2 (en) Internal combustion engine
RU2434156C1 (en) Internal combustion engine with spark ignition
JP2007255427A (en) Method and device for operating self-ignition internal combustion piston engine
RU2119077C1 (en) Method of regulation of output power of multifuel internal combustion engine by changing timing phases and swept volume of cylinders, and design of multifuel internal combustion engine
US5009201A (en) Two-cycle engine having a direct fuel injection system
JP2006307658A (en) 2-stroke engine
WO1999054614A1 (en) Intake air volume detection device for internal combustion engine
JPS60150459A (en) Engine with fuel injection device
JPH09250435A (en) Engine control method and control device therefor
RU98104537A (en) METHOD FOR POWER REGULATION OF A MULTI-FUEL INTERNAL COMBUSTION ENGINE BY METHOD OF CHANGE OF GAS DISTRIBUTION PHASES AND WORKING VOLUME OF CYLINDERS AND MULTI-FUEL INTERNAL COMBUSTION ENGINE
JP6870350B2 (en) Internal combustion engine control device
JP6862870B2 (en) Internal combustion engine control device
JP4144421B2 (en) Control device for internal combustion engine