SU877103A1

SU877103A1 - I.c.engine

Info

Publication number: SU877103A1
Application number: SU792835675A
Authority: SU
Inventors: Владимир Викторович Максимов; Петр Лукич Шевченко; Александр Константинович Гаврилов
Original assignee: Сибирский Автомобильно-Дорожный Институт Им. В.В.Куйбышева
Priority date: 1979-11-02
Filing date: 1979-11-02
Publication date: 1981-10-30

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к двигател м внут реннего сгорани и предназначено дл использовани на дизел х транспортных дорожно-строительных машин и стационарных установок, работающих в уелоВИЯХ повьшенной температуры окружающего воздуха. Известны двигатели внутреннего сгорани , содержащие воздуховпускной трубопровод с р.аспьшител ми, подключенными к емкости с водой при помощи магистрали с регул тором расхода воды снабженным газовой и вод ной полост ми , выпускной трубопровод и топливный насос П. В faKHX двигател х регулирование расхода воды осуществл етс применением давлени воздуха в воздушной полости регул тора пропорционально положению рейки топливного насоса при помощи источника сжатого воздуха. Однако, при отсутствии источника сжатого воздуха, усложн ющего конструкцию , работа данного двигател невозможна . Кроме того, в указанных , ; двигател х не примен ютс никакие меры по повьшению точности регулировани подачи воды в зависимости от режима работы двигател . Цель изобретени - повышение точности регулировани , подачи воды. Указанна цель достигаетс тем, что регул тор расхода воды.дополнительно снабжен золотником, плунжер которого кинематически св зан с рейкой топливного насоса, дл попеременного подключени газовой полости регул тора к выпускному трубопроводу, атмосфере и к воздуховпускному трубопроводу в зависимости от положени рейки топливного насоса. На фиг. 1 изображена система питани предлагаемого двигател внутреннего сгорани , на фиг. 2 - регул тор расхода воды, разрез; на фиг. 3 распылитель , разрез; на фиг. 4 - золотник , продольный разрез; на фиг. 5 то же, вид сверху, на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 4. Система питани ( фиг.1) содержит регул тор h расхода воды, сообщенный с помощью трубки 2 с емкостью 3 с водой и с помощью трубки 4 - с тройником 5. Последний подключен к золот нику 6 и к верхней части емкости 3 с водой. Золотник 6 соединен т гой 7 с рычагом 8 управлени регул тором топли ного насоса высокого давлени дизел или с одним из кондов рейки топливного насоса. Регул тор 1 трубками 9 соединен с распылителем 10, установленными во впускных патрубках цилиндров воздухо впускного трубопровода 11. Золотник 6 сообщен трубкой. 12 с полостью выпускного трубопровода 13, трубкой 14 с полостью воздуховпускного трубопровода и трубкой 15 - с атмосферой.Регул тор 1 состоит из корпуса 16 (фиг.2), в котором выполнены радиаль ные каналы 17 по числу цилиндров двигател Ь аксиальное отверстие под регулировочный винт 18, на цилиндрическую поверхность которого выход каналы I7. Регулировочный винт 18 за канчиваетс конусом 19. Регулировочный винт 18 уплотнен резиновым кольцом 20, которое поджато гайкой 21. Поплавкова камера регул тора образована корпусом 16 и крышкой 22| уплотненной резиновым кольцом 23 на крьшку 22 приварена бобьшка 24, в которую ввернут штуцер 25 под трубкой 2 (. фиг. 1) , сообщающую регул тор с золотником 6 (газова полость поплавковой камеры образуетс между уровнем воды в ней и крьпшсой 22)(фиг.2). В крышке 22 смонтирован запорный механизм со штуцером 26, который уплотнен кольцом 27. Залорньй механизм состоит из корпуса клапана 29, фасонной гайки 30, поплавка 31, стоек 32 с осью. Радиальные каналы 17 через штуцеры 33 соеди нены трубками 9 (фиг.1 ) с распьшител ми 34 (,фиг.2), установленными во впускных патрубках цилиндров через прокладки 35. В нижней части распыли тел 34 выполнено калиброванное отверстие 36 перпендикул рно оси распылител и расположено по направлени движени воздуха. Прокладка 35 служи дп точного ориентировани отверсти 36 распылител 34 по оси патрубка. 4 5у Золотник 6 (фиг.1) состоит из корпуса 37 (фиг.З) и плунжера 38. В корпусе 37 выполнены пазы, образующие три отдельных входных паза Д, В и С и один выходной паз Б, причем последний перекрьшает по длине пазы В и Д. Пазы Б,.В, С, Д герметично закрыты крышками со штуцерами под трубки. Пазы В, С и Д закрыты крьшпсами 39, 40, 41 со штуцерами под трубки и соединены: паз В - с полостью воздуховпускного трубопровода; паз С - с атмосферой; паз Д - с полостью вы-пускного трубопровода. Паз Б закрыт крьш1кой 42 со штуцером и сообщен через трубку с газовой полостью распределител . В плунжере 38, который соединен либо с рычагом 8 регул тора топливного насоса (фиг.1), либо с одним из концов рейки топливного насоса, вьтолнены три кольцевые проточки 43, 44 и 45.Проточка 43 сообщает при определенном положении плунжера пазы В и Б (и, следовательно, полость воздуховпускного трубопровода) с газовой полостью распределител , причем пазы С и Б, Д и Б разобщены. Проточка 44 сообщает при следующем положении золотника пазы С и Б (и, следовательно, атмосферу) с газовой полостью распределител , причем пазы Б и В, Д и Б в этом случае разобщены . Проточка 45 сообщает при дальнейшем положении плунжера пазы Д и Б (и, следовательно, полость выпускного трубопровода) и газовую полость распределител , при зтом пазы В и Б, С и Б разобщены. Корпус 37 золотника со стороны свободного конца плунжера 38 выполнен либо открытым, либо закрытым (однако В этом случае необходимо сообщить полость корпуса между торцом плунжера и его крьш1кой с атмосферой). Установка распределител 1 (фиг.1) на машине, двигателе или установке производитс таким образом, чтобы при подаче близкого к максимальному разрежени в газовую полость поплавковой камеры из воздуховпускного трубопровода 11 не происходило истечение воды через отверсти распылителей . Система питани работает следующим образом. При изменении положени рычага управлени топливного насоса выходного давлени или его рейки Тпри изменении нагрузки на дизель) в сторону увеличени подачи топлива плунжер сдвигаетс вправо, соедин ет проточкой 43 (фиг.З) полость воэдуховпускного трубопровода 11 (фиг.1) с газовой полостью регул тора 1.The invention relates to mechanical engineering, in particular, to internal combustion engines, and is intended for use on diesel engines of road-building machines and stationary installations operating in high temperatures of ambient air. There are engines of internal combustion that contain an air inlet pipe with river connectors connected to a water tank by means of a line with a water flow regulator equipped with a gas and water cavity, an exhaust pipe and a fuel pump P. In faKHX engines, water flow regulation is carried out The use of air pressure in the air cavity of the regulator is proportional to the position of the rail of the fuel pump using a compressed air source. However, in the absence of a source of compressed air that complicates the design, the operation of this engine is impossible. In addition, the indicated; The engines do not apply any measures to increase the accuracy of water supply control depending on the engine operation mode. The purpose of the invention is to improve the accuracy of regulation, water supply. This goal is achieved by the fact that the water flow regulator is additionally equipped with a spool, the plunger of which is kinematically connected to the rail of the fuel pump, for alternately connecting the gas cavity of the regulator to the discharge pipe, atmosphere and air inlet pipe depending on the position of the fuel pump rail. FIG. 1 shows the power supply system of the proposed internal combustion engine; FIG. 2 - water flow regulator, cut; in fig. 3 sprayer, incision; in fig. 4 - slide, longitudinal section; in fig. 5 is the same, top view, in FIG. 6 is a section BB in FIG. 4. The power supply system (Fig. 1) contains a water flow regulator h, communicated via tube 2 with a capacity of 3 with water and via tube 4 - with a tee 5. The latter is connected to the zolotnik 6 and to the top of tank 3 with water . The spool 6 is connected by a pull 7 with a lever 8 for controlling a diesel high pressure fuel pump regulator or with one of the fuel pump rails. The regulator 1 tubes 9 is connected to the spray gun 10, installed in the inlet pipes of the cylinders of the air intake pipe 11. The spool 6 is communicated by a tube. 12 with a cavity of the exhaust pipe 13, a pipe 14 with a cavity of the air intake pipe and a pipe 15 with the atmosphere. The regulator 1 consists of a housing 16 (FIG. 2) in which radial channels 17 are made according to the number of cylinders of the engine L axial bore for an adjusting screw 18, on the cylindrical surface of which the exit channels I7. The adjusting screw 18 is turned down by a cone 19. The adjusting screw 18 is sealed with a rubber ring 20, which is tightened with a nut 21. The float of the regulator chamber is formed by the housing 16 and the cover 22 | With a rubber ring 23 on the cap 22, a bobka 24 is welded into which the nozzle 25 is screwed under the tube 2 (fig. 1), communicating with the regulator with the spool 6 (the gas cavity of the float chamber is formed between the water level in it and the grinder 22) (fig. 2). In the cover 22, a locking mechanism with a fitting 26 is mounted, which is sealed by a ring 27. The barn mechanism consists of a valve body 29, a shaped nut 30, a float 31, and racks 32 with an axis. The radial channels 17 through pipes 33 are connected by pipes 9 (figure 1) with drivers 34 (, figure 2) installed in the inlet pipes of the cylinders through gaskets 35. In the lower part of the spray bodies 34, a calibrated orifice 36 is made perpendicular to the axis of the sprayer and located in the direction of air movement. The gasket 35 serves as a dp of accurately orienting the orifice 36 of the spray 34 along the nozzle axis. 4 5u The spool 6 (Fig. 1) consists of a housing 37 (Fig.Z) and a plunger 38. The grooves 37 are formed in the housing 37, forming three separate inlet grooves D, B and C and one output groove B, the latter overlapping along the grooves C and D. Grooves B, .B, C, D are hermetically sealed with covers with fittings for tubes. The grooves B, C, and D are closed with spacers 39, 40, 41 with fittings for pipes and connected: groove B - with the cavity of the air inlet pipe; groove C - with the atmosphere; groove D - with the cavity of the outlet pipeline. The groove B is closed with a fitting 42 with a fitting and communicated through the tube with the gas cavity of the distributor. In the plunger 38, which is connected either to the lever 8 of the fuel pump regulator (figure 1), or to one of the ends of the rail of the fuel pump, three annular grooves 43, 44 and 45 are threaded. The groove 43 communicates the slots B and B at a certain plunger position (and, therefore, the cavity of the air intake pipe) with the gas cavity of the distributor, and the grooves C and B, D and B are disconnected. The groove 44 communicates with the next position of the spool the grooves C and B (and therefore the atmosphere) with the gas cavity of the distributor, and the grooves B and C, D and B in this case are separated. The groove 45 communicates with the further position of the plunger the grooves D and B (and, therefore, the cavity of the exhaust pipe) and the gas cavity of the distributor, with the grooves B and B, C and B being disconnected. The valve body 37 on the side of the free end of the plunger 38 is made either open or closed (however, in this case, the body cavity must be connected between the end of the plunger and its cavity with the atmosphere). The installation of the distributor 1 (Fig. 1) on the machine, engine or plant is carried out in such a way that when close to the maximum vacuum is applied to the gas cavity of the float chamber from the air inlet pipe 11, no outflow of water occurs through the nozzles of the nozzles. The power supply system works as follows. When the output pressure of the fuel pump control lever or its rail position changes, when the load on the diesel engine changes towards increasing the fuel supply, the plunger shifts to the right, connecting the air inlet pipe 11 (FIG. 1) with a groove 43 (FIG. 3) to the gas cavity of the regulator one.

При дальнейшем.движении плунжера 38 вправо полости паз.ов В и Б разобщаютс и проточка 44 сообщает газовую полость регул тора с атмосферой через пазы С и Б (фиг.З).Upon further movement of the plunger 38 to the right, the cavities of the grooves B and B separate and the groove 44 communicates the gas cavity of the regulator with the atmosphere through the grooves C and B (FIG. 3).

При последуклдем движении плунжера вправо полости пазов С и Б разобщаютс , проточка 45 сообщает газовую полость регул тора с полостью вьшускного трубопровода через пазы Б и Д.When the plunger moves to the right, the cavities of grooves C and B are separated, groove 45 communicates the gas cavity of the regulator with the cavity of the outlet pipeline through slots B and D.

Расположение коротких пазов в корпусе золотника 37 и кольцевых проточек плунжера подбираютс таким образом , что если кака -нибудь проточка сообщает входной паз с выходным, то два других входных разобщены с выходным . Продолжительность (по ходу плунжера) собщени полостей впускного , выпускного трубопровода и атмосферы с газовой полостью регул тора определ етс размерами входных пазов и их сочетанием.The arrangement of the short grooves in the casing of the spool 37 and the annular grooves of the plunger is chosen in such a way that if some groove informs the input groove with the output, then the other two inputs are disconnected with the output. The duration (along the plunger) of the cavities of the inlet, outlet pipe and atmosphere with the gas cavity of the regulator is determined by the size of the inlet grooves and their combination.

При недостаточности статического давлени в выпускном трубопроводе дл обеспечени необходимого расхода вод дополнительно используют динамически напор отработавших газов, установив напорную трубку, (вывести газовую трубку в середину потока и открытым торцом навстречу ему). Подобным же образом дл корректировки давлени и следовательно, расхода воды нспользуют динаь ический напор в воздуховпускном трубопроводе. If there is insufficient static pressure in the exhaust piping, in order to ensure the necessary flow of water, the exhaust gas flow is additionally used dynamically by installing a pressure pipe (take the gas pipe to the middle of the stream and open end to meet it). Similarly, to adjust the pressure and therefore the flow rate of water, the dynamic pressure in the intake pipe is used.

При уменьшении нагрузки на двигатель рычаг 8 регул тора (фиг.1) топливного насоса или его рейки перемещает влево плунжер золотника 6. Чере сообщающиес полости В и Д уменьшающеес давление отработавших газов из выпускного трубопровода передаетс в газовую полость регул тора 1. Расход воды при этом уменьшаетс . При достижении плунжером 38 (фиг.З) некоторого положени полости Б и Д золотника 6 разобщаютс и при помощи проточки 44 сообщаютс полости Б и С соедин газовую полость регул тора с атмосферой.When the engine load decreases, the regulator lever 8 (FIG. 1) of the fuel pump or its rail moves the plunger 6 to the left. The communicating cavities B and D decrease the exhaust gas pressure from the exhaust pipe to the gas cavity of the regulator 1. Water consumption decreases. When plunger 38 (FIG. 3) reaches a certain position of cavity B and D of spool 6, they separate and, using groove 44, cavity B and C connect the gas cavity of the regulator with the atmosphere.

При дальнейшем движении влево плужер 38 (фиг.З), оставл разобщенными полости Б и С, Б и Д, проточкойUpon further movement to the left, the plouser 38 (FIG. 3), leaving the cavities B and C separated, B and D, grooved

43 сообщает полости Б и В золотника - в полость регул тора 1 (фиг.1) подаетс разрежение из воздуховпускного трубопровода. Таким образом измен етс давление в газовой полости регул тора 1.43 communicates cavities B and B of the spool valve; a vacuum is supplied from the air inlet pipe to the cavity of the regulator 1 (Fig. 1). Thus, the pressure in the gas cavity of the regulator 1 varies.

Дл нормального поступлени воды из емкости 3 с водой в водную полость i регул тора верхн часть емкости 3For the normal flow of water from the tank 3 with water into the water cavity i of the controller, the upper part of the tank 3

через тройник и трубку 4 сообщена с газовой полостью регул тора 1.through the tee and the tube 4 communicates with the gas cavity of the regulator 1.

Необходима характеристика подачи воды в цилиндры дизел подбираетс , исход из условий его эксплуатации, иA characteristic of the water supply to the cylinders of the diesel is selected, based on its operating conditions, and

и определ етс динамическим и статическим напором в воздуховпускном и выпускном трубопроводах, атмосферньм давлением, продолжительностью дейст-ви каждого давлени в газовой магистрали , высотой установки корпуса распределител 1-6 (фиг.2) относительно распыливающих отверстий распьшителей 34, гидравлическим сопротивлением водной магистрали (входные отверсти радиальных каналов 17 трубки 9 (фиг.1) распылител 10. Конструкци устройства предусматривает возможность изменени гидравлического сопротивлени этой магистрали перемещением кромки регулировочного винта 18 и изменени проходного сечени входных отверстий радиальных каналов I 17.and is determined by the dynamic and static pressure in the intake and exhaust pipelines, atmospheric pressure, duration of each pressure in the gas line, installation height of the distributor housing 1-6 (figure 2) relative to the spray holes of the louvers 34, hydraulic resistance of the water line (input the openings of the radial channels 17 of the tube 9 (Fig. 1) of the sprayer 10. The design of the device provides the ability to change the hydraulic resistance of this line by moving to adjusting screw 18 and changes in the flow area of the inlets of the radial channels I 17.

Использование системы питани предлагаемого двигател при повышенных температурах окружающего воздуха позвол ет подавать воду во впускные патрубки цилиндров при загрузке двигател , начина с 40-50% ив количестве , необходимом дл максимального снижени токсичности отработавших газов. Кроме того, введение воды во впускные патрубки цилиндров снижает зольность, коксуемость и угар масла. Эксплуатаци устройства не требует больших затрат на обслуживание. Стоимость его изготовлени невелика.Using the power supply system of the proposed engine at elevated ambient temperatures allows water to be supplied to the inlets of the cylinders when the engine is loaded, starting with 40-50% of the amount needed to maximize exhaust emissions. In addition, the introduction of water into the inlet pipes of the cylinders reduces the ash content, coking ability and oil loss. Operation of the device does not require large maintenance costs. The cost of its manufacture is low.

Стендовые и эксплуатационные испытани дизел ЯМЗ-240 автосамосвала БелАз-540А в услови х строительства Нурекской ГЭС с использованием,предлагаемого двигател доказали, что предлагаемое устройство позволило снизить дымность и токсичность отработавших газов. Испытани подтвердили универсальность и упрощенность конструкции , возможностьиспользовани данной системы на машинах и -установкак , оборудованных источниками сжатого воздуха так и без таковых.Bench and operational tests of the YAMZ-240 diesel engine of the BelAZ-540A dump truck under the conditions of construction of the Nurek HPP using the proposed engine proved that the proposed device allowed reducing the opacity and toxicity of exhaust gases. The tests confirmed the versatility and simplicity of the design, the possibility of using this system on machines and installations, equipped with and without compressed air sources.

Устройство работало безотказно на прот жении всего периода опытной эксплуатации.The device worked flawlessly throughout the entire period of trial operation.

Claims

Invention Formula

An internal combustion engine comprising an air intake manifold with nozzles connected to a water tank by means of a manifold with a water flow regulator fitted with a gas and water cavity, an exhaust manifold and a fuel pump different

771038

In order to increase the accuracy of water supply control, 4TOi additionally has a spool valve, the plunger of which is kinematically connected to the fuel rail

pump, for alternately connecting the gas cavity of the regulator to the outlet pipe, the atmosphere and the air inlet pipe depending on the position of the fuel rail

the pump.

I

Sources of information taken into account in the examination of 15 1. USSR author's certificate

according to application no.2721590, cl. F 02 M 25/02 1978.

13

12

L

/ f

Kl

28

I

30 3Z

(Reg. 2 37

(rig. 3

(rig. v 3