Двигатель внутреннего сгорания

Авторы патента:

Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано для повышения эффективных, улучшения экономических показателей, а также для обеспечения многотопливности двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит: картер 1, в котором размещен кривошипно-шатунный механизм 2; цилиндр 3; поршень 4. В головке цилиндра 3 расположены электроуправляемая топливная форсунка 5, блок искрового зажигания 6 впускной коллектор 7 с впускным клапаном 8, выпускной клапан 9, соединенный с тепловым аккумулятором 10, нагнетательный электромагнитный клапан 11, соединенные с охладителем воздуха 12 ресивера 13, выпускного коллектора 14 с выпускным 15 и перепускным 16 электромагнитными клапанами. Управление блоком искрового зажигания 6, электроуправляемой топливной форсункой 5 и электромагнитными клапанами 11, 15, 16 осуществляется электронным блоком управления 17 в зависимости от информации поступающей от датчика частоты вращения коленчатого вала 18, датчика положения коленчатого вала 19, датчика температуры двигателя 20, датчика детонации 21, датчика температуры воздуха 22, датчика скорости воздуха 23, датчика содержания кислорода в отработавших газах 24, датчика давления сжатого воздуха 25 и датчика положения дроссельной заслонки 26. 1 с.п. ф-лы, 1 илл.

Известен двигатель внутреннего сгорания (Патент на полезную модель РФ 85556 Двигатель внутреннего сгорания / Руднев В.В., Хасанова М.Л., Кукис B.C. Приоритет 20.03.2009., опубл. 10.08.2009. Бюл. 22.), содержащий: картер, в котором размещен кривошипно-шатунный механизм; цилиндр; поршень. В головке цилиндра расположены впускной, выпускной и нагнетательный клапаны, впускной, выпускной и воздушный коллекторы, форсунка для впрыскивания топлива. Нагнетательный клапан оборудован блоком электронного управления. Воздушный коллектор содержит клапан, управляемый электронным блоком, и соединен с ресивером.

Недостатками такого двигателя являются:

1. Невозможность обеспечения оптимального смесеобразования при работе на различных топливах.

2. Невозможность повторного использования тепловой энергии отработавших газов в рабочем цикле.

Известен также двигатель внутреннего сгорания (Патент на полезную модель РФ 89179 Двигатель внутреннего сгорания / Руднев В.В., Хасанова М.Л. Приоритет 08.05.2009., опубл. 27.11.2009. Бюл. 33.), содержащий: картер, в котором размещен кривошипно-шатунный механизм; цилиндр; поршень. В головке цилиндра расположены топливная форсунка, впускной коллектор с впускным клапаном, выпускной клапан, соединенный с тепловым аккумулятором, нагнетательный и перепускной клапаны, соединенные с охладителем воздуха ресивера низкого давления и охладителем воздуха ресивера высокого давления, выпускной коллектор с выпускным и нагнетательным электромагнитными клапанами.

Недостатками такого двигателя являются:

1. Невозможность обеспечения оптимального смесеобразования при работе на различных топливах.

2. Отсутствие автоматического регулирования момента подачи топлива, момента зажигания и управления клапанами в зависимости от режимов работы двигателя.

Данная конструкция двигателя является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и принята за прототип.

Задачей предложения является повышения эффективных показателей двигателя внутреннего сгорания.

Решение поставленной задачи достигается тем, что управление топливной форсункой, блоком искрового зажигания и электромагнитными клапанами осуществляется электронным блоком управления, что позволяет осуществлять воспламенение топливно-воздушной смеси от искры, от сжатия (компрессионные двигатели) или от момента подачи топлива (дизели) в зависимости от режима работы двигателя.

Анализ предлагаемого решения и известных позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.

Предложение поясняется рисунком (фиг.1), где изображено принципиальное устройство двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания содержит: картер 1, в котором размещен кривошипно-шатунный механизм 2 с коленчатым валом без позиции цилиндр 3; поршень 4. В головке цилиндра 3 расположены электроуправляемая топливная форсунка 5, блок искрового зажигания 6 впускной коллектор 7 с дроссельной заслонкой, без позиции на чертеже с впускным клапаном 8, выпускной клапан 9, соединенный с тепловым аккумулятором 10, нагнетательный электромагнитный клапан 11, соединенные с охладителем воздуха 12 ресивера 13, выпускного коллектора 14 с выпускным 15 и перепускным 16 электромагнитными клапанами. Управление блоком искрового зажигания 6, электроуправляемой топливной форсункой 5 и электромагнитными клапанами 11, 15, 16 осуществляется электронным блоком управления 17 в зависимости от информации, поступающей от датчика частоты вращения коленчатого вала 18, датчика положения коленчатого вала 19, датчика температуры двигателя 20, датчика детонации 21, датчика температуры воздуха 22, датчика скорости воздуха 23, датчика содержания кислорода в отработавших газах 24, датчика давления сжатого воздуха 25 и датчика положения дроссельной заслонки 26.

Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания работает на режиме пуска, на режиме торможения двигателем, на режиме резкого кратковременного увеличения мощности аналогично прототипа. Процесс сжатия начинается не от нижней мертвой точки, фактическая степень сжатия будет меньше геометрической. Величину фактической степени сжатия можно изменять, регулируя моменты открытия и закрытия нагнетательного клапана 11. Управление топливной форсункой 5, блоком искрового зажигания 6 и нагнетательным 11, перепускным 16 и выпускным 15 электромагнитными клапанами осуществляется электронным блоком управления 17 на основании информации получаемой от датчика частоты вращения коленчатого вала 18, датчика положения коленчатого вала 19, датчика температуры двигателя 20, датчика детонации 21, датчика температуры воздуха 22, датчика скорости воздуха 23, датчика содержания кислорода в отработавших газах 24, датчика давления сжатого воздуха 25 и датчика положения дроссельной заслонки 26., что позволяет осуществлять воспламенение топливно-воздушной смеси от искры, от сжатия (компрессионные двигатели) или от момента подачи топлива (дизели) в зависимости от режима работы двигателя

На режиме холостого хода и режимах высоких нагрузок при средних частотах вращения коленчатого вала, электронный блок управления 17 отключает блок искрового зажигания 6, управляет электроуправляемой топливной форсункой 5 и нагнетательным электромагнитным клапаном 11 обеспечивая начало воспламенения топлива в зависимости от начала его подачи в цилиндр 3 (Дизель), тем самым обеспечивая минимальный удельный эффективный расход топлива.

На режимах средних нагрузок электронный блок управления 17 управляет блоком искрового зажигания 6, электроуправляемой топливной форсункой 5 и нагнетательным электромагнитным клапаном 11, обеспечивая начало воспламенения топливно-воздушной смеси от искры. При этом начало подачи топлива в цилиндр 3 осуществляется в начале такта сжатия одновременно с закрытием нагнетательного электромагнитного клапана 11, тем самым улучшая процесс смесеобразования.

На режимах высоких нагрузок при высоких частотах вращения коленчатого вала электронный блок управления 17 отключает блок искрового зажигания 6, управляет электроуправляемой топливной форсункой 5 и нагнетательным электромагнитным клапаном 11 обеспечивая начало воспламенения топлива в зависимости от давления в конце такта сжатия (цикл компрессионных двигателей). При этом начало подачи топлива в цилиндр 3 осуществляется в начале такта сжатия одновременно с закрытием нагнетательного электромагнитного клапана 11, тем самым улучшая процесс смесеобразования на высоких частотах вращения коленчатого вала особенно при применении дизельного топлива.

По сравнению с прототипом предлагаемый двигатель внутреннего сгорания:

1. Обеспечивает оптимальное смесеобразование при работе на различных топливах и режимах.

2. В зависимости от режимов работы двигателя регулирование момента подачи топлива, момента зажигания и управления клапанами осуществляется автоматически.

3. Позволяет повысить экономические и экологические показатели многотопливного двигателя за счет осуществления различных способов смесеобразования и воспламенения топливно-воздушной смеси в зависимости от режима работы двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер с размещенным в нем кривошипно-шатунным механизмом с коленчатым валом, цилиндр, поршень, головку цилиндра с впускным коллектором с дроссельной заслонкой, впускным и выпускным клапанами, электроуправляемой топливной форсункой, электромагнитным нагнетательным клапаном с охладителем воздуха и ресивером, тепловым аккумулятором с выпускным коллектором, выпускным и перепускным электромагнитными клапанами, отличающийся тем, что в головке цилиндра расположен блок искрового зажигания, управляемый электронным блоком, связанным с системой датчиков, включающей датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик положения коленчатого вала, датчик температуры двигателя, датчик детонации, датчик температуры воздуха, датчик скорости воздуха, датчик содержания кислорода в отработанных газах, датчик давления сжатого воздуха и датчик положения дроссельной заслонки.