система пуска двигателя внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами

Формула изобретения

СИСТЕМА ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ОТКЛЮЧАЕМЫМИ ЦИЛИНДРАМИ, содержащая пусковой баллон сжатого воздуха, сообщенный трубопроводом с пусковыми клапанами, главный пусковой клапан, вход которого сообщен с выходом пускового баллона, воздухораспределитель, вход которого сообщен с выходом главного пускового клапана, а выход - с входом пусковых клапанов, установленных в цилиндрах, резервуар-наполнитель, управляющий вентиль, выход которого сообщен с полостями механизмов принудительного открытия пусковых клапанов, золотниковый распределитель, обратные клапаны, отличающаяся тем, что система снабжена пультом управления, устройствами отключения топливодачи, установленными на отключаемых цилиндрах и связанными с пультом управления, блоком сравнения, выполненным в виде первого и второго регулирующих клапанов, выходы которых через обратные клапаны связаны с входом управляющего вентиля, а входы - с резервуаром-накопителем и пусковым баллоном, золотниковый распределитель выполнен трехпозиционным, причем выходы золотникового распределителя сообщены с пусковым баллоном и резервуаром-накопителем, вход золотника сообщен с выходом воздухораспределителя, выход первого регулирующего клапана соединен с регулирующим устройством второго регулирующего клапана, а пульт управления связан с механизмами управления главного пускового клапана, золотникового распределителя и управляющего вентиля.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к двигателестроению.

Известна система, использующая один ряд цилиндров V-образного дизеля для работы в качестве компрессора (1).

Однако эта система используется только при выполнении грузовых операций и не может применяться в транспортном положении для получения сжатого воздуха на собственные нужды.

Известна система пуска двигателя внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами, содержащая пусковой баллон сжатого воздуха, сообщенный трубопроводом с пусковыми клапанами, главный пусковой клапан, вход которого сообщен с выходом пускового баллона, воздухораспределитель, вход которого сообщен с выходом главного пускового клапана, а выход - с входом пусковых клапанов, установленных в цилиндрах двигателя, резервуар-наполнитель, управляющий вентиль, выход которого сообщен с полостями механизмов принудительного открытия пусковых клапанов, золотниковый распределитель и обратные клапаны (2).

Указанное техническое решение принято за прототип.

Недостаток прототипа заключается в недостаточно эффективной работе.

Целью изобретения является повышение эффективности работы и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что система пуска двигателя внутреннего сгорания содержит пусковой баллон сжатого воздуха, сообщенный трубопроводом с пусковыми клапанами, главный пусковой клапан, вход которого сообщен с выходом пускового баллона, воздухораспределитель, вход которого сообщен с выходом главного пускового клапана, а выход - с входом пусковых клапанов, установленных в цилиндрах двигателя, резервуар-наполнитель, управляющий вентиль, выход которого сообщен с полостями механизмов принудительного открытия пусковых клапанов, золотниковый распределитель, обратные клапаны, причем система снабжена пультом управления, устройствами отключения топливоподачи, установленными на отключаемых цилиндрах и связанных с пультом управления, блоком сравнения, выполненным в виде первого и второго регулирующих клапанов, выходы которых через обратные клапаны связаны с входом управляющего вентиля, а входы - с резервуаром-накопителем и пусковым баллоном, золотниковый распределитель выполнен трехпозиционным, выходы золотникового распределителя сообщены с пусковым баллоном и резервуаром-накопителем, вход золотникового распределителя сообщен с выходом воздухораспределителя, выход первого регулирующего клапана соединен с регулирующим устройством второго регулирующего клапана, а пульт управления связан с механизмами управления главного пускового клапана, золотникового распределителя и управляющего вентиля.

На фиг. 1 показана принципиальная схема системы пуска; на фиг.2 - пусковой клапан с механизмом принудительного управления; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.

Система содержит по меньшей мере один цилиндр 1 двигателя внутреннего сгорания, оборудованный устройством 2 отключения топливоподачи, размещенным между насосом 3 высокого давления и форсункой 4. Пусковой баллон 5 сообщен трубопроводом с пусковым клапаном 6 через пневморедуктор 7, главный пусковой клапан 6 содержит механизм 11 принудительного управления. В системе предусмотрены резервуар-накопитель 12, золотниковый распределитель 13, выполненный трехпозиционным, и блок 14 сравнения давления сжатого воздуха. Выходы золотникового распределителя 13 связаны трубопроводами с пусковым баллоном 5 и резервуаром-накопителем 12, а вход - через обратный клапан 15 с выходом воздухораспределителя 9. В свою очередь входы блока 1 связаны с баллоном 5 через пневморедуктор 7 и с резервуаром-накопителем 12, а выход соединен трубопроводом с механизмом 11 через управляющий вентиль 16. Все приборы управления соединены с пультом управления 17.

Блок 14 сравнения давлений включает первый 18 и второй 19 регулирующий клапаны. Выходы этих клапанов связаны с входом управляющего вентиля 16 через обратные клапаны соответственно 20 и 21. Кроме того, выход первого регулирующего клапана 18 соединен с регулирующим устройством второго регулирующего клапана 19.

Пусковой клапан содержит корпус 6, установленный на крышке цилиндра 1 ДВС, и снабжен запорным органом 22, выполненным воронкообразным для контакта с корпусом 6 по его меньшему сечению. Внутри запорного органа 22 соосно размещен клапан 23, взаимодействующий с малым стаканом 24 и пружиной 25. В свою очередь запорный орган 22 взаимодействует с большим стаканом 26, имеющим пружину 27. Оба стакана выполнены с прорезями 28 (фиг.3) для пропуска сжатого воздуха.

В своей верхней части большой стакан 26 выполнен в виде штока 29, частично расположенного в крышке 11 механизма принудительного управления. Внутри крышки 11 установлен профильный поршневой клин 30 с пружиной 31, имеющий возможность контактирования со штоком 29. В корпус 6 ввернут штуцер 32 трубопровода, идущего к обратным клапанам 10 и 15, а в крышку 11 - штуцер 33 трубопровода, идущего к вентилю 16 управления.

Система пуска двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

Перед пуском в блоке 14 сравнивают давления сжатого воздуха в баллоне 5 и резервуаре-накопителе 12. Это необходимо для гарантированного сжатия пружины 31 профильным поршневым клином 30 и замыкания кинематической цепи: клин 30 - шток 29 - большой стакан 26 - запорный орган 22 - кромка меньшего сечения корпуса 6.

В том случае, если в резервуаре-накопителе 12 содержится воздух достаточного давления, первый регулирующий клапан 18 блока 14 открывается на проход. Воздух поступает через канал к регулирующему устройству второго регулирующего клапана 19 и предотвращает подачу воздуха из баллона 5 к выходу из блока 14. Одновременно сжатый воздух с выхода первого регулирующего клапана 18 через обратный клапан 20 поступает на вход управляющего вентиля 16.

В некоторых случаях после длительной стоянки транспортного средства давление воздуха в резервуаре-накопителе 12 недостаточно для включения механизма 11. Тогда первый регулирующий клапан 18 не включается и воздух из резервуара 12 через него не проходит. Подача сжатого воздуха на вход управляющего вентиля 16 выполняется из пускового баллона 5 на проход через второй регулирующий клапан 19 и обратный клапан 21.

Для пуска ДВС из пульта управления 17 подают сигнал и включают управляющий вентиль 16. Сжатый воздух с выхода управляющего вентиля 16 поступает через штуцер 33 к профильному поршневому клину 30 и запорный орган 22 герметизируют цилиндр 1. Затем из пульта управления 17 подают сигнал и включают главный пусковой клапан 8. Сжатый воздух из пускового баллона 5 поступает через редуктор 7, главный пусковой клапан 8 к воздухораспределителю 9 и далее через обратный клапан 10 - к штуцеру 32 пускового клапана 6 выбранного цилиндра 1. Воздух проходит через прорези 28 обоих стаканов 26 и 24, отжимает клапан 23 и поступает в цилиндр. ДВС на период пуска превращается в пневматический поршневой двигатель.

Во время раскрутки коленчатого вала насос высокого давления 3 подает топливо к форсунке 4 через каналы устройства 2 отключения топливоподачи.

После пуска ДВС и выхода его на устойчивую частоту вращения выключают главный пусковой клапан 8 и прекращают подачу воздуха из пускового баллона 5 к воздухораспределителю 9.

После выхода двигателя на рабочий режим и повышении температурных параметров его конвертируют в компрессор. Для этого из пульта управления 17 подают сигнал и включают устройство 2. Топливо, подаваемое насосом 3, сливается в топливный бак. Начинается работа двигателя на части цилиндров.

По истечении некоторого времени, необходимого для полной очистки камер сжатия цилиндров 1 и от остаточных газов из пульта 17, подают сигнал и выключают управляющий вентиль 16. Перекрывается подача воздуха от выбранной емкости 12 или 5 к механизму 11. Оставшийся в механизме 11 воздух под действием подпружиненного поршневого клина 30 выходит через каналы вентиля 16 в атмосферу. Это приводит к расклиниванию всей кинематической цепи пускового клапана 6 и освобождению запорного органа 22. Одновременно из пульта управления 1 подают сигнал на включение золотникового распределителя 13 и соединения его входы с выходом, связанным с пусковым баллоном 5. На такте сжатия в цилиндре 1 воздух преодолевает усилие пружины 27 пускового клапана 6, поднимает запорный орган 22 и поступает к штуцеру 32. Затем проходит через обратный клапан 15, каналы в золотниковом распределителе 13 и подается в баллон 5. Однако, учитывая, что давление сжатия на малых частотах вращения коленчатого вала ДВС недостаточно для быстрой подзарядки баллона, увеличивают частоту вращения вплоть до номинально-возможной при работе двигателя на части цилиндров.

После заполнения баллона 5 до зарядного рабочего давления уменьшают частоту вращения коленчатого вала и подают сигнал из пульта 17 на переключение золотникового распределителя в положение, когда его вход соединен с выходом, связанным с резервуаром-накопителем 12. При этом сжатый воздух из пускового клапана 6 через обратный клапан 15 и золотниковый распределитель 13 подается в резервуар-накопитель 12. Так как рабочее давление в этом резервуаре значительно ниже давления в баллоне 5, то частота вращения двигателя может быть любой в диапазоне от минимально устойчивой до возможной при работе на части цилиндров. В этом случае частота вращения коленчатого вала и влияет только на темп зарядки pезеpвуаpа-накопителя.

После зарядки резервуара-накопителя 12 до максимального рабочего давления из пульта 17 подается сигнал на включение управляющего вентиля 16 и механизм 11 вновь замыкает кинематическую цепь в пусковом клапане 6, и герметизирует камеру сжатия цилиндра 1. Одновременно из пульта 17 подается сигнал на выключение золотникового распределителя 13. При этом разобщаются его вход и выходы.

По истечении некоторого времени, необходимого для стабилизации процессов герметизации камеры сжатия, из пульта 17 подается сигнал на включение устройства 2. Топливный насос 3 начинает подачу топлива к форсунке 4. Двигатель работает на всех цилиндрах и может принять полную нагрузку.

При снижении давления сжатого воздуха в резервуаре-накопителе 12 ниже минимального рабочего цикл конвертирования части цилиндров двигателя в компрессор повторяется.