SU1740745A1 - Двигатель внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к двигателестроению и позвол ет повысить мощность, уменьшить токсичность на переходных режимах и холостом ходу, повысить безопасность эксплуатации , а также облегчить запуск двигател . Двигатель внутреннего сгорани  транспортного средства, преимущественно автомобильного , питаетс  топливовоздушной смесью, обогащенной кислородом на переходных режимах работы и холостом ходу. Система подачи кислорода из легкозамен емого баллона 1 высокого давлени , размеИзобретение относитс  к двигателестроению , а именно к производству и эксплуатации транспортных средств, в том числе автомобилей с двигател ми внутреннего сгорани  (ДВС) на жидком и газообразном топливе, и может быть широко использовано в народном хоз йстве на легковых и грузовых автомобил х, а также на других видах транспорта и стационарных двигател х. Известны способы и устройства дл  повышени  мощности, экономичности, приемистости и уменьшени  токсичности щенного на борту автомобил , обеспечивает его поступление в дозированном количестве во впускную систему двигател  22. На трубопроводе подачи кислорода 18 монтируетс  нормально закрытый клапан с электроприводом 19, запитывание которого осуществл етс  от системы электроснабжени  автомобил  через контактор 25, реле 27 и кнопку 28 принудительной подачи кислорода , Катушка реле через контактор 25, привод которого кинематически св зан с приводом дроссельной заслонки и приводом экономайзера 34, подключена к системе электроснабжени . В систему введен датчик 29 давлени  масла с нормально разомкнутыми контактами, не позвол ющий включить клапан подачи кислорода при неработающем двигателе. При этом повышаетс  мощность и экономичность двигател , уменьшаетс  токсичность отработавших газов на переходных режимах и холостом ходу, а также повышаетс  безопасность эксплуатации и облегчаетс  запуск двигател  при низких отрицательных температурах окружающего воздуха. 1 ил. отработавших газов ДВС путем регулировани  концентрации кислорода в топливовоздушной смеси. Известен способ регулировани  концентрации кислорода, в котором наружный воздух подаетс  в ДВС через воздушный фильтр, а обогащенный кислородом воздух смешиваетс  с наружным воздухом на входе в карбюратор. Концентраци  кислорода в топливовоздушной смеси определ етс  кислородным анализатором и регулируетс  заслонкой. сл С 1 о VJ 4 СЛ

Description

Известны также ДВС, работающие на обычном воздухе без обогащени  его кислородом . Они обладают р дом недостатков и не отвечают возрастающим требовани м по экономичности и особенно токсичности отработавших газов. При этом наблюдаетс  трудность запуска двигател  при низких отрицательных температурах наружного воздуха. Кроме того, все более усложн ютс  системы подачи топливовоз- душной смеси в ДВС.

Цель изобретени  - повышение мощности и уменьшение токсичности отработавших газов на переходных режимах и холостом ходу, а также повышение безопасности эксплуатации кислородоподающей системы и облегчение запуска двигател  при низких отрицательных температурах наружного воздуха.

Это достигаетс  тем, что горюча  смесь мощного состава и смесь дл  режима холостого хода готов тс  с использованием атмосферного воздуха дополнительным насыщением его кислородом.

Искусственное повышение концентрации кислорода в воздухе на всасываниипро- изводитс  только на переходных режимах работы двигател : разгоне автомобил , частичных нагрузках, перегазовках при переключении коробки скоростей, преодолении зат жных подъемов, принудительном холостом ходу, а также на режимах обычного холостого хода, когда требуютс  обогащенные и богатые смеси.

Газообразный кислород из системы хранени , размещенной на автомобиле, подаетс  в дозированном количестве во всасывающий патрубок (карбюратор) с абсолютным давлением 0,15-0,2 МПа при резком нажатии на педаль дроссел  (акселератора ), при частичных и максимальных нагрузках, когда вступает в работу экономайзер - обогатитель горючей смеси, а также при работе двигател  на холостом ходу при опущенной педали. На всех остальных режимах работы двигател  - на экономичных смес х с коэффициентом избытка воздуха а 1 кислород не подаетс .

Увеличение концентрации кислорода на указанных режимах приводит к интенсификации процесса сгорани  топлива и в св зи с этим к улучшению параметров двигател .

Известно с учетом опытных данных, что повышение содержани  кислорода в воздухе до 40% по объему приводит

к увеличению скорости распространени  пламени в 10 раз;

снижению температуры самовоспламенени  и воспламенени  (дл  некоторых компонентов до 100°С);

увеличению показател  горючести в 2-3 раза.

С достаточной дл  практики точностью можно прин ть, что увеличение концентрации кислорода в воздухе на 20-30% приводит к интенсификации процесса сгорани  топлива. При этом улучшаетс  приемистость двигател , гамного ускор етс  пуск холодного двигател , уменьшаютс  дол 

0 остаточных газов в цилиндрах и токсичность отработавших газов.

На чертеже показана конструктивна  схема системы дополнительного обогащени  кислородом горючей смеси ДВС.

5Система содержит кислородный баллон

1 в легкозамен емом исполнении с пере- крывным вентилем 2, редуктором 3, штуцером 4 заправки и манометром 5, индикатор б давлени  кислорода, электроразъем 7 це0 пи питани  индикатора, на выходе редуктора 3 установлен подстыковочный штуцер 8 с обратным клапаном 9, патрубок 10 гибкой магистрали 11 подачи кислорода в двигатель . Обратный клапан 9 автоматически пе5 рекрывает выход газа из баллона при отстыковке баллона.

Дл  креплени  баллона к корпусу багажника 12 введены легкосъемные хомуты 13 с замками 14 патефонного типа. Дл  гер0 метизации штуцера 8 с патрубком 10 введены резиновые кольца 15. В конструкцию штуцера 8 введены два штифта 16, взаимодействующие с прорез ми байонетного замка 17. Гибкий трубопровод 11 стыкуетс 

5 с кислородораздаточным трубопроводом 18.

Дл  управлени  дозированной подачей кислорода на кислородораздаточном трубопроводе установлен двухрежимный нор0 мально закрытый электроклапан 19, от которого отход т трубопроводы 20 и 21 подачи кислорода в смесительную камеру 22 карбюратора дл  работы соответственно на переходных режимах и холостом ходу. На

5 концах указанных трубопроводов введены регулируемые дроссели 23 и 24 корректировки расхода кислорода при эксплуатации автомобил ,

Дл  дистанционного управлени  клапа0 ном 19 введены электромеханический контакт 25, механически взаимодействующий с рычагом 26 привода дроссельной заслонки, а электрически - с введенным в систему токовым реле 27, Дл  автономного управле5 ни  клапаном 19 введена кнопка 28 включени  клапана из кабины автомобил .

Безопасность эксплуатац - системы подачи кислорода обеспечивав ; и введенным в электросхему блокировочным устройством , не допускающим срабатывание

клапана 19 (подачу кислорода) при неработающем двигателе. Дл  этого на корпусе блока цилиндров двигател  установлен датчик 29, замыкающий свои контакты только при наличии давлени  масла в системе смазки двигател  и тем самым запитываю- щим электрическую цепь управлени  электроклапаном 19.

Первый вывод обмотки привода клапана 19 подключен через нормально замкнутые контакты реле 27 и через контакты кнопки 28 к первому контакту датчика 29 давлени  масла, второй контакт которого подсоединен к системе электроснабжени . Катушка реле 27 через контактор 25, привод которого кинематически св зан с приводом дроссельной заслонки и экономайзера, подключена к системе электроснабжени , а второй вывод обмотки привода клапана 19 соединен с массой.

Карбюратор также содержит распылительную трубку 30, канал 31 подачи бензина от ускорительного насоса 32, канал 33 холостого хода, экономайзер 34, заглушку 35 дл  глушени  штуцера 8 при смене баллона 1.

Система обогащени  кислородом горючей смеси ДВС работает следующим образом .

Сжатый до давлени  20-30 МПа кислород в малогабаритном баллоне, вмещающем пор дка 3-4 кг кислорода, может обеспечить 25%-ное обогащение кислородом воздуха горючей смеси на переходных режимах и холостом ходу двигател  при пробеге автомобилем до 400 км в услови х городского движени .

После падени  давлени  в баллоне 1 до 0,3-0,5 Мпа баллон подлежит замене на заправленный баллон. Дл  проведени  этой операции перекрывают вентиль 2, открывают байонетный замок 17 и вывод т патрубок 10 из штуцера 8, на который устанавливают заглушку 35. Далее открывают замки 14 хомутов 13 креплени , и отстыковав электрический разъем 7, снимают баллон. Установка заправленного баллона производитс  в обратном пор дке.

При длительном хранении автомобил  вентиль 2 перекрывают.

Запуск двигател  производитс  обычным способом. Дл  облегчени  запуска преимущественно при низких температурах окружающего воздуха нажимают кнопку 28. При по влении давлени  масла в системе смазки, обеспечиваемого стартерным режимом двигател , происход т отключение клапана 19 и подача кислорода по трубке 21 в смесительную камеру карбюратора. Принципиально подача кислорода при пуске холодного двигател  может быть св зана с

приводом воздушной заслонки карбюратора .

На режиме холостого хода при полностью отпущенной педали дроссел  контактор 25 также включают через реле 27 предварительный режим электроклапана 19 дл  обогащени  кислородом горючей смеси. Конструктивно срез трубки 21 и место его расположени  выполнены так, чтобы стру 

кислорода эффективно перемешивала бен- зовоздушную эмульсию, поступающую из канала 33 холостого хода.

Обогащение горючей смеси топливом на переходных режимах осуществл етс 

экономайзером 34, который обеспечивает сочетание экономичной работы двигател  при частичных нагрузках с работой на мощ- ностном составе смеси при полной нагрузке .

Рычаг 26 воздействует на контактор 25,

который включает основной режим клапана 19, при этом осуществл етс  подача дополнительного количества кислорода в период обогащени  смеси экономайзером. Кислород подаетс  через трубку 20 с максимальным использованием газодинамических свойств струи кислорода дл  улучшени  смесеобразовани . При временном обогащении смеси топливом дл  увеличени  приемистости двигател  при резких открыти х дроссел , осуществл емом ускорительным насосом 32 через канал 31, также производитс  подача кислорода по трубке 20.

Подача под напором дополнительного

количества кислорода на переходных режимах приводит к повышению давлени  впуска и увеличению коэффициента наполнени  цилиндров на 5-7%, что равносильно микронаддуву двигател .

Изобретение позвол ет улучшить на переходных режимах основные характеристики автомобильных двигателей: мощность, приемистость, экономичность, пусковые свойства и устойчивость работы на холостом ходу при минимальных оборотах коленчатого вала. Теоретически рассчитанный прирост мощности на указанных режимах и общее уменьшение расхода топлива при этом в услови х городского движени  составл ют 15-20%.

Значительно улучшаетс  экологическа  чистота двигател . Содержание окиси углерода в выхлопных газах на холостом ходу может быть доведено до уровн  менее 0,5%

Изобретение применимо как дл  карбюраторных , так и при некоторой модернизации дл  дизельных двигателей и двигателей, работающих на газовом топливе,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Двигатель внутреннего сгорани , содержащий впускной трубопровод с фильтром и карбюратором, систему подачи кислорода, включающую кислородный баллон , сообщенный трубопроводом подачи кислорода через редуктор, дозатор и запорную арматуру с впускным трубопроводом, систему электроснабжени  и систему смазки , отличающийс  тем, что, с целью повышени  мощности и уменьшени  токсичности на переходных режимах и холостом ходу, а также повышени  безопасности эксплуатации и облегчени  запуска, двигатель снабжен кислородным баллоном, нормально закрытым клапаном с электроприводом, установленным в трубоп0

   5

   роводе подачи кислорода, контактором, реле , кнопкой принудительной подачи кислорода и датчиком давлени  масла, выполненным с нормально разомкнутыми контактами и установленным в системе смазки двигател , причем первый вывод обмотки привода клапана подключен через нормально замкнутые контакты реле и через контакты кнопки принудительной подачи кислорода к первому контакту датчика давлени  масла, второй контакт которого подсоединен к системе электроснабжени , катушка реле через контактор, привод которого кинематически св зан с приводом дроссельной заслонки и экономайзера,подключена к системе электроснабжени , а второй вывод обмотки привода клапана соединен с массой.

   Я1

   5

   J 1

   воздух J/ ТЬмибо

   a( п 19