МНОГОЦИЛИНДРОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Техническое решение относится к механике, прежде всего к двигателям внутреннего горения, в частности к устройствам их заполнения, а более конкретно к устройствам питания двигателей газообразным топливом.
Широко известно, что первый практически пригодный двигатель был построен французом Ленуаром в 1860 году в Париже и работал светильным газом (см., например книгу Грибова И.В. Двигатели внутреннего сгорания, т.I, ТРАНСПЕЧАТЬ, НКПС, М. 1927 г. стр.11-13). На Парижской выставке был представлен газовый двигатель Отто, явившийся прототипом двигателем внутреннего горения нашего времени (стр.16-17). Известны способы и промышленные устройства приготовления газовоздушной смеси, в которых газообразное топливо поступает либо в карбюратор, либо между воздушным фильтром и воздушной заслонкой, либо между дроссельными заслонками и впускным коллектором двигателя (Григорьев Е.Г. и др. Газобаллонные автомобили М. Машиностроение, 1989, стр.147-150).
Коллекторы впускные по US 1981976, 1957561, 1990662, 2066923, 2241461, 2175438, 2571254, 2587360, 2611353, 2619945, 2704055, 2882875, 2947293; FR 820798, 1145098, 1244187 обеспечивают подачу заряда и его распределение.
Воздушная заслонка для ДВС по US 2744510 размешена под трубой впускной, а заслонка по US 2989956 над ней. Впускное устройство автомобильного двигателя по JP 1-44890 содержит воздушную управляющую заслонку с вакуумным приводом и электромагнитный клапан.
Коллектор по US 4301775 состоит из трех частей, при этом входная часть снабжена установочным фланцем, а средняя часть с упомянутой образует несколько газовых патрубков. Система впуска многоцилиндрового ДВС по JP 53-62555 содержит головку с несколькими впускными патрубками, сообщаемыми с полостями цилиндров через впускной клапан. Впускная система ДВС по JP 58-83182 обеспечивает завихрение всасываемой смеси.
Устройство питания двигателей газообразным топливом по US 2671012 содержит систему регулирования подачи газа. Система управления
двигателя внутреннего сгорания для работы на сжатом природном газе по RU 51402 содержит электронный блок управления, датчик частоты вращения коленчатого вала и подогреватель метана со встроенным датчиком высокого давления и дозатором газа. Устройство для подачи топлива в газовый ДВС по SU 458023 содержит газовпускной клапан. В устройстве питания газового двигателя по RU 2096633 газ подводят через свечу зажигания.
Известен двигатель внутреннего горения, содержащий по меньшей мере один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи и электрод воспламенения (см., например WO 93/23662).
В этом двигателе предусмотрено устройство впуска, содержащее впускной клапан и электрод, объединенные в один узел, что может привести к его либо разрушению, либо к демонтажу. Описанные заявителем WO 93/23662 преимущества с переоборудованием двух типов двигателей (с искровым и объемным воспламенением смеси), вряд ли осуществимы из-за размеров гнезд, как под свечу зажигания, так и форсунку. Мала работоспособность катушки соленоида привода клапана из-за ее расположения и размещения. Более того, ее размеры и форма препятствуют свободному поступлению газа через клапан, что существенно может сказаться на мощностных свойствах двигателя.
Известен двигатель внутреннего горения, содержащий по меньшей мере один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, а также свечу (см., например SU 526718).
В этом двигателе предусмотрено устройство топливоподачи, содержащее управляемый клапан основного газа, разобщающий выпускной и впускной каналы, один из которых непосредственно связан с полостью цилиндра. Поскольку упомянутые свечи и клапан размещены в установленном на головке цилиндра корпусе, то эффективного размещения клапанов газообмена по существу не достичь. Мала работоспособность привода клапана основного газа из-за его расположения и размещения. Более того, его размеры и форма препятствуют свободному поступлению газа через клапан, что существенно может сказаться на мощностных свойствах двигателя. К тому же доступ искры в цилиндр существенно затруднен, что также оказывает влияние на работоспособность двигателя.
Известен двигатель внутреннего горения, содержащий по меньшей мере один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, свечу, а также проставку (см., например SU 1333810).
В этом двигателе предусмотрено устройство топливоподачи, корпус которого выполнен как проставка. Устройство топливоподачи содержит управляемый клапан подачи топливной эмульсии. В устройстве предусмотрено поступление газовой смеси в камеру через регулируемый
винтом канал, связанный с полостью цилиндра. Наличие управляемого клапана, регулировочных винтов для каждого цилиндра также усложняет конструкцию. Безусловно, размеры и масса этой проставки велики. Поскольку упомянутые элементы размещены в установленной на впускном коллекторе проставке, то эффективной подачи топливной смеси по существу не достичь. Из-за трудного доступа к упомянутым регулировочным винтам, а также регулировочной муфте клапана подачи эксплуатация устройства усложнена. Мала работоспособность привода клапана из-за его расположения и размещения. Более того, его размещение препятствует поступлению смеси через клапан, что существенно может сказаться на мощностных свойствах двигателя. По существу не предложена аппаратура газообмена. К тому же объединение в этом устройстве подачи смеси и отработавших газов не только сказывается на снижении мощностных свойств, но и приводит к увеличению затрат на его производство.
Известен двигатель внутреннего горения, содержащий по меньшей мере один комплект поршень - цилиндр, в котором цилиндр имеет возможность сообщения с воздухом и источником газа через устройство топливоподачи, а также свечу (см., например SU 767380).
Этот двигатель представляет собой дизельно-газовый четырехтактный ДВС. Его устройство впуска содержит самодействующий газовый клапан, разобщающий выпускной и впускной каналы, один из которых связан с полостью цилиндра. Поскольку упомянутые свечи и клапан размещены на одном корпусе форкамеры, снабженном охлаждающем кожухом и установленном в крышке, а не на головке цилиндра, то это усложняет конструкцию, а размещения клапанов газообмена по существу не достичь. Безусловно, размеры и масса этого корпуса велики. Мала работоспособность привода клапана из-за его расположения и размещения. Более того, его размеры и форма препятствуют свободному поступлению газа через клапан, что существенно может сказаться на мощностных свойствах двигателя. К тому же доступ искры в цилиндр существенно затруднен, что также сказывается на работоспособности двигателя. Поскольку корпус представляет собой отдельный сложный узел, то велики затраты на его производство.
Газовоздушный блок для газового двигателя по RU 28383 содержит смесительное устройство с диффузором и дроссельной заслонкой, а также экономайзер с главным и дополнительным газовыми каналами, снабженный золотником, связанным с дроссельной заслонкой, при этом в главном канале установлена корректирующая газовая заслонка, а в дополнительном - регулируемый дозатор. Наличие многочисленных управляющих и корректирующих элементов приводит не только к усложнению конструкции блока, но и к малой надежности его функционирования. Система впрыска природного газа в двигатель внутреннего сгорания по RU 49128, состоящая из узла инжекции, редуктора и смесительного узла,
содержит узел распределения газа, эжекторы в смесительном узле, выполненном в виде блока и установленном после впускного коллектора. Коллектор выполнен в виде насадки, а инжектор - в виде управляемых электромагнитных клапанов, число которых соответствует числу цилиндров. Как и выше указано многочисленность подводящих и управляющих элементов приводит не только к усложнению системы, но и к малой надежности ее функционирования. Следует отметить, что применимость системы ограничена.
На торце впускного коллектора двигателя внутреннего сгорания по RU 43916 выполнен кольцевой паз, в стенках которого выполнены отверстия для прохода газовоздушной смеси. При таком выполнении коллектора его можно использовать лишь для одного цилиндра. Очевидно, в многоцилиндровом двигателе такая конструкция сложна и требует либо раздельной подачи воздуха для каждого цилиндра, либо объединения отдельных впускных патрубков в свой коллектор.
Несмотря на длительный путь развития и многочисленные приведенные технические решения, относящиеся к двигателям внутреннего горения, работающих газом, их конструкций, их узлов и агрегатов, нет простой и надежной конструкции двигателя, выполненного в небольшом габарите с малой массой и при небольших затратах на его производство.
Известен многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания (см. RU 28735), содержащий головку цилиндров с клапанами и окнами, сообщенными с трубой впускной.
В системе впуска газа этого двигателя газ из магистрали поступает через изогнутый патрубок в ресивер, содержащий трубы впускные, при этом корпус ресивера и патрубок выполнены в виде единой, неразборной, монолитной детали. Упомянутые в RU 28735 геометрические параметры этих элементов, очевидно, приемлемы лишь для определенной конструкции двигателя, что ограничивает его функциональные возможности. Монолитность и неразборность этого блока приведет к неоправданным затратам в производстве. В этой системе не проработана конструкция присоединения патрубка и труб к элементам двигателя, а это не только усложнит компоновку его агрегатов, хотя бы из-за их формы, но и уменьшит надежность работы многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания.
Задача - создать простую и надежную конструкцию многоцилиндрового двигателя с оптимальными свойствами при небольших затратах на его производство.
Создание простой и надежной конструкции двигателя с оптимальными свойствами при небольших затратах на его производство обеспечено рациональным выполнением и размещением элементов системы впуска.
Для этого многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, содержащий головку цилиндров с клапанами и окнами, сообщенными с трубой впускной, снабжен симметрично размещенным в трубе впускной разделителем.
Снабжение симметрично размещенным в трубе впускной разделителем многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, содержащего головку цилиндров с клапанами и окнами, сообщенными с трубой впускной, позволит создать простую и надежную конструкцию двигателя с оптимальными свойствами при небольших затратах на его производство, поскольку рационально выполнены и размещены элементы системы впуска.
Повышению эффективности подачи воздуха способствует форма разделителя, боковые поверхности которого расположены под углом и по радиусу.
Повышению стационарности газодинамических процессов способствует снабжение двигателя гасителем колебаний, установленным на трубе впускной симметрично разделителю.
Повышению стационарности газодинамических процессов также способствует снабжение двигателя воронкой, установленной в гасителе колебаний.
Изображено на:
фиг.1 - двигатель;
фиг.2 - двигатель, поперечно;
фиг.3 - проставка;
фиг.4 - проставка с клапаном;
фиг.5 - труба впускная;
фиг.6 - разделитель.
Двигатель содержит головку 1 (фиг.1) цилиндров 2. В цилиндрах 2 установлены поршни 3. Полость цилиндра 2 имеет возможность сообщения с воздухом и источником 4 газа. Воздух поступает в полость цилиндра 2 через трубу 5 впускную. Двигатель содержит электрод 6 воспламенения (фиг.2). Между трубой 5 и головкой 1 размещена ее проставка 7 (фиг.3). Проставка 7 выполнена с клапанами 8 (фиг.4) и окнами 9. Окна 9 сообщены с трубой 5.
Двигатель снабжен симметрично размещенным в трубе 5 разделителем 10 (фиг.5).
Повышению эффективности подачи воздуха способствует форма разделителя 10. Боковые его поверхности 11 (фиг.6) расположены под углом 12 и по радиусу 13.
Повышению стационарности газодинамических процессов способствует снабжение двигателя гасителем 14 колебаний, установленным на трубе 5 симметрично разделителю 10.
Повышению стационарности газодинамических процессов также способствует снабжение двигателя воронкой 15, установленной в гасителе 14 колебаний.
Проставка 7 выполнена с резьбой 16 на торцах для крепления штуцера 17 и пробки 18. В проставке 7 выполнена резьба 19 для крепления трубы 20, что просто и надежно.
Двигатель функционирует так.
Снабжение симметрично размещенным в трубе 5 разделителем 10 многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, содержащего головку 1 с клапанами 8 и окнами 9, сообщенными с трубой 5, позволит создать простую и надежную конструкцию двигателя с оптимальными свойствами при небольших затратах на его производство, поскольку рационально выполнены и размещены элементы системы впуска.