×
25.08.2017
217.015.c112

Результат интеллектуальной деятельности: ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом, в которых применяется рециркуляция отработавших газов. Двигатель внутреннего сгорания содержит турбокомпрессор (9), впускной трубопровод (2) для прохода воздуха от компрессора (1) турбокомпрессора к впускному клапану (5), выпускной трубопровод (7) для прохода выпускных газов от выпускного клапана (6) к турбине (8) турбокомпрессора (9) и рециркуляционный канал (10), содержащий позиционируемую заслонку (11) и теплообменник (12) охлаждения рециркулирующих газов. В рециркуляционном канале (10) перед позиционируемой заслонкой (11) дополнительно установлена двухпозиционная заслонка (13). На участке (14) рециркуляционного канала между позиционируемой заслонкой (11) и впускным клапаном (5) расположена двухпозиционная заслонка (15). На участке (16) рециркуляционного канала между позиционируемой заслонкой (11) и входом (18) в компрессор (1) расположена двухпозиционная заслонка (17). В выпускном трубопроводе (7) после турбины (8) установлена дополнительная позиционируемая заслонка (20). Для сообщения участка выпускного трубопровода, расположенного между турбиной (8) и дополнительной позиционируемой заслонкой (20), с участком рециркуляционного канала, расположенным между позиционируемой заслонкой (11) и двухпозиционной заслонкой 13, двигатель содержит двухпозиционную заслонку (21). Технический результат заключается в улучшении компактности двигателя и в сокращение выбросов оксидов азота. 4 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом, в которых применяется рециркуляция отработавших и/или выпускных газов из выпускного клапана в цилиндр двигателя через впускной клапан.

Отработавшими газами называются газы после выхода из турбины турбокомпрессора. Выпускными газами называются газы на выходе из выпускного клапана двигателя до входа в турбину турбокомпрессора.

Известны двигатели внутреннего сгорания, в которых осуществляются различные схемы рециркуляции отработавших или выпускных газов. В патентах США №6141959 (опубл. 07.11.2000 г.) и №9002622 (опубл. 07.04.2015 г.) рециркуляцию выпускных газов осуществляют по внутреннему контуру между выпускным и впускным коллекторами, где давление газов при турбонаддуве значительно выше атмосферного. В международной заявке ВОИС №2013017524 (опубл. 07.02.2013 г.), а также в патенте США №8443789 (опубл. 21.05.2013 г.) рециркуляцию отработавших газов осуществляют по внешнему контуру, а именно из выпускной системы транспортного средства через впускной патрубок компрессора турбокомпрессора при давлении газов, близком к атмосферному. Однако использование в двигателе турбонаддува в сочетании только с внешним контуром рециркуляции отработавших газов или только с внутренним контуром рециркуляции выпускных газов сужает возможности и понижает эффективность использования двигателя внутреннего сгорания.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) принят двигатель внутреннего сгорания, представленный в международной заявке ВОИС №2007064949, опубликованной 07.06.2007 г. Этот двигатель внутреннего сгорания содержит турбокомпрессор, впускной трубопровод для прохода воздуха от компрессора турбокомпрессора к впускному клапану, выпускной трубопровод для прохода выпускных газов от выпускного клапана к турбине турбокомпрессора, рециркуляционный канал, содержащий позиционируемую заслонку и теплообменник охлаждения рециркулирующих газов. В этом двигателе подают часть отработавших газов, поступающих с выхода турбины турбокомпрессора, на вход в компрессор, а часть выпускных газов - из выпускного коллектора во впускной коллектор, при этом рециркуляция газов происходит по различным контурам через отдельные теплообменники охлаждения рециркулирующих газов и позиционируемые заслонки. Однако использование многоконтурных систем рециркуляции газов с двумя и более теплообменниками охлаждения рециркулирующих газов, увеличивающих габариты и массу двигателя и его мотоотсека, сужает возможности и понижает эффективность использования двигателя внутреннего сгорания.

При создании двигателя внутреннего сгорания решалась задача совмещения участков контуров рециркуляции для обеспечения возможности прохождения рециркулирующих газов через общий для всех контуров рециркуляции теплообменник охлаждения рециркулирующих газов.

Технический результат, обеспечиваемый заявленным изобретением, заключается в повышении эффективности работы двигателя, его компактности, сокращении выбросов оксидов азота и улучшении топливной экономичности путем расширения возможностей использования рециркулирующих газов.

Указанный технический результат достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания, содержащий турбокомпрессор, впускной трубопровод для прохода воздуха от компрессора турбокомпрессора к впускному клапану, выпускной трубопровод для прохода выпускных газов от выпускного клапана к турбине турбокомпрессора, рециркуляционный канал, содержащий позиционируемую заслонку и теплообменник охлаждения рециркулирующих газов, содержит дополнительно двухпозиционную заслонку, расположенную в рециркуляционном канале перед позиционируемой заслонкой, двухпозиционную заслонку, расположенную на участке рециркуляционного канала между упомянутой позиционируемой заслонкой и впускным клапаном, двухпозиционную заслонку, расположенную на участке рециркуляционного канала между упомянутой позиционируемой заслонкой и входом в компрессор, дополнительную позиционируемую заслонку, расположенную в выпускном трубопроводе после турбины, двухпозиционную заслонку для сообщения участка выпускного трубопровода, расположенного между турбиной и дополнительной позиционируемой заслонкой, с участком рециркуляционного канала, расположенным между упомянутой позиционируемой заслонкой и расположенной перед ней двухпозиционной заслонкой.

При таком выполнении двигателя внутреннего сгорания, снабженного турбокомпрессором, совмещены участки контуров рециркуляции, что обеспечивает возможность прохождения рециркулирующих газов через общий для всех контуров рециркуляции теплообменник охлаждения рециркулирующих газов. Это совмещение участков контуров рециркуляции повышает эффективность работы двигателя и его компактность, при этом сокращаются выбросы оксидов азота и улучшается топливная экономичность двигателя.

На фигуре 1 показан двигатель внутреннего сгорания с расположением его заслонок в первой позиции.

На фигуре 2 показан двигатель внутреннего сгорания с расположением его заслонок во второй позиции.

На фигуре 3 показан двигатель внутреннего сгорания с расположением его заслонок в третьей позиции.

На фигуре 4 показан двигатель внутреннего сгорания с расположением его заслонок в четвертой позиции.

Двигатель внутреннего сгорания, показанный на фигурах 1-4, содержит компрессор 1, осуществляющий подачу сжатого воздуха или его смеси с рециркулирующими газами по впускному трубопроводу 2 через теплообменник 3 охлаждения наддувочного воздуха и позиционируемую заслонку 4 к впускному клапану 5 двигателя.

С выпускным клапаном 6 двигателя сообщен выпускной трубопровод 7 для прохода выпускных газов к турбине 8 турбокомпрессора 9, осуществляющей привод компрессора 1. С выпускным трубопроводом 7 сообщен рециркуляционный канал 10, содержащий позиционируемую заслонку 11, теплообменник 12 охлаждения рециркулирующих газов, расположенный в канале 10 после заслонки 11, и двухпозиционную заслонку 13, расположенную перед позиционируемой заслонкой 11. На участке 14 рециркуляционного канала установлена двухпозиционная заслонка 15, сообщающая рециркуляционный канал с впускным клапаном 5. На другом участке 16 рециркуляционного канала установлена двухпозиционная заслонка 17, сообщающая рециркуляционный канал со входом 18 в компрессор 1 турбокомпрессора 9.

В выпускном трубопроводе на выходе 19 из турбины 8 расположена дополнительная позиционируемая заслонка 20. Участок выпускного трубопровода, расположенный между выходом 19 из турбины 8 и дополнительной позиционируемой заслонкой 20, сообщен с участком рециркуляционного канала 10, расположенным между позиционируемой заслонкой 11 и двухпозиционной заслонкой 13, посредством двухпозиционной заслонки 21, установленной в канале 22 подачи части отработавших газов от турбины 8.

Позиционируемые заслонки 4, 11, 20 имеют электропневматические приводы 23, подключенные к электронному блоку 24 управления двигателем. К этому же блоку подключены приводы 25, изменяющие положение двухпозиционных заслонок 13, 15, 17 и 21.

Взаимодействие и порядок работы заслонок в двигателе внутреннего сгорания осуществляется следующим образом.

На ряде режимов, например, при неработающем двигателе все три контура рециркуляции газов блокируются. Позиционируемая заслонка 11, двухпозиционные заслонки 13, 15, 17, 21 - все закрыты. Заслонки 4, 20, установленные для усиления рециркуляционных перепадов, либо полностью открыты, либо позиционируются в зависимости от условий работы двигателя (фигура 1).

На режимах малых нагрузок при низких и средних частотах вращения двигателя работает внутренний контур рециркуляции (фигура 2). Двухпозиционные заслонки 13, 15 полностью открыты, а двухпозиционные заслонки 17, 21 полностью закрыты. Позиционируемая заслонка 11 и заслонка 4 усиления рециркуляционного перепада находятся в одном из позиционируемых положений. Заслонка 20 полностью открыта либо находится в одном из позиционируемых положений. При этом выпускные газы высокого давления подаются из выпускного коллектора во впускной коллектор.

На режимах больших нагрузок при тех же частотах вращения двигателя работает внешний контур рециркуляции газов (фигура 3). Двухпозиционные заслонки 17, 21 полностью открыты, а двухпозиционные заслонки 13, 15 полностью закрыты. Позиционируемая заслонка 11 и заслонка 20 усиления рециркуляционного перепада находятся в одном из позиционируемых положений. Заслонка 4 либо полностью открыта, либо находится в одном из позиционируемых положений. При этом отработавшие газы низкого давления подаются с выхода 19 турбины 8 турбокомпрессора 9 на вход 18 компрессора 1. Данный тип рециркуляции используется также на режиме разгона двигателя.

На режимах средних нагрузок при всех частотах вращения двигателя, а также на режимах больших и малых нагрузок при высокой частоте вращения двигателя работает смешанный контур рециркуляции (фигура 4). Двухпозиционные заслонки 13, 17 полностью открыты, при этом двухпозиционные заслонки 15, 21 полностью закрыты. Заслонки 4, 11 находятся в одном из позиционируемых положений. Заслонка 20 либо полностью открыта, либо может находиться в одном из позиционируемых положений. При этом выпускные газы высокого давления подаются из выпускного коллектора через позиционируемую заслонку 11 и двухпозиционную заслонку 17, установленные в рециркуляционном канале 10, на вход 18 компрессора 1.

Позиционирование всех заслонок отслеживают по сигналам с датчиков положения электропневматических приводов 23, 25 и осуществляют электронным блоком 24 управления в поле многопараметровой характеристики двигателя - карты двигателя - в зависимости от сигналов с датчиков частоты вращения коленчатого вала двигателя, нагрузки, детонации, температуры охлаждающей жидкости, расхода воздуха, давления и температуры наддувочного воздуха.

Таким образом, снабдив двигатель внутреннего сгорания двухпозиционной заслонкой, расположенной в рециркуляционном канале перед позиционируемой заслонкой, двухпозиционной заслонкой, расположенной на участке рециркуляционного канала между упомянутой позиционируемой заслонкой и впускным клапаном, двухпозиционной заслонкой, расположенной на участке рециркуляционного канала между упомянутой позиционируемой заслонкой и входом в компрессор, дополнительной позиционируемой заслонкой, расположенной в выпускном трубопроводе после турбины, двухпозиционной заслонкой для сообщения участка выпускного трубопровода, расположенного между турбиной и дополнительной позиционируемой заслонкой, с участком рециркуляционного канала, расположенным между упомянутой позиционируемой заслонкой и расположенной перед ней двухпозиционной заслонкой, обеспечено совмещение участков контуров рециркуляции и прохождение рециркулирующих газов через общий для всех контуров рециркуляции теплообменник охлаждения рециркулирующих газов.

В результате такого усовершенствования повышается эффективность работы двигателя внутреннего сгорания, его компактность, сокращаются выбросы оксидов азота в атмосферу и улучшается топливная экономичность двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий турбокомпрессор, впускной трубопровод для прохода воздуха от компрессора турбокомпрессора к впускному клапану, выпускной трубопровод для прохода выпускных газов от выпускного клапана к турбине турбокомпрессора, рециркуляционный канал, содержащий позиционируемую заслонку и теплообменник охлаждения рециркулирующих газов, отличающийся тем, что он содержит двухпозиционную заслонку, расположенную в рециркуляционном канале перед позиционируемой заслонкой, двухпозиционную заслонку, расположенную на участке рециркуляционного канала между упомянутой позиционируемой заслонкой и впускным клапаном, двухпозиционную заслонку, расположенную на участке рециркуляционного канала между упомянутой позиционируемой заслонкой и входом в компрессор, дополнительную позиционируемую заслонку, расположенную в выпускном трубопроводе после турбины, двухпозиционную заслонку для сообщения участка выпускного трубопровода, расположенного между турбиной и дополнительной позиционируемой заслонкой, с участком рециркуляционного канала, расположенным между упомянутой позиционируемой заслонкой и расположенной перед ней двухпозиционной заслонкой.
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 61-70 of 78 items.
20.01.2018
№218.016.1d53

Способ распределения крутящих моментов, подводимых к колесам полноприводных автомобилей

Изобретение относится к транспортному машиностроению. В способе распределения крутящих моментов, подводимых к колесам полноприводного автомобиля при движении по твердой и деформируемой опорным поверхностям, измеряют скорость движения автомобиля, крутящие моменты на колесах, нагрузки под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640663
Дата охранного документа: 11.01.2018
17.08.2018
№218.016.7c5c

Фильтрующий элемент для улавливания твердых частиц

Фильтрующий элемент предназначен для улавливания твердых частиц, присутствующих в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания. Он содержит стопку пористых пластин 1-5, разделенных перегородками 6, 7, расположенными в шахматном порядке. Соседние пластины расположены наклонно относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664036
Дата охранного документа: 14.08.2018
20.02.2019
№219.016.bf77

Способ изготовления кузовов и кабин транспортных средств из полимерного конструкционного материала

Изобретение относится к транспортным средствам и касается способа создания кузовов и кабин транспортных средств из полимерных конструкционных материалов. Способ заключается в том, что из полимерного конструкционного материала путем вакуумного формования изготавливают внешнюю панель и панель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002357889
Дата охранного документа: 10.06.2009
29.03.2019
№219.016.f110

Система подачи воздуха с горючим газом в тепловой двигатель

Система подачи воздуха с горючим газом в двигатель содержит воздухораспределительную трубу, имеющую входное отверстие, расположенное в ней сбоку на расстоянии от ее концов, и выходные отверстия, расположенные в загнутых опорных ножках, примыкающих к смесителю горючего газа и воздуха. Смеситель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002343303
Дата охранного документа: 10.01.2009
29.03.2019
№219.016.f7db

Способ питания поршневого двигателя и система питания этого двигателя

Изобретение относится к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС). Способ питания поршневого ДВС заключается в подаче углеводородного топлива в канал впуска топливовоздушной смеси в цилиндр двигателя через впускной трубопровод (9) и дополнительной подаче побочной порции углеводородного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002465484
Дата охранного документа: 27.10.2012
19.04.2019
№219.017.2feb

Автобус для перевозки детей

Изобретение относится к пассажирским транспортным средствам, а именно к автобусам. Автобус содержит передние и задние колеса и раму, на которой расположен кузов вагонного типа с сиденьями для детей. Автобус снабжен кабиной с сиденьями водителя и сопровождающего детей пассажира, сделанной в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002333129
Дата охранного документа: 10.09.2008
29.05.2019
№219.017.687d

Энергетическая установка для снабжения электрической и тепловой энергией

Энергетическая установка для снабжения электрической и тепловой энергией содержит двигатель внутреннего сгорания, электрический генератор, имеющий привод от двигателя, термохимический реактор для получения из биотоплива синтез-газа, обогреваемый отработавшими газами двигателя, теплообменники...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002459098
Дата охранного документа: 20.08.2012
19.06.2019
№219.017.85df

Устройство для зажигания горючей смеси в газовом двигателе

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и касается зажигания горючей смеси в газовом двигателе, то есть в двигателе, работающем на газовом топливе. Устройство содержит свечу зажигания, соединенную резьбой с головкой блока цилиндров двигателя, также оно снабжено гильзой, имеющей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002343305
Дата охранного документа: 10.01.2009
19.06.2019
№219.017.8990

Комбинированная энергетическая установка транспортного средства последовательного/параллельного типа

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, точнее к силовым установкам для гибридных автомобилей. Комбинированная энергетическая установка содержит расположенные на общей оси тепловой двигатель и две обратимые электрические машины, накопитель электрической энергии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002470800
Дата охранного документа: 27.12.2012
10.07.2019
№219.017.ac14

Гидроопора силового агрегата

Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам для гашения вибраций, возникающих при работе силовых агрегатов. Гидроопора содержит горшок (1) с крышкой (2). Между горшком и крышкой расположена соединенная с ними резьбовыми крепежными элементами (13) перегородка (4), состоящая из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002348841
Дата охранного документа: 10.03.2009
Showing 61-64 of 64 items.
20.01.2018
№218.016.1d53

Способ распределения крутящих моментов, подводимых к колесам полноприводных автомобилей

Изобретение относится к транспортному машиностроению. В способе распределения крутящих моментов, подводимых к колесам полноприводного автомобиля при движении по твердой и деформируемой опорным поверхностям, измеряют скорость движения автомобиля, крутящие моменты на колесах, нагрузки под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640663
Дата охранного документа: 11.01.2018
02.12.2018
№218.016.a301

Устройство термостатирования агрегатов электромобиля

Изобретение относится к электрическим транспортным средствам. Устройство термостатирования агрегатов электромобиля содержит насос (1) с электроприводом для подачи жидкого теплоносителя от радиатора (2) в рубашки жидкостного охлаждения аккумуляторной батареи (3), тягового электродвигателя (4),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673788
Дата охранного документа: 29.11.2018
13.06.2019
№219.017.80e7

Двухконтурная система рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, снабженных системами рециркуляции отработавших газов (ОГ). Двухконтурная система рециркуляции ОГ двигателя внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом содержит связанные трубопроводами средства регулирования газообмена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691237
Дата охранного документа: 11.06.2019
02.10.2019
№219.017.ce2b

Устройство термостатирования агрегатов электромобиля

Изобретение относится к транспортным средствам с электрическим приводом. Устройство термостатирования агрегатов электромобиля содержит радиатор (1), насос (2), с выходом которого сообщены рубашки жидкостного охлаждения аккумуляторной батареи (3), тягового электродвигателя (4), инвертора (5) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700158
Дата охранного документа: 13.09.2019
+ добавить свой РИД