СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ УРАВНОВЕШЕННОСТИ ПОРШНЕВОГО ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НА РЕЖИМЕ ХОЛОСТОГО ХОДА ПРИ ПОМОЩИ ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к приспособлениям для уравновешивания сил инерции и реактивного крутящего момента поршневых двигателей, и может быть использовано как устройство для снижения энергии возмущений от реактивного крутящего момента.

В настоящее время известно много классических способов и устройств для уравновешивания сил инерции поршневого двигателя (Луканин В.Н. и Шатров М.Г. (ред.). Двигатели внутреннего сгорания, Кн.2, Динамика и конструирование. М., Высшая школа, 2007 г. - 400 с.). Все устройства являются механическими. Недостатками этих устройств является сложность конструкции, необходима существенная доработка остова двигателя для их установки и создание противомомента для гашения возмущающего реактивного момента.

Также известны другие механические и электромеханические уравновешивающие механизмы (RU 2460915 C1, 10.09.2012; RU 2438025 C2, 27.12.2011; RU 2011061 C1, 15.04.1994; RU 2272194 C1, 20.03.2006; RU 2097571 C1, 27.11.1997; FR 2858034 A1, 28.01.2005; ES 2270310 T3, 01.04.2007; UA 8933 U, 15.08.2005). Недостатками этих устройств также является сложность конструкции и невозможность установки их в уже изготовленные двигатели, отсутствие возможности уравновешивания реактивного крутящего момента на режиме холостого хода без серьезной доработки двигателя на этапе проектирования. Также создается противомомент для прямого воздействия на возмущающий реактивный момент.

Задачей изобретения является уравновешивание реактивного крутящего момента дизельного двигателя на режиме холостого хода с возможностью установки на дизельные двигатели внутреннего сгорания (ДВС). При этом способ уравновешивания должен быть простым в изготовлении и, как следствие, недорогим. Ранее авторами было доказано, что на режиме холостого хода (XX) у дизельного ДВС энергия возмущений от реактивного крутящего момента максимальна (Гусаров В.В., Газиалиев С.В. Уравновешенность дизеля типа R4 на режиме холостого хода. Автомобильная промышленность. М., 2013, №6).

Отличием нового способа уравновешивания от процитированных выше устройств и способов является то, что гашение реактивного крутящего момента происходит не напрямую, то есть не создается дополнительный «противомомент» для гашения реактивного крутящего момента.

В связи с вышеизложенным, техническим результатом, на который направлено данное изобретение, является снижение вибронагруженности ДВС в режиме XX.

Технический результат достигается за счет того, что уравновешивание поршневого дизельного ДВС происходит за счет регулирования параметров рабочего процесса в цилиндре двигателя путем установки дроссельной заслонки во впускном коллекторе и дросселирования воздушного потока перекрытием впускного коллектора до возникновения пропусков зажигания. В результате этого происходит снижение давления конца сжатия P_c и максимального давления сгорания P_z, При этом уменьшается амплитуда реактивного крутящего момента и снижается энергия возмущений от этого момента.

Предлагаемый способ уравновешивания поршневого дизельного двигателя поясняется чертежом (фиг.1). На фиг.1 представлена дроссельная заслонка, расположенная во впускном коллекторе: 1 - дроссельная заслонка (начальное положение - полностью открыта); 2 - впускной коллектор дизельного двигателя.

Изобретение работает следующим образом.

Во время работы дизельного ДВС на режиме XX дроссельная заслонка 1, установленная во впускном коллекторе 2, с помощью привода частично перекрывает коллектор и снижает количество воздуха, поступающего в двигатель. При этом снижается давление конца сжатия P_c и максимальное давление сгорания P_z, как следствие, уменьшается амплитуда реактивного крутящего момента. Привод дроссельной заслонки может быть механическим, гидравлическим, электрическим и т.д. На базе лаборатории ФГБОУ ВПО МГИУ был проведен эксперимент по дросселированию дизельного ДВС. При уменьшении расхода воздуха на 80% значительно снижалась амплитуда виброускорений остова двигателя, в 1,7 раза меньше, чем при полном открытии дросселя (снятие показаний производилось с помощью датчика ускорений), при этом двигатель продолжал устойчиво работать без пропусков зажигания. Несомненно, при снижении максимального давления сгорания P_z снижается средний индикаторный момент и другие мощностные характеристики двигателя. Но, как известно, на режиме XX двигатель работает без нагрузки, преодолевая внутренние силы трения, поэтому снижение мощности ДВС не оказывает влияния на скоростные характеристики автомобиля. Следовательно, при увеличении частоты оборотов ДВС выше частоты оборотов XX привод дроссельной заслонки возвращает ее в исходное положение (положение - полностью открыта).