Система питания многоцилиндрового карбюраторного двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК F02M13/04 F02D17/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам питания многоцилиндрового карбюраторного двигателя внутреннего сгорания.

Известны системы питания многоцилиндрового кабрюраторного двигателя внутреннего сгорания, содержащие двухкамерный карбюратор, каждая смесительная камера которого снабжена дроссельной заслонкой, расположенной на оси с приводным рычагом два соединенных с соответствующей смесительной камерой впускных трубопровода, первый из которых подключен к группе неотключаемых цилиндров, а второй - к группе отключаемых цилиндров и снабжен патрубком подвода газовой среды с запорным органом, и механизм управления, имеющий кинематическую цепь, связывающую педаль акселератора с дроссельными заслонками, электромагнит и толкатель с кулачком, взаимодействующим с контактом, установленным в цепи управления электромагнита 1.

Однако в таких системах питания снижается наполнение цилиндров вследствие наличия дополнительной дроссельной заслонки и увеличивается расход топлива вследствие значительной продолжительности переходного процесса, а также не достигается плавность отключения группы цилиндров на различных скоростных режимах работы двигателя.

Целью изобретения является повышение наполнения цилиндров двигателя и снижение расхода топлива, а также обеспечение плавности работы двигателя при включении и выключении отключаемой группы цилиндров на различных скоростных режимах.

Поставленная цель достигается тем, что в системе питания многоцилиндрового карбюраторного двигателя внутреннего сгорания, содержащей двухкамерный карбюратор, каждая смесительная камера которого снабжена дроссельной заслонкой, расположенной на оси с приводным рычагом, два соединенных с соответствующей смесительной камерой впускных трубопровода, первый из которых подключен к группе неотключаемых цилиндров, а второй - к группе отключаемых цилиндров и снабжен патрубком подвода газовой среды с запорным органом, и механизм управления, имеющий кинематическую цепь, связывающую педаль акселератора с дроссельными заслонками, электромагнитный толкатель с кулачком, взаимодействующим с контактом, установленным в цепи управления электромагнита, приводные рычаги дроссельных заслонок выполнены подпружиненными, а механизм управления снабжен подвижным упором, связанным с электромагнитом и запорным органом, а кинематическая цепь выполнена в виде трех шарнирно связанных звеньев, два.крайних из которых связаны с соответствующими подпружиненными рычагами дроссельных заслонок, а третье среднее звено контактирует с торцовой поверхностью толкателя и со стороны одного из шарниров - с подвижным упором.

Причем торцовая поверхность толкателя выполнена из прямолинейного участка и

примыкающих с двух сторон криволинейных участков.

Механизм управления снабжен подвижной направляющей: взаимодействующей со средним звеном кинематической цепи, и мембранным приводом, связанным с направляющей при помощи качающегося рычага, несущего контакт цепи управления электромагнита.

Кроме того, ось дроссельной заслонки смесительной камеры неотключаемой группы цилиндров снабжена жестко связанным с ней поводком и дополнительной пружиной, а подпружиненный рычаг свободно установлен на оси, снабжен упором для поводка и связан с последним при помощи дополниQ тельной пружины.

Каждая из обеих смесительных камер карбюратора имеет экономайзер и ускорительный насос, а подпружиненный рычаг дроссельной заслонки смесительной камеры отключаемой группы цилиндров кинемати5 чески связан с ее ускорительным насосом и обоими экономайзерами, а подпружиненный рычаг дроссельной заслонки смесительной камеры неотключаемой группы цилиндров связан с ее ускорительным насосом.

На фиг. 1 схематично изображена пред лагаемая система питания; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Система питания (фиг. 1) содержит двухкамерный карбюратор 1, первая смесительная камера 2 которого снабжена дроссельной заслонкой 3, расположенной на оси 4 с подпружиненным рычагом 5, а вторая смесительная камера 6 снабжена дроссельной заслонкой 7, расположенной на оси 8 с подпружиненным рычагом 9, два впускных трубопровода 10 и 11, первый из которых сооб0 щает первую смесительную камеру 2 с группой неотключаемых цилиндров 12, а второй сообщает вторую смесительную камеру б с группой отключаемых цилиндров 13 и снабжен патрубком 14 подвода газовой среды, соединенным с выпускным трубопроводом 15

неотключаемых цилиндров 12 и имеющим запорный орган 16, установленный на оси 17, имеющей приводной рычаг 18, и механизм управления, имеющий- кинематическую цепь в виде трех шарнирно связанных звеньев 19,

Q 20 и 21, два крайних из которых соединены с соответствующими подпружиненными рычагами 5 и 9 и третье среднее звено 20 контактирует с торцовой поверхностью толкателя 22, имеющего кулачок 23 и приводной шток 24, перемещаюшийся в направляю5 щей 25 и нагруженный пружиной 26, причем конец приводного штока 24 связан с педалью акселератора 27. Механизм управления имеет также подвижный упор 28, установленный на плече 29 поворотного рычага 30, вращающегося на оси 31 и выполненного с плечом 32, связанным через тягу 33 с приводным рычагом 18, и электромагнит 34, якорь которого соединен через тягу 35 с плечом 36 поворотного рычага 30, а обмотка которого соединена с цепью управления 37, имеющей источник питания 38, выключатель 39, контакт 40, взаимодействующий с кулачком 23 и выполненный в виде микровыключателя, установленного на качающемся рычаге 41, и управляющее реле 42.

Торцовая поверхность толкателя 22 выполнена профилированной и имеет прямолинейный участок 43 и примыкающие с двух сторон криволинейные участки 44 и 45, причем среднее звено 20 одной стороной контактирует с участками 43, 44 и 45, а другой стороной у одного из щарниров взаимодействует с подвижным упором 28.

Механизм управления имеет подвижную направляющую 46, взаимодействующую со средним звеном 20 кинематической цепи и снабженную пружиной 47 и мембранный привод 48, который своим выходным щтоком 49 через качающийся рычаг 41 связан с подвижной направляющей 46.

Поворотный рычаг 30 имеет пружину 50, а кинематическая цепь - пружину 51, связанную со звеном 21. Подпружиненный рычаг имеет спиральную пружину 52, а подпружиненный рычаг 9 - спиральную пружину 53.

Первая смесительная камера 2 карбюратора 1 снабжена ускорительным насосом 54, который через тягу 55 связан с подпружиненным рычагом 5, а вторая смесительная камера 6 - ускорительным насосом 56, который через тягу 57 связан с подпружиненным рычагом 9. Обе смесительные камеры 2 и 6 имеют экономайзеры 58, приводы 59 которых через тягу 57 связаны с подпружиненным рычагом 9.

Как видно из фиг. 2, подпружиненный рычаг 5 свободно установлен на оси 4, которая снабжена жестко связанным с ней поводком 60 и дополнительной пружиной 61, причем подпружиненный рычаг 5 имеет упор 62 ддя поводка и связан с последним дополнительной пружиной 61. Поводок 60 связан с тягой 55.

Патрубок 14 может обеспечивать подачу в отключаемые цилиндры 13 атмосферного воздуха, в связи с чем он может быть отсоединен от выпускного трубопровода 15 и снабжен воздухоочистительным устройством.

Работа системы питания происходит следующим образом.

На режиме холостого хода и малых нагрузок двигателя его работа обеспечивается неотключаемыми цилиндрами 12, причем педаль акселератора 27 и толкатель 22 занимают такое положение, при котором кулачком 23 контакт 40 замыкает цепь управления 37 электромагнита 34, воздействующего на поворотный рычаг 30. В результате этого подвижный упор 28 прижимает конец звена 20 к торцовой поверхности толкателя 22 на стороне соединения со звеном 21, которое перемещает дроссельную заслонку 7 в положение закрытия смесительной камеры 6, а поворотный рычаг 30 через тягу 33 открывает запорный орган 16 патрубка 14. В отключаемые цилиндры 13 прекращается по0 ступление топливовоздущной смеси и направляются отработавщие газы из неотключаемых цилиндров 12 по выпускному трубопроводу 15.

При перемещении педали акселератора 27 от положения холостого хода к малым нагрузкам через приводной щток 24. толкатель

22смещается вверх, причем передача движения толкателя 22 к среднему звену 20 обеспечивается через криволинейный участок 44. Звено 21 остается неподвижным

0 вследствие воздействия подвижного упора 28 а конец звена 20, связанный со звеном 19, смещается ускоренно вверх. При этом с увеличением перемещения толкателя 22 величина перемещения звена 19 увеличивается вследствие обкатывания звена 20 по кри5 волинейному участку 44.

При достижении полного открытия дроссельной заслонки 3 группы неотключаемых цилиндров 12 контакт 40 сходит с кулачка

23и размыкает цепь управления 37. Электромагнит 34 обесточивается и освобождает поворотный рычаг 30, который под действием пружины 50 поворачивается на оси 31 против часовой стрелки. В результате этого поворотный рычаг 30 своим плечом 32 через тягу 33 и приводной рычаг 18 закрывает за5 порный орган 16, а плечом 29 смещает подвижный упор 28, прекращая его действие на среднее звено 20. Последнее после прекращения воздействия подвижного упора 28 находится под воздействием двух равных сил от спиральных пружин 52 и 53 (пружина 51

0 предназначена только для обеспечения постоянного контакта звена 20 с подвижной направляющей 46). Причем спиральные пружины 52 и 53 действуют через звенья 19 и 21 и создают два противоположно направленных момента на звене 20 относительно точки контакта последнего с торцовой поверхностью толкателя 22. Точка контакта в этот момент времени находится на криволинейном участке 44, так что момент от пружины 52 превыщает (например, по меньшей меQ ре в 2 раза) момент от пружины 53, в связи с чем звено 20 поворачивается до тех пор, пока не ляжет на прямолинейный участок 43, а это приводит к открытию дроссельной заслонки 7 и прикрытию дроссельной заслонки 3 так, что они установятся в одинаковое

5 положение. Прикрытие дроссельной заслонки 3 происходит не сразу с началом движения звена 20, а с некоторым запаздыванием, зависящим от характеристик дополнительной пружины 61 и ускорительного насоса 54. Спиральная пружина 52 через рычаг 5 и звено 19 выравнивает положение звена 20. При некотором смещении рычага 5 от максимального положения связанная с ним дополнительная пружина 61 через поводок 60 прикрывает дроссельную заслонку 3, преодолевая сопротивление в ускорительном насосе 54. Вследствие этого достигается более позднее уменьшение подачи топливовоздушной смеси от смесительной камеры 2 в неотключаемые цилиндры 12, что компенсирует задержку подачи топливовоздушной смеси от смесительной камеры 6 в отключаемые цилиндры 13. Таким образом включаются в работу все цилиндры двигателя.

Дальнейшее перемещение педали акселератора 27 вызывает одновременное дальнейшее открытие обеих дроссельных заслонок 3 и 7, так что происходит увеличение нагрузки обеих групп цилиндров 12 и 13.

При снижении нагрузки двигателя толкатель 22 движется в направлении уменьшения подачи топливовоздушной смеси и в определенном положении через кулачок 23 замыкает контактом 40 цепь управления электромагнитом 34, который через тягу 35 вращает поворотный рычаг 30 по часовой стрелке, так что подвижный упор 28 прижимает звено 20 к криволинейной поверхности 44, закрывая дроссельную заслонку 7 и открывая полностью, причем без задержки, дроссельную засло«ку 3. В конце переходного процесса открывается запорный орган 16. Запаздывание открытия последнего позволяет выработать имеющуюся во впускном трубопроводе 11 топливовоздушную смесь без разбавления ее газовой средой, поступающей по патрубку 14, что обеспечивает вследствие снижения потерь уменьшение расхода -топлива двигателем и приводит к снижению выброса углеводородов в атмосферу с отработавшими газами. Раннее закрытие и позднее открытие запорного органа 16 относительно дроссельной заслонки 7 достигается соотношением длин поворотного рычага 18 и плеча 29 и их расположением в исходных точках относительно линии, соединяющей оси 17 и 31. Отсутствие во впускном тракте каких-либо дополнительных заслонок обеспечивает повышение наполнения двигателя.

С изменением частоты вращения вала двигателя изменяется положение дроссельных заслонок 3 и 7, при котором, избегая перепада крутящего момента, требуется перейти с работы двигателя на всех цилиндрах 12 и 13 на режим работы на одних неотключаемых цилиндрах 12. Для этого предназначена подвижная направляющая 46, мембранный привод 48 которой подключен к системе охлаждения двигателя, а сигналом частоты вращения является давление жидкости на выходе насоса этой системы (не изображены).

С увеличением частоты вращения двига- , теля давление жидкости увеличивается, в связи с чем мембранный привод 48 своим выходным щтоком 49 через качающийся рычаг 41 и подвижную направляющую 46,

преодолевая усилие пружины 47, смещает звено 20 влево относительно торцовой поверхности толкателя.22. Это приводит к тому, что последнему для полного открытия дроссельной заслонки 3 необходимо иметь увеличенный ход, по сравнению с меньшей

частотой вращения, так как смещается точка контактирования звена 20 с торцовой поверхностью толкателя 22. При включении в работу группы отключ аемых цилиндров 13 звено 20 ляжет на прямолинейный участок 43 торцовой поверхности толкателя 22, когда последний находится в более выдвинутой позиции, что соответствует больщему открытию дроссельных заслонок 3 и 7 обеих смесительных камер 2 и 6.

Таким образом, такое выполнение системы питания многоцилиндрового карбюраторного двигателя внутреннего сгорания позволяет обеспечить повыщение наполнения двигателя, так как во впускном тракте за карбюратором не требуется установка дополнительных заслонок, и снижение расхода

топлива в связи с предотвращением выброса несгоревцгего топлива при переходных режимах, при которых достигается плавный переход двигателя на работу с одной или двумя группами цилиндров на всех скоростных режимах работы двигателя.

А-А

1. СИСТЕМА ПИТАНИЯ МНОГОЦИЛИНДРОВОГО КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая двухкамерный карбюратор, каждая смесительная камера которого снабжена дроссельной заслонкой расположенной на оси с приводным .рычагом, два соединенных с соответствующей смесительной камерой впускных трубопровода, первый из которых подключен к группе неотключаемых цилиндров, а второй - к группе отключаемых цилиндров и снабжен патрубком подвода газовой среды с запорным органом, и механизм управления, имеющий кинематическую цепь, связывающую педаль акселератора с дроссельными заслонками, электромагнитный толкатель с кулачком, взаимодействующим с контактом, установленным в цепи управления электромагнита, отличающаяся тем, что, с целью повышения наполнения цилиндров двигателя и снижения расхода топлива, приводные рычаги дроссельных заслонок выполнены подпружиненными, а механизм управления снабжен подвижным упором, связанным с электромагнитом и запорным органом, а кинематическая цепь выполнена в виде трех шарнирно связанных звеньев, два крайних из которых связаны с соответствующими подпружиненными рычагами 13 nl V ..:::м-ШБЛИОАЙКД дроссельных заслонок, а третье среднее звено контактирует с торцовой поверхностью толкателя и со стороны одного из щарниров - с подвижным упором. 2.Система питания по п. 1, отличающаяся тем, что торцовая поверхность толкателя выполнена из прямолинейного участка и примыкающих с двух сторон криволинейных участков. 3.Система питания по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения плавности работы двигателя при включении и выключении отключаемой группы цилиндров на различных скоростных режимах, механизм управления снабжен подвижной направляющей, взаимодействующей со средним звеном кинематической цепи, и мембранным приводом, связанным с направляющей при помощи качающегося рычага, несущего контакт цепи управления электромагнита. 4.Система питания по п. I, отличающаяся тем, что ось дроссельной заслонки смесительной камеры неотключаемой группы цилиндров снабжена жестко связанным с ней поводком и дополнительной пружиной, а подпружиненный рычаг свободно установлен на оси, снабжен упором для поводка и связан с последним при помощи дополнительной пружины. со Ю 5.Система питания по п. 1, отличающаяся тем, что каждая из обеих сглесительных камер карбюратора имеет экономайзер и усСД корительный насос, а подпружиненный рычаг дроссельной заслонки смесительной камеры отключаемой группы цилиндров кинематически связан с ее ускорительным насосом и обоими экономайзерами, а подпружиненный рычаг дроссельной заслонки смесительной камеры неотключаемой группы цилиндров связан с ее ускорительным насосом.

фиг, 2

19