Система холостого хода карбюратора для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК F02M3/00 

ранством 2, Перекрывной орган выполнен в виде золотника. Приводное устр- во выполнено в виде шагового двигателя 27. В эмульсионном канале 4 установлен дозирующий орган, который связан с электромагнитным приводом. В качестве основного и информационного параметра берется сигнал о частоте вращения коленчатого вала. Благодаря применению мембранного механизма с золотниковым управлением поступательное перемещение втулки 19, а значит и угловое перемещение вала

1

Изобретение относится, к машиностроению, в частности к системам холостого хода карбюратора для двигат еля внутреннего сгорания.

Целью изобретения является снижение расхода топлива и токсичности отработавших газов.

На фиг.1 изображена схематично предлагаемая система холостого хода карбюратора для двигателя внутреннего сгорания; на фиг.2 - блок-схема управляющего устройства.

Система (фиг.1) холостого хода карбюратора для двигателя внутреннего сгорания содержит камеру 1, подключенную к додроссельному пространству 2 впускного тракта при помощи обводного канала 3 и эмульсионному каналу 4 при помощи отверстий 5, выполненных во вставке 6, размещенной в корпусе 7 карбюратора, и соединенную с задроссельным пространством 8 впус кного тракта при помощи отверстия 9, расположенный В корпусе 7 регулирующий орган, имеющий запорный элемент 10 для перекрытия отверстия 9 и приводной шток 11, связанный с последним пневматический приводj образованный корпусным элементом 12, диафрагмой 13 и крышкой 14. Пневматический привод имеет рабочую камеру 15, образованную диафрагмой 13 и крышкой 14 и сообщенную с до дроссельным пространством 2 при помощи канала 3 и до- полнительного канала 16, в котором установлен жиклер 17. Диафрагма 13

32057

26 электродвигателя 27, связанного с

ней винтовой парой, на режиме х,х. меньше полного хода штока 11 на 10- 40% в зависимости от проходного сечения отверстия 9. Отрьш и перемещение штока 11 в период перехода с режима принудительного х.х. на самостоятельный Х.Х., а также отключение подачи смеси при переходе на принудительный х.х,достигается за счет мембранного механизма при небольшом угле поворота вала электродвигателя 27. 1 з.п.. ф-лы, 2 ил с,

5

0

j. 5

0

жестко связана с приводньм штоком при помощи шайбы 18. Напротив диафрагмы 13 со стороны камеры 15 в крышке 14 соосно приводному штоку 11 ус- .; тановлен золотник, выполненный в виде втулки 19, в стенке которой выполнен продольньй канал 20, сообщен- ньм через первое, продольное отверстие 21 с камерой 15, а его второе, радиальное отверстие 22 расположено на боковой поверхности втулки 19 напротив щели 23, выполненной в крьш1ке 14 и сообщенной каналом 24 с задроссельным пространством 8, Длина щели 23 и ее расположение, относительно отверстия 22 выбирается из условия сообщения камеры 15 с каналом 24 при перемещении втулки 19 в диапазоне, соответствующем работе двигателя от минимально возможной частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу (на обкатанном, прогретом двигателе)

1

до максимального проходного сечения, образуемого запорным элементом 10 и отверстием 9. Суммарное сопротивление каналов 20 и 24 меньше, чем суммарное сопротивление в каналах 3 и 16 и жиклера 17. Втулка 19 соединена

посредством резьбового наконечника

I ..

25 с валом 26 шагового электродвигателя 27. Втулка 19 имеет на внешней поверхности продольный паз, в результате чего втулка 19 удерживается от проворачивания в крьш1ке 14 при вращении вала 26 и обеспечивается ее поступательное движение и взаимодействие с шайбой 18 диафрагмы 13 при повороте резьбового наконечника 25. Шаговый электродвигатель 27 подключен к выходу 28 управляющего электронного блока 29. Карбюратор снабжен . установленными в топливном канале 30 жиклером 31 и запорной иглой 32 для регулирования состава топливовоздуш- ной смеси.в эмульсионном канале 4, управляемом электромагнитом 33, подключенным к дополнительному выходу 34 управляющего электронного блока 29, К входам последнего подключены датчики режимных параметров двигателя; частоты вращения коленчатого вала п, положения дроссельной заслонки карбюратора Др, температуры охлаждающей жидкости двигателя tдй,

венных значений угловой скорости коленчатого вала А,(п)доп относительно ее средней величины, откорректированные соответственно до значений п gi

коррекции в сигналов Т

заА6Lg. В блок 40 коррекции поступают

и

10

15

и А(п)доп в блоке 40 висимости от величин Т

также сигналы из блока 41 памяти о частоте вращения коленчатого вала п , соответствующей моменту включения подачи топливовоздушной смеси при переходе с принудительного на самостоятельный холостой ход, и частоте вращения коленчатого вала п , соответствующей моменту отключения подачи топливовоздушной смеси при переходе на режим принудительного холостого хода. Откорректированные

температуры воздуха на впуске в дви- 20 учетом сигналов Тдц и Т сигналы гатель t.. Диафрагма 13 с корпусным

-в элементом 12 образует также рабочую

камеру 36, которая при помощи канала 37 и отводного канала 3 сообщена с додроссельным пространством 2 впускного тракта.

Управляющий блок 29 (фиг.2) содержит измерительный блок 38, блок 39 сравнения, блок 40 коррекции, блок 41 памяти, генератор 42 импульсов, логический блок 43 и усилитель 44, к которому подключены шаговый двигатель 27 и электромагнит 33.

Система холостого хода работает .следующим образом.

При работе двигателя информация с датчиков режимных параметров двигателя о частоте вращения коленчатого вала п, положении дроссельной заслонП(

.1

и п обозначены соответственно

п и n .j. Информация, подученная в , блоке 39 сравнения о разнице между и трсБ а также между А(п)„,м 25 и A(n) , потупает в логический блок 43, с выхода которого с учетом сигналов о положении дроссельной заслонки В ДР -и сигналов nj и п .. Т, и Т., в соответствии с

) г А& „ о v-wu 1 DS; Dnn алгоритмом

30 управления поступают сформированные генератором 42 и усиленные управляющие импульсы на шаговый электродвигатель 27 и электромагнит 33. Согласно. алгоритму управления возможно плавное изменение времени - сечения дозирующего органа или плавное изменение проходного сечения запорного элемента 10, регулируемого шаговым электродвигателем 27, в сторону максимального

35

ки карбюратора Др, температуре охлаж- 40 минимального значения. Также возможно скачкообразное изменение этого времени - сечения или быстрое изменение этого проходного сечения до соответствующих минимальных и максимальных значений. Возможно сохранение регулируемых величин на прежнем уровне.

дающей жидкости двигателя t

Дб

температуре воздуха на впуске в двигатель tg поступает в измерительный блок 38. На выходе последнего вьщают- ся сигналы, соответствующие средней частоте вращения коленчатого вала , амплитуде Колебаний мгновенных значений угловой скорости A(n)|,j относительно ее средней величины, положению дроссельной заслонки карбюратора В д,, температуре охл 1ждаю- щей жидкости двигателя Тд, температуре воздзгха на впуске Тр. Сигналы А(п)„5,л подаются на вход блока

39 сравнения. Туда же поступают сформированные в блоке 41 памяти сигналы, соответствующие требуемому среднему значению частоты вращения , допустимой амплитуде колебаний мгновенных значений угловой скорости коленчатого вала А,(п)доп относительно ее средней величины, откорректированные соответственно до значений п gi

коррекции в сигналов Т

заА6Lg. В блок 40 коррекции поступают

и

и А(п)доп в блоке 40 висимости от величин Т

также сигналы из блока 41 памяти о частоте вращения коленчатого вала п , соответствующей моменту включения подачи топливовоздушной смеси при переходе с принудительного на самостоятельный холостой ход, и частоте вращения коленчатого вала п , соответствующей моменту отключения подачи топливовоздушной смеси при переходе на режим принудительного холостого хода. Откорректированные

0 учетом сигналов Тдц и Т сигналы

П(

.1

и п обозначены соответственно

п и n .j. Информация, подученная в , блоке 39 сравнения о разнице между и трсБ а также между А(п)„,м 5 и A(n) , потупает в логический блок 43, с выхода которого с учетом сигналов о положении дроссельной заслонки В ДР -и сигналов nj и п .. Т, и Т., в соответствии с

) г А& „ о v-wu 1 DS; Dnn алгоритмом

0 управления поступают сформированные генератором 42 и усиленные управляющие импульсы на шаговый электродвигатель 27 и электромагнит 33. Согласно. алгоритму управления возможно плавное изменение времени - сечения дозирующего органа или плавное изменение проходного сечения запорного элемента 10, регулируемого шаговым электродвигателем 27, в сторону максимального

5

минимального значения. Также воз

можно скачкообразное изменение этого времени - сечения или быстрое изменение этого проходного сечения до соответствующих минимальных и максимальных значений. Возможно сохранение регулируемых величин на прежнем уровне.

В режиме самостоятельного холостого хода, характеризующемся закрытым положением дроссельной заслонки карбюратора и частотой вращения коленчатого вала двигателя ниже п , , радиальное отверстие 22 (фиг.1) находится напротив щели 23, так что рабочая камера 15 пневматического привода сообщена не только с додроссельным пространством 2, но и через каналы 24 и 20 с задроссельным пространством 8. Поскольку сопротивление каналов 24 и 20 меньше сопротивления каналов 3 и 16

с жиклером 17, в рабочей камере 15 создается разрежение, и вследствие этого диафрагма 13 с шайбой 18 упи- . рается во втулку 19. В этом случае положение запорного элемента 10 чере шток 11 и шайбу 18 определяется положением втулки 19, перемещающейся в продольном направлении в крышке 14 благодаря повороту резьбового наконечника 25, соединенного с валом 26 шагового двигателя 27 в определенную сторону и на число шагов, соответствующее числу импульсов, вырабатываемых управляющим блоком 29. Одновременно в последнем на основании измеренных значений входных параметров и в соответствии с алгоритмом формируются импульсы, поступающие на электромагнит 33 дозирующего органа, время-сечение которого ограничено заданным допустимым диапазоном, сящим от температур tдц и t.

Применение в качестве основного информационного параметра сигнала о частоте вращения коленчатого вала, поддающейся оперативному измерению с высокой точностью, позволяет повысить чувствительность системы к отклонению регулируемой величины,.что обеспечивает возможность устойчивой работы двигателя с более низкой частотой вращения коленчатого вала на холостом ходу без опасности самопроизвольной его остановки.

При переходе на нагрузочный режим характеризующийся открытой дроссельной заслонкой, втулка 19 под действием поворота на соответствующий угол вала шагового электродвигателя, перемещается вправо, обеспечивая максимальное проходное сечение запорного элемента, не доходя до положения, соответствующего перекрытию отверстия 22. На нагрузочном режиме вал шагового двигателя неподвижен, а время-сечение дозирующего органа соответствует среднему значению из заданного диапазона.

При переходе на режим принудитель- 50 в этом состоянии. При этом рационального холостого хода, характеризующийся закрытой дроссельной заслонкой и частотой вращения вьш1е п , на шаговый электродвигатель подаются импульсы, соответствующие перемещению втул- ки 19 вправо. При этом происходит разобщение канала 20 с щелью 23 и каналом 24, вследствие чего рабочая камера 15 пневматического привода

з , 32057 ®

разобщается с задроссельным пространством 8. Поскольку рабочая камера 15 сообщается через жиклер 17 с додрос- сельным пространством 2, разрежение в ней падает. При этом приводной шток 11 и связанный с ним запорный элемент 10 под действием разрежения у выходного отверстия 9 движется влево, 10 перекрьшая отверстие 9 и отключая подачу смеси в зароссельное пространство 8 и, следовательно, в цилиндры двигателя. На режиме принудительного холостого хода вал шагового 15 электродвигателя неподвижен.

По достижении частоты вращения

20

25

30

35

40

45

коленчатого вала значения п на шаговый электродвигатель подаются импульсы, соответствующие перемещению втулки 19 влево, и в момент сообщения рабочей камеры 15 через каналы 20 и 24 с задроссельным пространством 8 происходит отвод штока 11 максимально вправо до упора шайбы 18 во втулку 19, обеспечивая максимальное проходное сечение запорного элемента. Таким образом, при переходе с прину- дительноо холостого хода на режим самостоятельного холостого хода отрыв запорного элемента 10 от -отверстия 9 и перемещение штока 11 до упора шайбы 18 во втулку 19 происходит под действием разрежения, передаваемого из задроссельного пространства. Дальнейшее регулирование положения штока 11 через шайбу 18 и втулку 19 обеспечивается шаговым электродвигателем. Сечение жиклера 17 выбирается исходя из необходимой скорости заполнения рабочей камеры 15 воздухом из додрос- сельного пространства 2 через каналы 3 и 16 при выходе отверстия 22 из зоны щели 23. Скорость заполнения рабочей камеры 15 определяет необходимую скорость закрытия запорного элемента 10.

Сечение каналов 20 и 24 и щели 23 выбирается из условия быстрого отвода штока 11 вправо до упора во втулку 19 и надежного его удержания

ная величина соотношения сопротивлений канала 16с жиклером 17 и каналов 20, 24 и щели 23 составляет 2-5.

Благодаря применению мембранного механизма с золотниковым управлением поступательное перемещение втулки 19, а значит и угловое перемещение вала 26 шагового электродвигателя 27,

связанного с ней винтовой парой, на режиме холостого хода меньше полного хода штока 11 на 10 - 40 % в зависимости от проходного сечения отверстия 9, Кроме того, отрыв и перемещение штока 11 в период.перехода с режима принудительного холостого хода на самостоятельный холостой ход, а также отключение подачи смеси при переходе на режим принудительного холостого хода достигается за счет мембранного механизма при небольшом угле поворота вала шагового электродвигателя .

Таким образом достигается повьш1е- ние точности регулирования, быстродействия и надежности системы при одновременном снижении мощности и количества потребляемой энергии, а так как, повьш1ается точность регулирования состава смеси как на самостоятельном холостом ходу, так и при переходе на последний с принудитель30

ного холостого хода, то обеспечивает- 25 своей торцовой поверхностью к диаф- ся снижение расхода топлива и токсичности отработавших газов.

Формула изобретения

1. Система холостого хода карбюратора для двигателя внутреннего сгорания, содержащая камеру, подключенную к додроссельному пространству впускного тракта и эмульсионному каналу и соединенную с задроссельным пространством впускного тракта при помощи выходного отверстия, расположенный в камере регулирующий орган.

35

рагме, а приводное устройство выполнено в виде шагового двигателя, уста новленного на крышке пневматического привода и имеющего выходной вал, связанный с золотником.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена дозирующим органом, установ ленным в эмульсионном канапе, и элек тромагнитным приводом, связанным с дозирующим органом, а управляющий блок выполнен с дополнительным выходом, соединенным с электромагнитным

нмекиций запорный элемент для перекры- приводом.

тия выходного отверстия и приводйой шток, связанный с последним пневматический привод, имекмций диафрагму, образующую с корпусом и крьшкой две рабочие камеры, первая из которых сообщена с додроссельным пространством при помощи первого канала, а вторая - с задроссельным пространством

0 при помощи второго канала, снабженного перекрывным органом и связанного с последним приводным устройством, соединенным с выходом управляющего блока, к входам которого подключегел

5 датчики режимных параметров двигателя, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода топлива и токсичности отработавших газов, пнев- . матический привод выполнен с допол0 нительным каналом, сообщающем вторую камеру с додроссельным пространством, перекрьшной орган выполнен в виде золотника, размещенного в крышке пневматического привода и обращенного

своей торцовой поверхностью к диаф-

агме, а приводное устройство выполнено в виде шагового двигателя, установленного на крышке пневматического привода и имеющего выходной вал, связанный с золотником.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена дозирующим органом, установленным в эмульсионном канапе, и электромагнитным приводом, связанным с дозирующим органом, а управляющий блок выполнен с дополнительным выходом, соединенным с электромагнитным

ft

3S

-

J5

r

J

Д«.й

,

AfniuiM

4Л

4

J5:

7«W tf

тЧкЗ

и

I/

« n

44 ьф

fh

I - 1

7 V / ii

I

Задание

mpefjAMaoai ftfifft .

n

HI J

-Э

H

4 JP

T.

L-J I w

ttt

L.±

...d

Изобретение относится к двигате- лестроению и позволяет снизить расход топлива и токсичность отработавших газов. Пневматический привод регулирующего органа выполнен с дополнительным каналом 16, сообщаюпщм рабочую камеру 15с додроссельным прост23 (Л с / 2ff 27