Карбюратор для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК F02M3/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к карбюраторам для двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является снижение расхода топлива и токсичности отработавших газов путем повышения точности дозирования топлива.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема карбюратора для двигате.чя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - блок-с.хема управ- ляюшего блока; на фиг. 3 - блок-схема программы управления запорным элементом и дозируюпи1м органом.

Карбюратор содержит камеру 1, подключенную к додроссельному пространству 2 при помощи обводного канала 3 и к эмульсионному каналу 4 при помопш отверстий 5, выполненных во вставке 6, размешенной в корпусе 7 карбюратора, и соединенную с за- дроссельным пространством 8 впускного тракта при помоши отверстия 9, расположенный в корпусе 7 регулирующий орган. имеюп;ий запорный элемент И) для перекрытия отверстия 9 и приводной шток 11, связанный с последним пневматический привод, образованный корпусным элементом 12, диафрагмой 13 и крышкой 14.

Пневматический привод имеет рабочую камеру 15, образованную диафрагмой 13 и и крышкой 14. Диафрагма 13 жестко связана с приводным штоком 11 при помопш шайбы 16. Напротив диафрагмы 13 со стороны камеры 15 в крышке 14 соосно приводному штоку 11 устаповлен золотник, выполненный в виде втулки 17, в стенке которой выполнен продольный канал 18, со()бш,ае- мый через первое отверстие 19 с рабочей камерой 15, а второе радиальное отверстие 20 распо.пожено на боковой поверхности втулки 17. Втулка 17 соединена при помоши резьбовою наконечника 21 с ва,:юм 22 шагового электродвигателя 23 и имеет на внешней поверхности продольный паз, а в крышке 14 вьшолнен выступ, входящий в ука- занпый паз, благодаря чему втулка 17 удерживается от п)()ворачивапия в крышке 14 и обеспечивается ее постуг1ател1)Ное движение и взаимодействие с шайбой 16 диафрагмы 13 при повороте резьбового наконечника 21.

Рабочая камера 15 пневматического привода при iioMontn канала 24, в котором установлен жик.тер 25, сообщена с задроссель- ным пространством 8. Система включает в себя канал 26 с жиклером 27, сообщаемый через отверстие 28 и канал . с задроссель- ным нространством 2. Канал 26 сообщен также с отверстием 29 и через кана,т 30 с отверстием 31. выполненн1 1ми в крышке 14 папротив боковой поверхпостп втулки 17. Расстояние между отверстиями 29 и 31 и их расноложение от)1осительн() отверстия 20 определяется из условия разобщения камеры 15 с камерой 26 при перемещении втулки 17 в диапазопе, соответствующем работе

двигателя от минимально возможных оборотов xaiocToro хода обкатанного прогретого двигателя до максимального проходного сечения, образуе.мого запорным элементом 10 и отверстием 9.

Сечение жиклера 27 выбирается исходя из необходимой скорости заполнения рабочей камеры 15 воздухом из додроссельного пространства при совмещении отверстия 20 с отверстиями 29 или 31 при перемещении

втулки 17. Скорость заполнения рабочей камеры 15 определяет необходимую скорость закрытия запорного элемента 10. Сечение жиклера 25 выбирается из условия скорей- Hiero отвода щтока 11 вправо до упора че5 рс шайбу 16 во втулку 17 при разобщении канала 18 с каналом 30. Наиболее рациональное соотношепие сопротивлений канала 24 с жиклером 25 и каналов 18, 30 и 26 с жиклером 27 составляет 2:5.

lUaroBbm электродвигатель 23 подк тючен

к выходу 32 управляющего электронного блока 33. Карбюратор снабжен установленными в топливном канале 34 жиклером 35 и запорной иглой 36 для регулирования состава топ;1ивовоздушной смеси в эмуль5 сионном канале 4, управляемой электромагнитом 37, подключенным к дополнительному выходу 38 унравляюшего электронного блока 33. К входам 39 управляющего блока 33 подключепы датчики режимных параметров двигателя: частоты вращепия коленча0 того вала п, положения дроссельной заслонки карбюратора Д, температуры охлаждающей жидкости двигателя t , температуры воздуха па впуске в двигатель t .

Управляюпщй блок 33 (фиг. 2) состоит пз измерительного блока, блока сравнения,

5 блока коррекции, блока памяти, геператора импульсов, логического блока и усилителя, к которому подключены шаговый электродвигатель 23 и э.тектромагиит 37.

Карбюратор работает следуюпшм обра0 .

И11формация с датчиков режимных параметров двигате.тя о частоте вращепия коленчатого вала п, ноложении дроссельной заслонки карбюратора Др, температуре охлаждающей жидкости двигателя t , тем5 г1ературе воздуха на впуске в двигатель 1 поступает в измерительный блок. На выходе измерительного блока выдаются сигналы, соответствующие средней частоте вращения коленчатого ва, 1а п„, амплитуде колебаний

П мгновенньгх значений угловой скорости А

(п).

огносительно ее средней величины.

положению дроссельной заслонки карбюратора ВИДУ , температуре охлаждаюпгей жидкости двигателя Тд,, температуре воздуха на впуске Т,, (ли палы Пи,„ и .Л (п),,„ по- 55 дают на вход блока сравнен Ия. Туда же поступают сформированные в блоке памяти сигналы, соответствующие требуемому сред- значению частоты вращения п и

допустимой амплитуде колебаний мгновенных значений угловой скорости коленчатого вала А (п относительно ее средней величины, откорректированные соответственно до значений и А (п)доп в блоке коррекции в зависимости от величины сигналов Тдв и Т, .

В блок коррекции поступают также сигналы из блока памяти о частоте врап1ения коленчатого вала п,, соответствующей моменту включения подачи то 1ливовоздуп1ной смеси при переходе с принудительного на самостоятельный холостой ход, и частоте вращения ко.тенчатого вала п,, с(;х)твет- ствующей моменту отключения нодачи топ- ливовоздушной смеси при переходе на режим принудительного холостого хода. Откорректированные с учетом сигналов Т и Т, сигналы п, и п обозначены соответственно п , и п. Информация, полученная в блоке сравнения о разнице между Пщ„ и п, а также между А (п)им, и А (п), поступает в логический блок, с выхода которого с учетом сигналов о положении дроссельной заслонки ВКДР и сигналов п и п, Тд, и Т,, в соответствии с алгоритмом управления поступают сформированные генератором и усиленные управляющие импульсы на шаговый электродвигатель 27 и электромагнит 33.

Алгоритм управления временем-сечения дозирующего органа (t) и сечением запорного элемента (F) на режиме холостого хода представлен на . 3. Символ « означает плавное изменение времени-сечения дозирующего органа или плавное изменение проходного сечения запорного элемента, регулируемого шаговым электродвигателем, в сторону максимального ( ; Рма-« ) или минимального значения ( Р-„ц„ ). (л1мвол « означает скачкообразное изменение времени-сечения t или же быстрое изменение проходного сечения F- запорногч) элемента до соответствующих минимальных или максимальных величин. Символ «const означает сохранение регулируемой величины на прежнем уровне.

На режиме самостоятельно холостслч) хода, характеризующемся (акрьггым положением дроссельной заслонки карбюратора и частотой вран1ения коленчатого вала ниже п,, радиальное отверстие 20 находится между отверстиями 29 и 31. Рабочая камера 15 пневматического привода сообщена но- средством канала 24 с задросселЬ)Ным нро- сгранством 8, вследствие чего шток 11 с диафрагмой 13 через ншйбу 16 упирается во втулку 17. 1оложение запорного элемента в этом случае регулируется и агоным электродвигателем в соответствии с заданным алгоритмо.м унравления.

Одновременно в управляющем блоке 33 на (кгновании измеренны.х И1ачени11 входных параметров и в соответствии с алгоритмом

формируются импульсы, поступающие на электромагнит 37, обеспечивающие время- сечения дозирующего органа в допустимом диапазоне зависящем от сигналов Тд, и Т.

При переходе на нагрузочный режим, характеризующийся открытой дроссельной заслонкой, втулка 17 перемещается в-цраво, обеспечивая максимальное проходное сечеQ ние запорного э темента, не донуская однако совмещения отверстия 20 с отверстием 31. На нагрузочном режиме вал ншгового электродвигателя неподвижен, а время-сечения дозирующего органа соответствует среднему значению из диапазона (1иин -t,).

5

При переходе на режим принудительного холостого хода, характеризующийся закрытой дроссельной заслонкой и частотой вращения выше п , на шаговый двигатель по0 даются импульсы, соответствуюп1ие переме- щепию втулки 17 вправо, до момента сообщения отверстий, 31 и 20. При этом нроис- ходит сообпгение рабочей камеры 15 через каналы 26 с додроссельным пространством. Поскольку проходное сечение жиклера 27 больн1е сечения жиклера 25, то в рабочей камере 15 возникает давление, близкое к атмосферному. В результате, под действием разрежения у выходного отверстия 9, на- норный элемент 10 перекроет отверстие 9,

0 отключая нодачу смеси в задроссельное пространство 8 и, следовательно, в цилиндры двигателя. На режиме принудительного хол()сто1 о хода вал inaroBoro электродвигателя ненодвижен.

5 При достижении частоты вращения коленчатого вала значения п, на шаговый электродвигатель подаются импульсы, ссютвет- ствующие иеремещеник) втулки 17 влево, и в момент перекрытия отверстия 20 канала 18 произойдет разобщение рабочей камеры 15 с додроссе.чьным пространством. Поско,;1ь- ку рабочая камера 1 посредством канала 2 соедине 1а с задроссельным пространством 8, произойдет отвод (птока 1 1 вправо до упора 1пайбы 16 во втулку 17. обеспечи5 вая максимальное проходное сеченне запорного элемента.

Таким образом, при переходе с принудительного холостого хода на режим самостоятельного холостого хо.та отрыв запорного элемента 10 от отверстия 9 и переме0 щение нтока 1 1 до упора через П1айбу l(i во втулку 17 происходит на максимал1)Нун) величину под действием разрежения, передаваемого из задроссе, 1ьпого прострапства. Дальнейшее регулирование положения щто ка 1 1 через нтйбу И) и вту.1ку 17 обеспечивается inaroBbiM э. 1ектр(Х 1вигате. 1ем.

злаг(даря прим меник) мембранного ме- .хчиизма с золот1П1К()И1)1М правлением посту0

пательное перемещение втулки 17, а значит и угловое перемещение вала 22 шагового электродвигателя 23, связанного с ней винтовой парой, на холостом ходу, 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 минимальных перемешениях вала шагового электродвигателя.

За счет этого достигают повышение точности регулирования, быстродействия и надежности системы при одповремепном снижении требований к моп1ности, габаритам и количеству энергии, потребляемой njaro- вым электродвигателем.

Благодаря регулированию состава топ- ливовоздупшой смеси в эмульсионном канале 4 с помощью дозируюи1его органа обес- печивается о 1тимальное соотноп1ение топлива и воздуха как на режиме самостоятель- ного холостого хода, так и на переходе с принудительного на самостоятельный холостой ход с учетом состояния двигателя и окружающих УСЛОВИЙ.

0

0

Формула изобретения 1. Карбюратор для двигателя внутреннего сгорания, содержащий систему холостого хода с эмульсионным каналом, камеру, подключенную к додроссельному пространству и соединенную с задроссельным пространством при помощи выходного отверстия, регулирующий орган с запорным элементом для перекрытия выходного отверстия и приводным щтоком, снабженным пневматическим приводом от диафрагмы рабочей камеры, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода топлива и токсичности отработавших газов путем повышения точности дозирования топлива, карбюратор снабжен шаговым электродвигателем, золотником с приводом от шагового электродвигателя, управляющим блоком и датчиком режимпых параметров двигателя, причем шаговый электродвигатель подключен к выходу управляющего блока, а к входу последнего подключены датчики режимных нараметров.

2. Карбюратор по п. 1, отличающийся тем, что система холостого хода снабжена нриводвм, вынолненным в виде электромагнита, и дозирующим органом регулирования состава топливовоздушной смеси в эмульсионном канале, причем электромагнит подключен к дополнительному выходу управляющего блока.

Изобретение позволяет снизить расход топлива и токсичность отработавших газов. Для этого установлены шагоньп) электродвигатель (ШЭД), золотник с приводом от ШЭД, управляюпшй блок (УБ) и датчик режимпы.х параметров ШЭД. ШЭД 23 подключен к вы.ходу 32 УБ 33, а к входу УБ подключены датчики режимных параметров. Система холостого хода снабжена приводом, выполненным в виде электромагнита 37, и дозирующим органом для регулирования состава топливо-воздушной смеси в эмульсионном канале. Электромагнит подключен к выходу 32 УБ 33. Благодаря регулированию состава топливо-воздушной смеси в эмульсионном канале с помощью дозируюп1его устройства обеспечивается оптимальное соотношение топлива и воздуха как на режиме са.мостоятельного холостого хода, так и на переходе с принудительного на самостоятельный холостой ход с учетом состояния двигателя и окружающих условий. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л 3 Ю 5 Е 3 1 35 35 37 оо оо hO СХ) 7« 22 23

SK dp

ЛтреЪ

Л

Заоание

Птреб Alnl con П, , .2

Наное A in иьп

Состявите.п В. Нро.хов

Редактор А. Шандор)Техред И. ВересКорректор А. Зимокосов

Заказ 4199;25Тираж 503Подписное

ВНИИПИ Госуларственног() комитета (,С( Р по делам 1иобретений и открытий

1 13035. Москва. Ж - 35, Раушская наб,. д. 4. 5 Производственно-полиграфическое предприятие, i. Ужгород, ул. Проектпая. 4

eJ