Способ регулирования карбюраторного двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК F02M3/02 

1

Изобретение относится к машино- строе}шю, в частности к способу регулирования карбюраторных двигателей .

Целью изобретения является улучшение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов. На ({иг. 1 показана принципиальная

схема карбюратора для реализации спо- JQ определения параметров токсичности

соба регулирования двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - конструктивная схема задроссельного пространства карбюратора с зоной выходных отверстий системы холостого хода; на фиг. 3 - принципиальная схема ввода дополнительного воздуха; на фиг. 4 - экспериментальная зависимость относительной величины снижения эксплуатационных расходов топлива от расхода дополнительного воздуха.

Система для осуществления способа (фиг. 1) включает в свой состав карбюратор 1 со средством для дросселирования потока в виде дроссельной заслонки 2, установленной на оси 3. В задроссельном пространстве 4 карбюратора 1 размещены выходные отверстия 5 системы холостого хода, снабженные средством 6 для отключения по- 30 ный режим течения топлива, подаваемодачи топлива, а также выходное отверстие 7 средства 8 подачи дополнительного воздуха (фиг. 2). Средство 6 снабжено нормально открытым клапаном с приводом любого типа, а средство 8 - нормально закрытым клапаном с приводом. Оба средства 6 и 8 имеют систему 9 управления, в общем случае построенную аналогично известным схемам управления, например, экономайзерами принудительного холостого хода и включающую в свой состав датчик оборотов двигателя и контактный датчик закрытого положения дроссельной заслонки 2. Выходное отверстие 7 для ввода дополнительного воздуха в общем случае имеет локализованное сечение и формирует поток дополнительного воздуха, направленный перпендикулярно оси 3 дроссельной заслонки 2 в плоскости симметрии А-А задроссельного пространства 4 (фиг. 3). Задрос- сельиое пространство 4 карбюратора 1 сообщено с впускной трубой 10 двигателя 11. Проходные сечения средства для подачи дополнительного воздуха и его выходного отверстия 7 выбраны таким образом, что в его открытом положении обеспечивается расход воздуха

(Jj , соотвётствуюишй 0,5 - 1,0 от расхода воздуха G , потребного для работы двигателя на малых оборотах холостого хода.

Регулирование двигателя по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.

При реализации ездового цикла для

отработавщих газов и топливной экономичности по известной методике режимы принудительного холостого хода при закрытой дроссельной заслонке карбюратора возникают в процессе переключения передач, а также после движения с установившимися скоростями 15, 32, 35 и 50 км/ч. Продолжительность первых двух режимов лежит в пределах

1-2 с, а вторых - в пределах 5-12 с. На любом исходном режиме работы, когда дроссельная заслонка 2 находится в приоткрытом положении, клапан средства 6 для отключения подачи топлива

находится в открытом положении, а

средства 8 для впуска дополнительного воздуха - в закрытом положении. В задроссельном пространстве 4 и впускной трубе 10 устанавливается определен5

го из системы холостого хода и других дозирующих систем карбюратора. При этом топливо находится в задроссельном пространстве 4 и впускной трубе 10 в виде капель и паров в потоке воздуха и в виде топливной пленки на стенках тракта. Капельная и паровая фазы топлива распределены в объеме впускной трубы более или менее рав- Q номерно, а основная масса топливной пленки сосредоточена на начальном участке тракта непосредственно у задроссельного пространства 4.

После сброса дроссельной заслонки 2 в положение Малые обороты холостого хода и переходе на режим принудительного холостого хода по команде от системы 9 управления отключают подачу топлива из выходных отверстий 5 системы холостого хода клапаном средства 6 (в случае, если частота вращения коленчатого вала двигателя превышает ее значение для малых оборотов холостого хода на пороговую величину, аналогичную системам управления клапаном экономайзера принудительного холостого хода и равную для известных систем 300-800 ). При этом воздух продолжает поступать во

5

О

5

1

впускную грубу 10 через щель дроссельной заслонки 2 в количестве, соответствующем его расходу ip, на малых оборотах холостого хода. Последнее обуславливается наличием критического перепада давлений на дроссельной заслонке. Для широкой гаммы двигателей легковых автомобилей g изменяется в относительно узких пре- делах 6-10 кг/ч. Одновременно с отключением подачи топлива в задрос сельное пространство 4 впускают дополнительный воздух, открывая клапан средства 8. Поскольку расход допол- нительного воздуха Оцд ограничен величиной 0,5 - 1,0 от g,x разрежение задроссельного пространства при этом уменьшается незначительно (на 10-20 мм рт.ст.). С друго1 1 стороны, учитывая, что объем BnycKnoi i трубы соизмерим с рабочим объемом двигателя, под де; ;стиием суммарного расхода воздуха :-., + -. тракт за дроссельной заслонкси ч в 1ечение корот- кого времерш продувпе ся от паровой и капельной фаз тсшлива. Эти фазы концентрируются в первых рабочих циклах от начала прину щтсльного холостого хода и при несколько увеличенно (за счет подачи дд) наполнении создают смесь воспламеняемог О состава, в результате чего часть аккумулированных углеводородов дожигается. Дальнейший процесс регулирования обуслав ливается только диижепием по впускному тракту Tori:niBHOit пленки, скорость которой зависит от величины расхода воздуха. Под действием суммарного расхода воздуха зона сосредоточения основной массы топливно пленки перемещается по впускной трубе в направлении впускных клапанов двигателя. По мере торможения автомобиля двигателем скорость его постепенно уменьшается. При достижении порогового значения оборотов (определяемого для конкретного типа двигателя ус- лoвия и беспровального выхода на режим самостоятельного холостого хода) по команде от системы 9 управления включают подачу топлива из системы холостого хода клапаном средства 6 и одновременно отключают подачу дополцрггел1)Пого воздуха средст- вом 8. В этот момент времени основная масса топ;;1 иной пле}1ки (от предшествовавшего исходпо о режима работы) оказывается па определенном уча

О

5 0 5 0 0 Q .

73

ci iKe впускной чрубы и да;11)Не) ее лриженне на конечном участке тормо- :«ения и холостого хода HPIMICXOHHT под воядер1ствием pacxcviti воздуха (5.

причем скорость ее несколько уменьшается. Очевидно, что расстояние, на котором окажется об11гащенн11Я плен- Koii топлива зона, зависит от расхода воздуха Ci , Выбором онтимальной величины этого расхода можно обеспечить такой режим движения обогащенной зоны, при котором за время до момента выхода двигателя на нагрузочный режим она окажется у впускного клапана. При переходе на нагрузочный режим ра- ботм количество топлива без задержки транспортируется в камеры сго- liamin, чем нивелируются отрицательные пос.медствия предшествовавшего отклю- 4etuiH тоиливоподачи.

Оптимальная величина расхода до- полнительногст воздуха для двигателя авгомобиля ВАЗ-2106 лежит в пределах 0,5 - 1,0 от Gpy, (фиг. А). Увеличение расхода сверх этого предела снижает эффективность способа по расходу тои- липа и по требованиям к ездовым качествам автомобиля.

При режиме пршгудительного холостом) хода с длительностью, иревышаю- максимальное его время, характерное для ездового цикла, т.е. 12 с (, что возможно в условиях эксплуата- 1У1И автомобиля), эффект от реализа- предлагаемого способа регулирования может быть увеличен за счет ограничения времени открытого состояния средства 8 для виуска дополнительного воздуха. Для этой цели в систему 9 управления вводят элемент выдержки времени открытого состояния средства 9. В этом случае при от- юшче}И1Ой средством 6 подаче топлива дополнительный воздух подают только в первых 10-12 с режима принудительного холостого хода, после чего подачу его отключают. Большая длительность выдержки оказывается бесполезной, так как из ранее сказанного очевидно, что вся топливная пленка оказывается реализованной че-- рез камеры сгорания. В to же время ограничение времени впуска дополнительного воздуха обеспечивает уменьшение степеьш охлаждения двигателя при отсутствии процесса сгорания, чем облегчается его выход на последующий) нагрузочный режим работы.

Впуск дополнительного воздуха целесообразно осуществлять в зоне у выходных отверстий систем холостого хода, где сосредоточена основная масса топливной пленки. При этом транспортировка ее с равномерным распределением по отдельным патрубкам . впускной трубы достигается при подаче воздуха через локализованное сечение в плоскости симметрии задроссель- ного пространства,

Формула изобретения

I , Способ регулирования карбюраторного двигателя внутреннего сгорания путем одновременного отключения подачи топлива из системы холостого хода и впуска дополнительного воздуха во впускной тракт на режимах принудитель ного холостого хода при закрытой дроссельной заслонке карбюратора, отличающийся тем, что, с целью улучшения топливной экономич- ности и снижения токсичности отра

ботавших газов, дополнительный воздух впускают непосредственно в зад- россельное пространство карбюратора, причем величина его расхода составляет 0,5 - 1,0 от величины расхода воздуха, необходимого для работы двигателя с минимальной частотой вращения на режиме самостоятельного холостого хода.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что продолжительность впуска дополнительного воздуха осуществляют от начала принудительного холостого хода до возникновения самостоятельного холостого хода.

3,Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что впуск дополнительного воздуха осуществляют через выходное отверстие системы холостого хода в виде локализованного потока, направленного перпендикулярно оси дроссельной заслонки в плоскости симметрии задроссельного пространства.

Изобретение позволяет улучшить топливную экономичность и снизить . токсичность отработавших газов. Для этого дополнительный воздух (ДВ) впускают непосредственно в задроссель ,ное пространство 4 карбюратора 1 через отверстие 7 средства 8 подачи ДВ. Продолжительность впуска ДВ - от начала принудительного холостого хода до возникновения самостоятельного холостого хода. По команде от системы управления 9 отключают подачу ДВ средством 8. Впуск ДВ осуществляют через выходное отверстие 7 системы холостого хода в виде локализованного потока, направленного перпендикулярно оси дроссельной заслонки 2. Ограничение времени пуска ДВ обеспечивает уменьшение степени охлаждения двигателя при отсутствии процесса сгорания. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. сл со QO о ОО Фи21

10

Фи.г

10

J

Составитель В, Ерохов Редактор С. Пекарь Техред М.ДнДЫККорректор Л. Патай

4618/32

Тираж 503Подписное

вдаИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

Фиг.д

iPu.l

10&д кг.

Xv