Система питания двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02M23/08 F02D9/02 

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания, в частности к устройствам для регулирования количества и состава топливовоздушной смеси двигателей внутреннего сгорания,

Цель изобретения - упрощение конструкции.

На чертеже представлена система питания двигателя внутреннего сгорания.

Система питания двигателя внутреннего сгорания содержит топливный насос 1 с органом изменения подачи топлива в виде рейки 2, соединенной посредством рычага 3, шарнирно закрепленного на оси 4. с тягой 5 органа управления - акселератооа (не показан). Рычаг 3 также соединен через подвижный стакан б с пневматическим усилителем 7, в котором размещен чувств- тительный элемент, состоящий из двух диафрагм 8 разного диаметра и вставки 9, установленной между ними и имеющей сообщенные между собой несквозное осевое и радиальное отверстия.

Вставка 9 в месте выхода осевого отверстия и седло 10 (также имеющее осевое отверстие) образуют клапанный узел, который трубопроводом 11 соединен с исполнительным механизмом 12. Внутренняя полость чувствительного элемента, размещенная между диафрагмами 8, сообщается как с клапанным узлом через отверстия во вставке 9, так и с задроссельным пространством посредством трубопровода 13.

В корпусе пневматического усилителя 7 выполнены отверстия 14 для подвода атмосферного воздуха. Между глухим торцом вставки 9, расположенным со стороны диафрагмы 8 меньшего диаметра, и подвижным штоком 15 размещена нагрузочная пружина 16 (или несколько последовательно включаемых пружин). Подвижный шток 15 упирается в подвижный стакан 6. Поэтому каждому положению рычага 3 соответствуетвполнеопределеннаяпредварительная деформация нагрузочной пружины 16, а следовательно, и сила этой пружины, которая стремится прижать вставку 9 к седлу 10 клапанного узла. Исполнительный механизм 12 содержит подпружиненную диафрагму, размещенную в герметичном корпусе и связанную с приводом дроссельной заслонки 17. Для ограничения хода подвижного стакана 6 предусмотрен регулируемый упор 18.

Устройство работает следующим образом.

Работа по нагрузочной характеристике (в этом случае сохраняется неизменной частота вращения).

Система регулирования в начальный момент находится в некотором равновесном положении, т.е. рычаг 3 управления находится в определенном положении,

которому однозначно соответствует положение рейки 2 и подвижного стакана 6, посредством которого создается предварительная затяжка нагрузочной пружины 16. В этом случае рейка 2 обеспечива0 ет некоторую цикловую подачу топлива, а дроссельная заслонка 17 (за счет настройки системы регулирования) обеспечивает требуемую цикловую подачу воздуха, при которой имеет место определенное (зависящее

5 от подачи воздуха) задроссельное разрежение. Последнее, передаваясь по трубопроводу 13 во внутреннюю полость чувствительного элемента, размещенную между диафрагмами 8, создает результиру0 ющую силу за счет разницы в диаметрах диафрагм (при одинаковом атмосферном давлении с внешних сторон диафрагм, что обеспечено наличием отверстий 14). Эта сила уравновешивает силу сжатия нагрузоч5 ной пружины 16.

В состоянии равновесия между вставкой 9 и седлом 10 клапанного узла пневмо- усилителя имеет место небольшой зазор, через который в клапанный узел подсасыва0 ется атмосферный воздух. Это приводит к тому, что разрежение, передаваемое из клапанного узла по трубопроводу 11 в исполнительный механизм 12 несколько меньше разрежения во внутренней полости чувстви5 тельного элемента. Разрежение в исполнительном механизме 12 создает силу, действующую на его мембрану, которая .уравновешена пружиной исполнительного механизма. Механическая связь мембраны

0 исполнительного механизма с дроссельной заслонкой путем регулировки обеспечивает положение последней в соответствии с требуемой циклозой подачей воздуха. Предположим, что произошло снижение нагрузки.

5 В этом случае для поддержания неизменной частоты вращения тягу 5 педали акселерато- ра следует сместить в сторону уменьшения цикловой подачи топлива. При этом рычаг 3 поворачивается на оси 4 по часовой стрелке:

0 рейка 2 смещается влево (в сторону уменьшения подачи топлива), одновременно подвижный стакан 6 также перемещается влево и увеличивает (через подвижный шток 15) силу затяжки нагрузочной пружины 16,

5 которая с большей силой прижимает вставку 9 к седлу 10 клапанного узла. В результате уменьшается подсос атмосферного воздуха, и разрежение в исполнительном механизме 12 увеличивается. Это заставляет повернуться дроссельную заслонку (против часовой стрелки по чертежу) и уменьшить цикловую подачу воздуха. Поворот дроссельной заслонки происходит до тех пор, пока увеличивающееся задроссельное разрежение, передаваемое во внутреннюю полость чувствительного элемента, не уравновесит силу затяжки нагрузочной пружины 16. В результате устанавливается новое положение равновесия, которому соответст ву- ет меньшая цикловая подача как топлива, так и воздуха. Соотношение между этими количествами зависит от характеристики нагрузочной пружины 16 (или комплекта пружин) и определяется требованиями двигателя. Тем самым подача воздуха устанавливается в соответствии с подачей топлива

При увеличении нагрузки устройство работает аналогично только в противоположном направлении.

Работа поскоростной характеристике этом случае сохраняется неизменной цикловая подача топлива).

Допустим, что произошло снижение нагрузки, но поскольку цикловая подача сохраняется неизменной, положение рейки 2 и подвижного стакана 6 также не изменяется. При этом остается неизменным и положение рычага 3, управляющего регулятором. Неизменность положения подвижного стакана 6 означает также неиз менность силы затяжки нагрузочной пружины 16 чувствительного элемента, определяющей величину требуемой цикповой подачи воздуха в соответствии с величиной цикловой подачи топлива.

Однако возникающее снижение нагрузки приводит к росту частоты вращения, что при прежнем положении дроссельной заслонки 17 приведет к росту задроссельного разрежения, а следовательно, к уменьшению цикловой подачи воздуха. Рост задроссельного разрежения, передаваемого по трубопроводу 13 во внутреннюю полость чувствительного элемента, приводит к увеличению нагрузки со стороны последнего на нагрузочную пружину 16. В результат оавновесие нагрузочного элемента нарушается и вставка 9 перемещается вправо, зазор между вставкой 9 и седлом 10 клапанного узла увеличивается, что приводит к возрастанию подсоса в клапанный узел атмосферного воздуха. Последнее сказывается на снижении разрежения в исполнительном механизме 12, что позволяет его пружине преодолеть усилие на мембране и переместить дроссельную заслонку 17 в сторону открытия, что уменьшает разрежение, а следовательно, увеличивает цикловую подачу воздуха до тех пор, пока величина задроссельного разрежения

вновь не приведет чувствительный элемент в равновесное состояние и рассогласование между фактическим и требуемым количеством подаваемого воздуха не исчезнет.

При набросе нагрузки система работает

аналогично только в обратном направлении.

Переходной режим.

В свзи с непосредственным механиче0 ским воздействием от акселератора на рейку топливного насоса отставания в подаче топлива по отношению к изменению положения акселератора в системе не произойдет. При этом на промежуточных режимах,

5 связанных с резким открытием дроссельной заслонки, имеет место некоторое обогащение состава смеси, что соответствует требованиям двигателя (в карбюраторах эти функции выполняет ускорительный насос), а

0 при резких закрытиях дроссельной заслонки - обеднение состава смеси, что также полезно.

Экономайэерный режим.

На режимах максимальной нагрузки тя5 гой 5 подачи акселератора рычаг 3 поворачивают против часовой стрелки, что приводит к увеличению как цикловой подачи топлива за счет перемещения рейки 2, так и требуемой величины цикловой подачи

0 воздуха за счет уменьшения предварительной затяжки нагрузочной пружины 16 чувствительного элемента. При повороте рычага 3 в определенный момент подвижный стакан б упирается в регуируемый упор 18,

5 чему соответствует определенная подача воздуха Дальнейший поворот рычага 3 против часовой стрелки приводит к дальнейшему перемещению рейки 2 и увеличению цикловой подачи топлива без увеличения

0 цикловой подачи воздуха, так как затяжка нагрузочной пружины 16 чувствительного элемента остается неизменной. Тем самым обеспечивается обогащение состава топли- вовоздушной смеси.

5 Таким образом, обладая достаточной простотой в конструктивном отношении, устройство для регулирования количества и состава топливовоздушной смеси обеспечивает точное дозирование цикловой подачи

0 воздуха в соответствии с цикловой подачей топлива на любых режимах работы двигателя.

Формула изобретения Система питания двигателя внутренне5 го сгорания, содержащая топливный насос с органом изменения подачи топлива, орган управления, связанный с органом изменения подачи топлива, дроссельную заслонку, установленную во впускном трубопроводе двигателя и механизм управления подачей

воздуха, связанный с дроссельной заслон-слонкой и двухмембранного пневмоусиликой, отличающаяся тем, что, с цельютеля с нагрузочной пружиной, а связь оргаупрощения конструкции, механизм управ-на управления с органом изменения подачи

ления подачей воздуха выполнен в видетоплива выполнена в виде рычага, контактимембранного исполнительного механизма5 рующего с нагрузочной пружиной пневмоусо штоком, соединенного с дроссельной за-силителя.

Изобретение позволяет упростить конструкцию. Устройство содержит установленную во впускном тракте дроссельную заслонку 17, топливный насос 1 с органом изменения подачи топлива, пневматический регулятор непрямого действия и орган управления, например педаль акселератора. Пневматический регулятор непрямого действия состоит из мембранного исполнительного механизма 12 и пневмоусилителя с двумя мембранами, нагруженными пружиной 16. Орган управления жестко связан через рычаг 3 непосредственно органом изменения подачи топлива топливного насоса 1, при этом рычаг 3 взаимодействует с нагрузочной пружиной 16, а мембранный исполнительный механизм 12 соединен с дроссельной заслонкой 17. Устройство простое в конструктивном отношении и позволяет автоматически и высокой точностью регулировать цикловую подачу воздуха в соответствии с цикловой подачей топлива. 1 ил. w Ё о ел VI ю