Устройство для приготовления и регулирования состава топливовоздушной смеси Советский патент 1992 года по МПК F02M7/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для приготовления и регулирования состава топливо- воздушной смеси.

Известны устройства для приготовления и регулирования состава топливовоз- душной смеси в двигателе внутреннего сгорания, содержащие корпус с проточным каналом и расположенными в последнем диффузором и дроссельной заслонкой, топливную камеру, снабженную поплавком и топливоподводящей Магистралью и имеющую топливное пространство, сообщенное топливоподающими каналами с дозирующими системами, имеющими распылители, сообщенные с проточным каналом корпуса.

Однако такие устройства, осуществляя подачу смеси в зависимости от частоты вращения вала двигателя и его нагрузки, не обеспечивают корректирования состава смеси в зависимости от внешних и других условий работы двигателя

Известны также устройства для приготовления и регулирования состава топливо- воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, содержащие корпус с проточным каналом и расположенными в последнем диффузором и дроссельной заслонкой, поплавковую камеру, снабженную поплавком и топливоподводящей магистралью и имеющую топливное пространство, сообщенное топлизоподводящим каналом с распылителем, корректирующее устройство с воздушю

ел

hO

СА

ным каналом, сообщающим надтопливное пространство поплавковой камеры с додмф- фузорным пространством проточного канала, электронный блок управления с сходами, соединенными с датчиками режимов работы двигателя и атмосферного воздуха, м с несколькими выходами, и по меньшей мере один электромагнитный клапан с запорным органо т и обмоткой.

Однако такие устройства не обеспечивают подачу топлмвовпздушной смеси заданного состава при всех режимах работы двигателя и различных внешних условиях, так -как не имеют систем, определяющих весовые расходы топлива и воздуха, в связи с чем работа двигателя происходит с низкой экономичностью.

Цель изобретения - уменьшение расхода топлиба путем обеспечения приготовления топливовоздушной смеси с заданным составом.

Поставленная цель достигается том, что в устройстве для приготовления и регулиро- -я состава топливопоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, содержа идем корпус с проточным каналом и расположенными в последнем диффузором и дроссельной заслонкой, поплавковую камеру, снабженную поплавком и топливоподво- дящей магистралью и имеющую топливное пространство, сообщенное топливоподво- дящмм каналом с распылителем, корректирующее устройство с воздушным каналом, сообщающим нздтопливное пространство поплавковой камеры с додиффузорным пространством проточного канала, электронный блок управления, с входами, соединенными с датчиками режимов работу двигателя м атмосферного воздуха, и с несколькими выходами, и по меньшей мере один электромагнитный клапан с запорным органом и обмоткой, корректирующее устройство снабжено силовой пружиной, связанным одним из концов с корпусом, электромагнитным приводом, и обтекаемым поворотным элементом, установленным в додиффузорном пространстве проточного канала и имеющим поворотную ось, выполненную с рычагом и с продольным отверстием, имеющим выходные окна на поверхности поворотного элемента и образующим вход воздушного канала, причем другой конец силовой пружины связан с рычагом поворотной оси, а электромагнитный привод связан с последней и его обмотка подключена к одному из выходов электронного блока управления. При этом в устройстве для приготовления и регулирования состава топливовоздушной смеси может быть установлен электронный сумматор, а

поплавковая камера снабжена реле, расширительной емкостью, имеющей датчик давления с контактным преобразователем, входной и выходной каналы, сообщенные

соответственно с топливоподводящей магистралью и с надтопливным пространством поплавковой камеры, и выключателем с контактами, установленными над поплавком с возможностью взаимодействия с по0 следним. причем выход электронного сумматора подключен к одному из входов электронного блока управления запорный орган электромагнитного клапана установлен в выходном канале расширитель5 ной емкости, а его обмотка соединена последовательно с контактным, преобразователем датчика давления и с обмоткой реле, контакты которого подключены к входу электронного сумматора, причем обтекае0 мое тело выполнено в виде профилированного диска, установленного эксцентрично на поворотной оси

а фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство для приготовления и

5 регулирования состава топливовоздушной смеси; на на фиг. 2 - поплавковая камера; из фиг. 3 - блочная электросхема управления; на фиг. 4 - система подвода топлива к карбюратору; на фиг 5 - профилированный

0 диск устройства; на фиг 6 - го же, поперечный разрез.

Устройство для приготовления и регулирования состава топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания содержит

5 корпус 1 с проточным каналом 2 и расположенными в последнем диффузором 3 и дроссельной заслонкой 4, поплавковую камеру Б, имеющую топливное пространство 6, сообщенное топливоподающим каналом 7 с

0 распылителем 8, и надтопливное пространство 9, сообщенное с воздушным каналом 10 корректирующего устройства, которое снабжено обтекаемым поворотным элементом, выполненным в виде профилиро5 BSHHQTO диска 11, устаночпенного эксцентрично на двух полуосях 12 и 13, и электронный блок 14 управления, к выходу 15 которого подключен электромагнитный привод 16с выходным штоком 17,соединен0 ным с одним из концов силовой пружины 18, другой конец которой связан с рычагом 19 полуоси 13. 8 полуоси 12 выполнено продольное отверстие 20, сообщенное через осевое отверстие 21 с выходными окнами

5 22, выполненными на поверхности профилированного диска 11, причем отверстия 20 и 21 и окна 22 образуют вход воздушного канала 10. В проточном канале 2 между профилированным диском 11 и диффузором 3 установлена воздушная заслонка 23. В распылителе 8 выполнен воздушный жиклер 24, а топливоподающий канал 7 имеет расположенный на входе топливный жиклер 25 и сообщен через топливный канал 26 и жиклер 27 экономайзера с клапаном 28 экономайзера, управляемый через шток 29 от электромагнитного привода 30, также соединенного с одним из выходов (не показан) электронного блока 14 управления, Полуось 13 имеет дополнительный рычаг 31, который связан с одним концом установочной пружины 32, другой конец которой через кронштейн 33 связан с корпусом 1.

Кэквидноизфиг. 2, поплавковая камера 5 снабжена расширительной емкостью 34, имеющей датчик 35 давления с контактным преобразователем и входной и выходной каналы 36 и 37, сообщенные соответственно с топливоподводящей магистралью (не показана) и с надтопливным пространством 9. и выключателем с пружинными контактами 38 и 39, установленными над поплавком 40 с возможностью взаимодействия с последним, причем поплавок 40 установлен на мембране41, закрепленной на поплавковой камере 5 и образующей с крышкой 42 полость 43 дня размещения контактов 38 и 39. Полость 43 через воздушный канал 44 сообщена с додиффузорным пространством проточного канала 2, а через канал. 45 - С надтопливным пространством 9, причем в воздушном канале 44 установлен жиклер 46, а в канале 45 - пламягасящая сетка 47. В выходном канале 37 расширительной емкости 34 установлен запорный орган 48 электромагнитного клапана, соединенный через шток 49 с приводным электромагнитом 50. Поплавковая камера 5 снабжена реле 51, имеющим обмотку 52, включенную в цепь последовательно с контактами 38 и 39 выключателя, с обмоткой (не показана) электромагнита 50 и с преобразователем датчика 35 давления, и контакты 53, которые подключены к входу 54 электронного сумматора 55, выход 56 которого подключен к входу 57 электронного блока 14 управления, причем в цепи реле 51 между проводами 58, соединяющими обмотку 52 и контакты 53, установлена контрольная лампа 59 (для визуального наблюдения за работой), а питание осуществляется через замок 60 зажигания. К тому же в стенке поплавковой камеры 5 предусмотрено смотровое окно 61.

Как видно из фиг 3, к входам 62-67 электронного блока 14 управления подключены соответственно через преобразователи 68-73 датчик атмосферного давления (не показан), датчик разрежения (не показан) в задроссельном пространстве проточного

канала 2, датчик 74 закрытого положения дроссельной заслонки 4, выполненный, например, а виде элёктроконтактного выключатели, расположенного на приводном 5 рычаге приводного валика 75 дроссельной заслонки 4 и на корпусе 1 карбюратора, датчик 76 номинальной нагрузки, выполненный также в виде электроконтактного выключателя, расположенного на приводном

0 рычаге приводного валика 75 и обеспечивающего регулировку момента срабатывания электромагнитного привода 30, датчик температуры охлаждающей жидкости (не показан) и датчик частоты вращения двигателя

5 (не показан). При этом преобразователь 71 датчика 76 номинальной нагрузки может быть непосредственно соединен с электромагнитным приводом 30,

Система подачи топлива во входной ка0 нал 36 обеспечивает постоянное давление в Последнем и содержит насос 77, приводимый от вала двигателя 78, а также насос 79, установленный в дополнительном баке 80 и выполненный центробежного типа с приво5 дом от электродвигателя 81, питаемого от электросистемы транспортного средства и выполненного, с противопожарным кожухом 82. Дополнительный топливный бак 80 сообщен с основным топливным баком 83

0 при помощи трубопровода 84, а магистраль 85 подвода топлива к входному каналу 36 снабжена редукционным клапаном 86, осуществляющим перепуск топлива по трубопроводу 87 в основной бак 83. По5 следний снабжен воздушным фильтром 88 и имеет трубопровод 89 для подвода легких фракций топлива в проточный канал 2 корпуса 1.

Как видно из фиг, 5, профилированный

0 диск 11 имеет выполненные с ним за одно целое цилиндрические выступы 90 и 91, которые жестко связаны с полуосями 12 и 13, причем продольное отверстие 21 выполнено в выступе 90, а выступ 91 может иметь

5 канал 92 для сообщения с трубопроводом 89. Выходные окна 22 расположены на стороне диска 11, которая при повороте последнего при увеличении скорости потока воздуха в проточном канале 2 движется на0 встречу потоку. Канал 92 имеет выходное окно 93, выполненое на стороне диска 11, противолежащей стороне расположения выходных окон 22.

Устройство для приготовления и регули5 рования состава топливовоздушной смеси работает следующим образом. .

Перед пуском двигателя профилированный диск 11 установочной пружиной 32 переведен в вертикальное положение, а давление топлива в магистрали 85 повышают или насосом 79, подключая электродви гатель 81 к источнику питания, или вручную насосом 77, так что обеспечивают при открытом выходном канале 37 заполнение по- плавковой камеры 5 топливом до тех пор, пока поплавок 40 не поднимется и замкнет контакты 38 и 39, В результате этого электрическая цепь обмотки 52 реле 51 замкнется (при включенном замке 60 зажигания), обеспечивая размыкание контактов 53 и питание приводного электромагнита 50, который через шток 49 запорным органом 48 перекроет выходной канал 37, так что в дальнейшем повышение давления топлива в магистрали 85, во входном канале 36 и в расширительной емкости 34 будет происходить до заданной величины, определяемой редукционным клапаном 86, Одновременно со срабатыванием реле 51 электронный сумматор 55 выдает импульс к электронному блоку 14 управления, который переведется в рабочее положение, о чем будет сигнализировать контрольная лампа 59.

После запуска двигателя и во время его работы через топливоподающий канал 7 топливо в количестве, определяемом топливным жиклером 25, поступает в воздушный поток, проходящий через проточный канал 2, из поплавковой камеры 5, снижение уровня в которой вызовет опускание поплавка 40, и при одновременном уровне топлива произойдет размыкание контактов 38 и 39, что вызовет обесточивание цепи обмотки 52, Приводной магнит также обе- сточится и запорный орган 48 откроет выходной канал 37, так что топливо под заданным давлением начнет поступать в камеру 5, Обесточивайте обмотки 52 вызовет замыкание контактов 53 в реле 51, а электронный сумматор 55 начнет отсчет поступающего в камеру 5 топлива, (При этом электронный сумматор 55 должен иметь разрешающую способность до 0,01 с, а его работа обеспечивается при постоянной частоте сигнала, поступающего от электронного блока 14 управления). Отсчет времени разомкнутого состояния контактов 38 и 39 определяет суммарный расход топлива двигателем за время его работы, причем давление топлива в емкости 34, объем по- - плавковой камеры 5 и проходное сечение выходного канала 37 выбраны таким образом, чтобы расход топлива за единицу времени превышал мгновенный расход топлива в двигатель на номинальном режиме работы двигателя. Поэтому заполнение камеры 5 топливом происходит с повышением уровня топлива в ней, и при заданном уровне s ней опять поплавком 40 произойдет замыкание контактов 38 и 39, и выходной канал 37 опять будет перекрыт запорным органом 48, как было описано выше При этом колебания уровня толщины в камере 5 от разомкнутого до замкнутого состояния контактов 38 и 39 (желательно) должно лежать в пределах 0,5-1 мм Цепь обмотки 52 опять будет замкнута, а электронный сумматор 55 не будет в момент замкнутого состояния контактов 38 и 39 считать расход

0 топлива, хотя в двигатель оно поступает, снижая уровень топлива в камере 5 до заданной величины, Одновременно сигнал о включенном и выключенном состоянии электронного сумматора 55 поступает к

5 входу 57 электронного блока 14 управления, К другим входам последнего также поступают сигналы от других датчиков режимов работы, так что в электронном блоке 14 управления происходит анализ

0 расхода топлива в двигатель на контролируемом режиме работы с необходимым расходом топлива, заданным имеющимся в нем вычислительном блоке (не показан), например, в микропроцессоре какого-либо

5 типа. При отклонении расхода топлива, определяемого электронным сумматором 55, от заданного, с выхода 15 поступает сигнал к электромагнитному приводу 16, который, воздействуя через пружину 18 и рычаг 19,

0 поворачивает профилированный диск 11 в ту или другую сторону, изменяя угол между плоскостью симметрии диска 11 и направлением движения потока воздуха в проточном канале 2 (угол атаки). В результате

5 этого будет меняться величина разрежения у выходных окон 22 воздушного канала 10 корректирующего устройства, так что в над- топливном пространстве 9 поплавковой камеры 5 будет происходить изменение

0 величины разрежения, обеспечивающей изменение расхода топлива через топливоподающий канал 7 независимо от величины разрежения в горловине диффузора 3, т.е. обеспечивается корректирование подачи

5 топлива в зависимости от показаний датчиков режимов работы двигателя согласно заданным в блоке 14 управления. Изменение разрежения в надтопливном пространстве 9 камеры 5 не влияет на работу поплавка

0 40, так как это изменение разрежения передается в полость 43 по каналу 45, а воздушный канал 44 служит для обеспечения вентиляции полости 43 и предотвращения в ней воспламенения смеси паров топлива

5 и воздуха при разрыве контактов 38 и 39, хотя для повышения уровня безопасной работы служит пламягасящая сетка 47. При достижении двигателем номинальной нагрузки электронный блок 14 выдает управляющий сигнал к электромагнитному

приводу 30, так что происходит открытие жиклера 27 экономайзера и через топливо- подающий капал 7 поступает увеличенное количество топлива, необходимое для обеспечения работы двигателя на номи- 5 нальном режиме. Одновременно положением профилированного диска 11 возможно при работе двигателя ограничение максимально допустимой частоты вращения его вала.10

Формула изобретения 1. Устройство для приготовления и регулирования состава топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, 15 содержащее корпус с проточным каналом и расположенными в последнем диффузором и дроссельной заслонкой, топлионую камеру, снабженную поплавком и топливоподво- дящей магистралью и имеющую топливное 20 пространство, сообщенное топливоподво- дящим каналом с распылителем, корректирующее устройство с воздушным каналом, сообщающим надтопливное пространство поплавковой камеры i с додиффузорным 25 пространством проточного канала, электронный блок управления с входами, соединенными с датчиками режимов работы двигателя и атмосферного воздуха, и с несколькими выходами и по меньшей мере 30 один электромагнитный клапан с запорным органом и обмоткой, отличающееся тем, что, с целью уменьшения расхода топлива путем обеспечения приготовления топливовоздушной смеси с заданным со- 35 ставом, корректирующее устройство снабжено силовой пружиной, связанной одним из концов с корпусом, электромагнитным приводом и обтекаемым поворотным эле40

ментом, установленным в додиффузорном пространстве проточного канала и имеющим поворотную ось, выполненную с рычагом и с продольным отверстием, имеющим выходные окна на поверхности поворотного элемента и образующим вход воздушного канала, причем другой конец силовой пружины связан с рычагом поворотной оси, а электромагнитный привод связан с последней и его обмотка подключена к одному из выходов электронного блока управления,

2.Устройство поп. 1, отличающееся тем, что оно снабжено электронным сумматором, а поплавковая камера снабжена реле, расширительной емкостью, имеющей датчик давления с контактным преобразователем, входной и выходной каналы, сообщенные соответственно с топлмвоподводяа ей магистралью и с над- топливным пространством поплавковой камеры, и выключателем с контактами, установленными над поплавком с возможностью взаимодействия с последним, причем выход электронного сумматора подключен к одному из входов электронно- гоблока управления, запорный орган электромагнитного клапана установлен в выходном канале расширительной емкости, а его обмотка соединена последовательно с контактным преобразователем датчика давления и с обмоткой реле, контакты которого подключены к входу электронного сумматора.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что обтекаемый элемент выполнен в виде профилированного диска, установленного эксцентрично на поворотной оси.

„

4-+--|i

Фиг.ь

Использование: область машиностроения, в частности, в двигателестроении. Сущность изобретения: в додиффузорном пространстве проточного канала 2 корпуса 1 установлен поворотный элемент корректирующего устройства, выполненный в виде профилированного диска 11, размещенного эксцентрично на полуосях 12,13 и имеющего на поверхности выходные окна 22. Полуось 13 снабжена рычагом 19, связанным через силовую пружину 18 и выходной шток 17 с электромагнитным приводом 16, подключенным к выходу 15 электронного блока 14 управления. Воздушный канал 10 корректирующего устройства, сообщенный с надтоп- ливным пространством 9 поплавковой камеры 5, через продольные отверстия 20, 21, выполненные в полуоси 12 и диске 11, сообщен с выходными окнами 22. При повороте диска 11 вследствие обтекания его воздушным потоком, идущим по проточному каналу 2, давление у выходных окон 22, в воздушном канале 10 и в нэдтопливном пространстве 9 изменяется. Этим достигается регулирование количества истекающего из распылителя 8 топлива и корректирование состава приготавливаемой топливовоздуш- ной смеси. 2 з п. ф-лы, 6 ил.

v

//

Фиг.8