Экономайзер принудительного холостого хода карбюраторного двигателя внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами Советский патент 1992 года по МПК F02M3/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам пита ния транспортных средств, и может быть использовано на автомобилях, имеющих восьмицилиндровые карбюраторные двигатели.

Известен способ уменьшения расхода топлива, заключающийся в разделении восьмицилиндрового У-образного двигателя на две практически полностью отделенные друг от друга четырехцилиндровые У-образные секции. Каждая из них снабжена самостоятельным впускным трубопроводом. При разделении восьмицилиндрового двигателя на две четырехцилиндровые секции одна из них отрегулирована на большой момент при низкой частоте вращения и постоянно находится в работе, а вторая - на максимальную мощность и включается только при необходимости иметь мощность, близкую к максимальной. Секции двигателя могут иметь различные фазы газораспределения и различной длины впускные трубопроводы /1/,

Однако реализация такого способа повышения экономичности требует серьезного вмешательства в конструкцию базового двигателя, а при эксплуатации возникает неравномерный износ вследствие разных условий и разного времени работы секций под нагрузкой.

Наиболее близким к заявленному является экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ) на базе двухкамерного карбюратора К90 /2,3/, оснащенный двумя (по числу смесительный камер) запорными клапанами с электромагнитным управлением, перекрывающими выходные отверстия системы холостого хода, а также датчиком- винтом (ДВ) положения дроссельных заслонок и электронным блоком управления (БУ), установленным на транспортном средстве. ЭПХХ перекрывает подачу топлива в систему холостого хода на принудительном холостом ходу в случае, когда дроссельные заслонки закрыты,т.е.педаль подачи топлива отпущена, а частота вращения коленчатого вала двигателя превышает 1000 об/мин. В момент начала открытия дроссельных заслонок электромагнитные клапаны открываются и топливо поступает в систему независимо от частоты вращения вала двигателя.

Недостатком этого устройства является его низкая эффективность, т.е. незначительное уменьшение расхода топлива двигателем.

Цель изобретения - снижение расхода топлива.

Указанная цель достигается тем, что ЭПХХ, содержащий два запорных клапана с

электромагнитным управлением, установленных в системе холостого хода, источник питания, блок управления, датчик оборотов и датчик положения дроссельных заслонок,

оснащается двумя диодами, реле принудительного холостого хода с двумя парами нормально разомкнутых контактов, двумя реле секций, каждое с одной парой нормально замкнутых контактов, триггером, пе0 реключателем с одним подвижным и двумя неподвижными контактами и выключателем.

Новизна конструкции по сравнению с прототипом заключается в наличии тригге5 ра, выходы которого связаны через обмотки реле секций с одним из полюсов источника питания и с катодами диодов, вход триггера связан с анодами диодов и с одним из неподвижных контактов переключателя, по0 движный контакт переключателя связан с другим полюсом источника питания и одним из зажимов выключателя, другой зажим которого связан с анодами диодов и одним из неподвижных контактов переключателя.

5 Напряжение питания может подаваться в обход триггера, через диоды, с помощью выключателя, установленного в кабине водителя, либо с помощью микропереключателя, Наличие вышеперечисленных

0 элементов позволяет обеспечить закрытие обоих запорных клапанов на принудительном холостому ходу и чередование их закрытия на режимах частичных нагрузок двигателя.

5 Появляется новое свойство по сравнению с прототипом - возможность значительного уменьшения расхода топлива путем выключения из работы части цилиндров двигателя на режиме частичных нагру0 зок и на холостом ходу, что подтверждает соответствие критерию существенные отличия.

Положительный эффект по сравнению с прототипом состоит в том, что использова5 ние предлагаемого технического решения позволит уменьшить расход топлива двигателем за счет выключения из работы на режиме частичных нагрузок и холостом ходу части цилиндров двигателя.

0 На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства с триггером.

ЭПХХ содержит два запорных клапана с электромагнитным управлением 1, с за5 порными элементами (на чертеже не показано). К третьему выводу серийного блока управления 2 присоединяется обмотка реле принудительного холостого хода 3. Нормально разомкнутые контакты 4 этого реле находятся в цепи обмоток запорных клапанов 1. Параллельно им присоединены нормально замкнутые контакты 5 и 6 реле секций 7 и 8, обмотки которых соединены с выходами триггера 9. На входе триггера 9 установлен микропереключатель 10 и па- раллельно ему выключатель 11. Имеются также два диода 12 и 13, соединенные с выходами триггера и датчик-винт 14, установленный на карбюраторе.

Устройство работает следующим обра- зом.

При частоте вращения коленчатого вала двигателя (прогретого до температуры охлаждающей жидкости более 60°С) менее 1000 об/мин третий и седьмой выводы бло- ка управления не имеют электрической связи независимо от состояния контактов ДВ 14. Если при разомкнутых ДВ повысить частоту вращения до величины свыше 1000 об/мин, а затем контакты ДВ замкнуть (от- пустить педаль акселератора), то между третьим и седьмым выводами БУ появляется электрическая связь. Эта связь вновь разрывается после снижения частоты вращения ниже 1000 об/мин или после размы- кания контактов ДВ /3/. При наличии электрической связи между третьим и седьмым выводами БУ ток напряжением 12В идет через обмотку реле 3, третий вывод, блок управления 2, седьмой вывод на массу автомобиля. Реле 3 срабатывает, контакты 4 замыкаются, ток 12В идет через обмотки запорных клапанов 1,замкнутые контакты 4 на массу. Запорные клапаны 1 срабатывают и перекрывают проход топливу из поплав- ковой камеры к смесительным камерам кар- бюратора. Так работает ЭПХХ на принудительном холостом ходу. При работе двигателя на обычном холостом ходу или небольших нагрузках электрическая связь между третьим и седьмым выводами БУ отсутствует, реле 3 обесточивается, контакты 4 размыкаются. Ток напряжением 12В идет через замкнутые контакты микропереключателя 10 на вход триггера 9, через триггер на один из его выходов, через обмотку одного из реле(например, 7) на массу. Диод 12 не пропускает ток в обход триггера. Реле 7 срабатывает, его нормально замкнутый контакт 5 размыкается, цепь обмотки одного из запорных клапанов разрывается, соответствующий запорный клапан обесточивается и открывает проход топливу в одну из смесительных камер карбюратора. В действие вступает одна группа - четыре цилиндра двигателя, другая группа цилиндров работает вхолостую и топливо не потребляет, так как нормально замкнутый контакт 6 обеспечивает срабатывание другого запорного клапана и отключение соответствующей

смесительной камеры карбюратора. Благодаря конструктивным особенностям впускного трубопровода горючая смесь поступает к цилиндрам двигателя не подряд а через один, в соответствии с порядком работы цилиндров. Из-за этого равномерность работы двигателя не нарушается, несмотря на то, что он работает только половиной цилиндров. Расход горючей смеси, а следовательно, и топлива, снижается на данном режиме наполовину (через другие четыре цилиндра просасывается воздух). Эффективный КПД работающих цилиндров повышается вследствие большей из загруженности, меньшей суммарной поверхности охлаждения, меньших вентиляционных потерь.

На малых и средних нагрузках двигатель может успешно работать на четырех цилиндрах, развивая достаточные мощность и крутящий момент При значительном нажатии на педаль акселератора (при работе двигателя на нагрузках выше средних) микропереключатель 10 переключается. Ток напряжением 12В идет в обход триггера 9 через диоды 12 и 13, обмотки реле 7 и 8 на массу. Реле 7 и 8 срабатывают, контакты 5 и 6 размыкаются, обмотки обеих запорных клапанов обесточиваются, открывая проход топливу к обеим смесительным камерам карбюратора. Двигатель работает на все восемь цилиндров.

При частичном отпускании педали акселератора (переходе двигателя на режиме нагрузок ниже среднего) МП 10 возвращается в исходное положение и подает ток на вход триггера 9. Триггер, получив импульс на входе, опрокидывается, подает ток на другой выход, на обмотку реле 8. Оно срабатывает, а реле 7 обесточивается. Диод 13 не пропускает ток в обход триггера, на обмотку другого реле. Нормально замкнутый контакт б размыкается, а контакт 5 замыкается. В работе остается одна группа - четыре цилиндра двигателя, но уже другая, «ем в предыдущем случае. Положение МП можно регулировать в широких пределах, чтобы подобрать оптимальный момент включения второй камеры карбюратора.

Таким способом обеспечивается требуемый режим работы ЭПХХ - двигатель работает на все восемь цилиндров на режимах мощности выше средних и максимальных, четырьмя цилиндрами на режимах мощности ниже средних и на холостом ходу, причем группы работающих цилиндров чередуются при каждом переходе с высоконагруженного на малонагруженный режим, и работает вхолостую, без подвода топлива, на режиме принудительного холостого хода

(во время торможения двигателем, при движении под уклон при включенной передаче).

Выключатель 11 служит для подачи тока в обход триггера 19 и работы двигателя на все восемь цилиндров при запуске и прогреве. В качестве выключателя 11 могут быть использованы контакты втягивающего реле стартера.

Предлагаемое техническое решение позволяет улучшить экономичность карбюраторного двигателя без вмешательства в его конструкцию. При этом используется особенность расположения каналов впускного трубопровода, заключающаяся в том, что горючая смесь распределяется по цилиндрам в соответствии с порядком работы двигателя, через один. Несложным изменениям подвергается конструкция карбюратора, а блок управления берется серийный, от ЭПХХ автомобиля ЗИЛ-431410 (ЗИЛ-130). Цепь управления запорными клапанами дополняется простым электронным устройством - триггером, двумя диодами и тремя реле. Эти элементы недефицитны и недороги.

Таким образом, появляется возможность с минимальными затратами повысить экономичность двигателей, как выпускаемых, так и эксплуатируемых.

Формула изобретения

Экономайзер принудительного холостого хода карбюраторного двигателя внут- реннего сгорания с отключаемыми цилиндрами, содержащий два запорных

клапана с электромагнитным управлением, установленных в системе холостого хода, источник питания, блок управления, датчик оборотов и датчик-винт положения дроссельных заслонок, выходы которых связаны с входами блока управления, причем источник питания связан с блоком управления, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода топлива, экономайзер

снабжен реле принудительного холостого хода с двумя парами нормально разомкнутых контактов, двумя реле секций, каждое с одной парой нормально замкнутых контактов, триггером, переключателем с одним подвижным и двумя неподвижными контактами и выключателем, причем обмотка реле принудительного холостого хода связана с соответствующими выходами блока управления, обмотки запорных клапанов

связаны с источником питания через нормально разомкнутые контакты реле принудительного холостого хода, параллельно которым подсоединены нормально замкнутые контакты реле секций, подвижных контакт переключателя связан с одним из полюсов источника питания и одним из зажимов выключателя, другой зажим которого связан с анодами диодов и одним из неподвижных контактов переключателя, другой

неподвижный контакт которого соединен с входом триггера, выходы которого связаны через обмотки реле секций с другим полюсом источника питания, а катоды диодов соединены с выходами триггера.

Использование: системы питания транспортных средств. Сущность изобретения: экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ) содержит два запорных клапана с электромагнитным управлением /1 /. Управление ЭПХХ осуществляется с помощью серийного блока управления /2/, триггера /9/, реле принудительного холостого хода /3/, двух реле секций 111 и /8/, двух диодов /12/ и /13/, микропереключателя /10/ и выключателя /11/, установленного в кабине водителя. На принудительном холостом ходу, когда частота вращения двигателя больше 1000 об/мин, ЭПХХ работает как серийный - перекрывает проход топлива из поплавковой камеры к двум смесительным камерам карбюратора. При работе двигателя на обычном холостом ходу, небольших нагрузках или на принудительном холостом ходу при падении частоты вращения двигателя менее 1000 об/мин один из запорных клапанов /1/ обесточен, открывая доступ топлива в одну из двух смесительных камер, и вследствие того, что впускной патрубок каждой смесительной камеры обеспечивает подачу горючей смеси в цилиндры через один, в соответствии с порядком зажигания, работает четыре цилиндра двигателя При нажатии на педаль подачи топлива переключается микропереключатель /10/, обесточивая второй запорный клапан /1/, - начинают работать все 8 цилиндров двигателя. Блок управления, триггер, два реле секций 111 и /8/ реле принудительного холостого хода /3/ и два диода /12/ и /13/ обеспечивают поочередное отключение смесительных камер при каждом переходе с высоконагруженного на малонагруженный режим. 1 ил. СО с & & о х|