Система управления подачей воздуха через впускной трубопровод для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1978 года по МПК F02M1/00 F02D5/00 

образующими дополнительный подвижный ограничитель перемещения рычага.

Шток может быть выполнен с iiasojvi, а на корпусе может быть установлен двуплечий подпружиненный рычаг, одно плечо которого взаимодействует с якорем электромагнитного привода, а другое снабжено удерживающим выступом для П1тока..

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенной системы управления; на фиг. 2 - график изменения оборотов вала от времени при пуске двигателя в условиях низких температур с момента включения стартера; на фиг. 3 - блок-схема системы на фиг. 1 с обесточенным электромагнитным приводом дроссельной заслонки; на фиг. 4 - вариант выполнения системы; на фиг. 5 - другой вариант вьнюлнения системы; на фиг. 6 - вариант выполнения системы на фиг. 5.

Система управления иодачей воздуха через впускной трубопровод 1 для двигателя 2 внутреннего сгорания содержит установленный на внускном трубопроводе корнус 3 с проточным каналом 4 н дроссельной заслонкой 5, установленной на оси 6 и имеющей приводной рычаг 7, электромагнитный привод 8, подключенное к облютке последнего электронное управляющее устройство, и.меющее генератор 9 импульсов, датчик 0 оборотов двигателя, соединенный с выходами генератора импульсов и датчика оборотов выходной блок 11 и установленный на двигателе 2 датчик 12 температуры, подключенный к входу генератора 9 импульсов. Якорь 13 электромагнитного привода 8 выполнен в виде подвижного ограничителя перемен1ения приводного рычага 7, который посредством тяги 14 связан с педалью 15 aKce.ieратора. Рычаг 7 нагружен пружиной 16 и снабжен винтом 17 регулирования холостого хода, контактирующим с кулачко.м 18, установленным на корпусе 3. В цепь 19 питания обмотки электромагнитно1о привода 8 включены выключатель 20 lycKa двигателя 2 и реле 21, имеюндее подвижный 22 и неподвижные 23 и 24 контакты и катуи1ку 25 возбужлтения. Выходной блок 11 выполнен в виде блока сравнения имнульсов от Ieneратора 9 и датчика 10 оборотов. Приводноя рычаг 7 посредством тяги 26 соединен с пневматически.м амортизатором 27 закрытия дрог сельной заслонки 5.

Система управления подачей воздуха может быть выполнена на двигателях, снабженных карбюраторами или оборудованных устройствами впрыска топлива с электронными управляющими систе.мами. При этом карбюратор или устройство впрыска топлива обеспечивает подачу топлива в зависимости от различных параметров режимов работы. Дроссельная заслонка 5 может быть заслонкой карбюратора или дополнительной заслонкой, установленной за карбюратором.

На графике (см. фиг. 2) показана кривая 28 зависимости числа оборотов вала двигателя 2 от времени при пуске двигателя в условиях низких температур, при этом момент времени О - начало вран1ення стартера.

При пуске двигателя 2 в условиях низких температур окружающей среды выключатель 20 замыкается. В этот .момент стартер начинает вращать вал и к моменту времени, показанному на кривой 28 точкой 29 (с.м. фиг. 2), вал двигателя будет вращаться с оборотами, онределяемыми усилием стартера. Одновременно с началом работы стартера выключатель 20 замыкает непь 19 питания об.мотки электромагнитного привода 8 и якорь 13 выдвигается из него и через приводной рычаг 7 приоткрывает дроссельную заслонку 5, обеспечивая требуемую подачу воздуха но впускному трубопроводу 1. После нескольких оборотов Ba.ia, отмеченных на кривой 28 точкой 30, в цилиндрь двигателя вместе с воздухом поступает достаточное количество топлива и начинается сгорание тонливно-воздущной смеем. В результате этого число оборотов вала двигателя 2 быстро уветичивается. В .момент времени, отмеченный на кривой 28 точкой 31, энергии от сгорания смеси будет достаточно д,1я вращения вала при данной температуре окружающей срСлТЫ и стартер .может выключиться из работы. Однако, если бы в этот момент уменьшилась подача смеси до величины, определяемой устойчивую работу двигателя на режиме холостого хода, то сконденсировавщееся до этого момента в трубопроводе 1 топливо во время дальнейHiero вращения вала испарилось бы и образовалась бы сильно обогащенная топливновоздушная с.месь, в связи с чем .могли бы произойти перебои в работе двигателя или его остановка, а также повысилась бы токсичность отработанных газов. Поэтому, чтобы испарить сконденсировавнкеся топливо без обогащения смеси, подают увеличенное количество воздуха, в связи с чем o6niee количество подаваемой в двигатель смеси увеличивается и обороты вала возрастают. К тому же увеличенные обороты вала обеспечивают более устойчивую работу двигателя. После того, как значительная часть топлива, сконденсировавшегося в трубопроводе 1, испарится, -уменынается подача воздуха. Это происходит в .О.ен1, от.мечениый на кривой 28 точкой 32. Этот момент времени зависит от количества сконденсировав1негося топлива, которое в св(ло очередь с уме1 ьн1ением температуры дви1-ателя увеличивается. Следовательно, кол.ччсство воздуха, .мого для ис 1арения этого топ.пша во внускпом трубонроводе.со снижением температуры двигателя также увеличивается. Коли -ество воздуха, нроходящего но виускно.му Tpy6oiip(jBOду, зависит от оборотов вала двигатс чя и времени работы тюследнего. К тому же на испаряемост, тонлива влияют раз,1ичные другие факторы, как, например, испаряемость

топлива при различных температурах. Однако общее количество необходимого воздуха можно вь вести в зависимости от оборотов двигателя при пуск, в точке 32. В момент пуска двигателя датчик 10 оборотов подает сигнал о числе оборотов вала на вход выходного блока 11, а датчик 12 температуры - сигнал о тепловом состоянии двигателя на вход генератора 9. (Сигналы с этих датчиков также могут быть использованы для систем впрыска топлива). Генератор 9 импульсов в ответ на сигнал датчика 12 температуры вырабатывает зависящий от температуры опорный сигнал максимального числа оборотов, которые должны быть развиты двигателем, чтобы произошло эффективное испарение топлива, сконденсировавшегося во впускном трубопроводе 1. Опорный сигнал с генератора 9 импульсов подается на вход выходного блока, получающего сигнал действительного числа оборотов вала с датчика 10 оборотов и сравнивающего оба этих сигнала.

Когда обороты вала достигают или превышают максимально допустимые обороты пуска, выходной блок 11 выдает управляющий импульс, который подается к катущке 25 возбуждения реле 21, вызывающей переключение подвижного контакта 22 с неподвижного контакта 23 на неподвижный контакт 24. В связи с этим обмотка электромагнитного привода 8 обесточивается и ток подается к катушке 25 возбуждения до тех пор, пока замкнуты контакты выключателя 20. При обесточивании обмотки электромаг..нитного привода 8 пружина 16 поворачивает приводной рычаг 7 и дроссельную заслонку 5 в сторону закрытия последней. Поворот рычага 7 и заслонки 5 происходит до тех пор, пока винт 17 не войдет в контакт с кулачком 18 (см. фиг. 3). Одновре.менно рычаг 7 отводит якорь 13 внутрь электромагнитного привода. Скорость перемепхения рычага 7 в сторону закрытия заслонки регулируется пневматическим амортизатором 27, который предотвращает MI-HOвенное закрытие дроссельной заслонки 5 и остановку двигателя вследствие быстрого прекращения подачи воздуха в двигатель. (Отвод якоря 13 может быть осуществлен пружиной, установленной в электро.магнитном приводе 8). В связи с уменьшением подачи воздуха по впускному трубопроводу 1 с одновре.менным уменьшением подачи топлива (системой впрыска или карбюратором) в двигатель уменьшается поступление топливно-воздушной смеси и обороты вала начинают относительно быстро уменьшаться до оборотов холостого хода, отмеченных на кривой 28 точкой 33.

Таким образом обеспечивается пуск двигателя при различном его тепловом состоянии, а так как в этот период предотвращается переобогащение смеси, поступающей в цилиндры, и в трубопроводе 1 излишнее

сконденсировавшееся топливо испаряется, то снижается токсичность отработанных газов и повышается надежность пуска.

В изображенно.м на фиг. 4 варианте выполнения системы управления подачей воздуха якорь 13 электромагнитного привода 8 связан с качающимся рычагом 34, вращающимся на оси 35, закрепленной в кронштейнах 36 корпуса 3. Качающийся рычаг 34 связан также через тягу 37 с пневматическим амортизатором 27. При таком выполнении якорь 13 обеспечивает ограничение перемещения приводного рычага 7 через качающийся рычаг 34.

Система на фиг. 4 работает аналогично системе на фиг. 1, только при обесточиванин обмотки электромагнитного привода 8 приводной рычаг 7 вместе с качающимся рычагом 34 н якорем 13 начинает смещаться в сторону закрытия дроссельной заслонки 5 воздействием усилия пружины 16. При таком выполнении а.мортизатор 27 обеспечивает замедление движения не только приводного рычага 7, но и якоря 13 электромагнитного привода 8.

В изображенном на фиг. 5 варианте выполнения системы управления подачей воздуха для псремен;ения приводного рычага 7 в положение приоткрытия дроссельной заслонки 5 используется давление воздуха во впускно трубопроводе. Для этого на корпусе 3 установлен мембранный пневмопривод, выполненный в виде размещенной между корпусным элементом 38 и крышкой 39 ме.мбраны 40. Пос.чедняя образует с корпусным элементом 38 рабочую камеру 41, подключенную к задроссельному пространству npoTOMiioro канала 4 при по.мощн трубопровода 42, а с крышкой 39 камеру 43, которая :1одкл1очО||; к атмосфере. Д ембра1-а 40 нагружена усилием пружины 44, установленHoi) в рабочей камере 41. На крьиике 39 выполнен упор 45, ограничивающий перемещение мембраны 40 под действием пружины 44. Мслгбрана 40 снабжена штоком 46, контактирующим с приводным рычагом 7.

При остановленном двигателе в задроссельном пространстве впускного такта давление воздуха равно атмосферному, поэтому мембрана 40 под действием пружины 44 устанавливается на упор 45 и своим штоко.м 46 nepe icuiaeT приводной рычаг 7 в положение приоткрытня дроссе.чьной заслонки 5. При включении выключателя 20 к обмотке электромагнитного привода 8 подается ток и якорь 13 выдв1Пается и дополнительным усилием удерживает приводной рычаг 7 в положении приоткрытия дроссельной заслонки 5. После пуска двигателя в задроссельно.м пространстве проточного канала 4 образуется разрежение, которое передается в рабочую камеру 41. Под действием этого разрежения мембрана 40 выгибается i отходит от упора 45, отводя шток 46 от ...прнводного рычага 7. Далее

электромагнитный привод 8 продолжает одним своим якорем 13 удерживать приводной рычаг 7 в положении приоткрытия дроссельной заслонки 5. После обесточивания обмотки якорь 13 входит внутрь привода 8. Так как электромагнитный привод 8 служит только для удержания приводного рычага 7 в положении, в которое его переводит мембранный пневмопривод, для питания, обмотки требуется значительно меньше энергии, чем в системе на фиг. 1.

Шток 46 (см. фиг. 6) выполнен с пазом 47, а корпус снабжен кронштейном 48, в котором закреплена ось 49 двуплечего рычага 50, нагруженного пружиной 51. Одно плечо рычага 50 имеет удержпваюпдий выступ 52, а другое плечо взаимодействует с якорем 13 электромагнитного привода 8.

Перед пуском двигателя, когда в задроссельном пространстве проточного канала 4 давление атмосферное, ме.мбрана 40 с.мещает шток 46 в сторону приоткрытия дроссельной заслонки 5 и устанавливается на упор 45. При включении выключателя 20 к обмотке электромагнитного привода 8 подается ток и якорь 13, выдвигаясь, воздействует (преодолевая усилие пружинь 51) на двуплечий рычаг 50, который поворачивается до тех пор, пока удерживающий выступ 52 не войдет в паз 47 штока 46. В этом положении рычаг 50 не дает штоку 46 и мембране 40 втягиваться внутрь корпусного элемента 38, даже когда в рабочей камере 41 образуется разрежение. Поэтому при пуске двигателя шток 46 удерживает приводной рычаг 7 в положении приоткрытия дроссельной заслонки 5 до тех пор, пока цепь питания обмотки электромагнитного привода 8 замкнута. После пуска двигателя, когда обмотка привода 8 обесточивается двуплечий рычаг 50 перемеш,ается под действием пружины 51, и удерживаюший выступ 52 выходит из паза 47. Шток 46 и мембрана 40 под действием разрежения в рабочей камере 41 втягиваются внутрь корпусного элемента 38, а приводной рычаг 7 вместе с дроссельной заслонкой 5 переводится в положение нормального холостого хода двигателя. Возможно выполнение системы на фиг. 6 с удерживание.м выступа 52 двуплечего рычага 50 в пазе 47 посредством пружины 51 и выводом выступа 52 при помоши якоря 13 электромагнитного привода 8.

Таким образом, выполнение системы с датчиком температуры, подключенным к входу генератора импульсов, выдающего опорный сигнал к выходному блоку, обеспечивающ,ему питание электромагнитного привода до тех пор, пока вал двигателя не достигнет заданных оборотов, позволяет испарить во впускно.м трубопроводе сконден, сировавшееся топливо и предотвратить переобогащение смеси, в связи с чем снижается токсичность отработанных газов.

Формула изобретения . Система управления подачей воздуха

0 через впускной трубопровод для двигателя внутреннего сгорания, содержащая установленный на трубопроводе корпус с проточным каналом и дроссельной заслонкой, снабженной приводным рычагом, электромагнитный привод, подключенное к обмотке последнего электронное управляющее устройство, имеющее генератор импульсов, датчик оборотов двигателя и соединенный с выходами генератора и датчика выходной блок, отличающаяся тем, что, с целью снижения токсичности отра.ботанных газов путем обеспечения открытия дроссельной заслонки на небольщой угол при пуске двигателя, электронное управляющее устройство снабжено датчико.м температуры, подключенным к входу генератора импульсов, выдающего зависящий от температуры опорный сигнал, подаваемый к выходному блоку, выполненному в виде блока сравнения импульсов от генератора и датчика оборотов, а якорь электромагнитного привода выполнен в виде подвижного ограничителя перемещения приводного рычага дроссельной заслонки и в цень питания об.мотки привода включены выключатель пуска двигателя и реле, соединенное с выходом блока сравнения.

2.Система по п. 1, отличающаяся тем, что приводной рычаг дроссельной заслонки снабжен пнев.матическим амортизатором закрытия заслонки.

3.Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что на корпусе установлен мембранный

пневмопривод,, рабочая камера которого подключена к задроссельному пространству проточного канала, а подпружиненная мембрана снабжена упором и штоком, ибразукяцими лополнительный подвижный ограничител1) перемещения рычага.

54. Система по п. 3, отличающаяся те.м,

что шток выполнен с пазом, а на корпусе установлен двуплечий подпружиненный рычаг, одно плечо которого взаи.модействует с якорем электромагнитного привода, а другое снабжено удерживающим выступом для щтока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3702603, кл. 123-97, 1972.

20

3

fuz.i

О 1 Z 3 « S S 7 8 9 W n 12

Фиг.2

3

fuz.S