Устройство регулирования угла опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания Советский патент 1982 года по МПК F02P5/10 

(5) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ЗАЖИГАНИЯ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Изобретение от нрсится к средствам для регулирования угла о 1ережения зажигания в двигателях внутреннего сгорания. Известно устройство регулирова- ния угла опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания, содержащее вакуумный регулятор, распределитель зажигания, первое клапанное устройство, термочувствительный элемент и первый, второй и третий трубо проводы, причем вакуумный регулятор выполнен с полостями опережения и запаздывания и связан с распределителем зажигания, первый трубопровод связывает полость опережения с впуск ным коллектором до дроссельной заслонки, первое клапанное устройство соединено вторым трубопроводом с впускным коллектором.около дроссельнотй заслонки, а третьим - с полостью запаздывания вакуумного регулятораГТ Однако в известном ,устройстве диапазон регулирования момента зажигания в зависимости от режимов работы двигателя либо ограничен, либо достигается сложными средствами,при одновременном ограничении режимов работы, на которых это регулирование возможно. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования угла опережения зажигания в зависимости от режимов работы двигателя. Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит четвертый, пятый и шестой трубопроводы и второе клапанное устройство, которое при помощи четвертого трубопровода соединено с полостью впускного коллектора за дроссельной заслонкой, а при помощи пятого - с третьим трубопроводом, причем шестой трубопровод связывает первое клапанное устройство с первым трубопроводом. Кроме того, первое клапанное устройство содержит корпус с крышкой и днищем, цилиндрический клапан с фланцем, цилиндрическим гнездом и боковы398ми и осевым отверстиями, клапанный элемент, кольцевое и дисковое седла, наружную, внутреннюю и малую пружины и эластичные кольца, причем в корпусе выполнены осевое отверстие для связи .д, шестым трубопроводом, бйковое отверстие для связи с вторым трубопроводом и -отверстие в днище для связи с третьим трубопроводом, термочувствительный элемент размещен в днище корпуса и на последнем выполнено кольцевое седло, дисковое седло размещено на крышке корпуса у осевого отверстия, одно эластичное кольцо расположено между крышкой кор пуса и цилиндрическим клапаном, другое - между цилиндрическим клапаном и клапанным элементом, который нагру жрн внутренней пружиной, наружная пружина размещена между фланцем цилиндрического клапана и крышкой корп са, а малая пружина - в цилиндрическом гнезде с опорой на термочувствительный элемент. Второй клапанный элемент содержит , корпус, подпружиненную мембрану и клапан, связанный с мембраной, причем мембрана делит полость корпуса на первую полость, связанною с четвертым трубопроводом, и вторую полость, связанную постоянно с атмосфе рой и через клапан - с пятым трубопроводом. На фиг. 1 приведена схема, поясняющая в целом конструкцию одного из вариантов исполнения устройства (первое и второе клапанные устройства изображены в разрезе); на фиг. 2 первое клапанное устройство при низкой температуре двигателя, увеличенный продольный разрез; на фиг. 3 то же, при высокой температуре двигателя; на фиг. 4 - первое и второе клапанные устройства при высокой температуре двигателя и высоком ваку уме во впускном коллекторе, увеличен ный продольный разрез; на фиг. 5 вакуумный регулятор опережения и вакуумный регулятор запаздывания, вертикальный разрез. Устройство содержит карбюратор 1 с дроссельной заслонкой, впускной ко лектор 2, один из цилиндров 3 двигателя внутреннего сгорания и впускной клапан k. Распределитель 5 зажигания связан с запальными свечами (не показаны) соответствующих цилиндров. С распределителем 5 соединены вакуумные регуляторы 6 и 7 опереже ия и запаздывания. Устройство содержит также первое 8 и второе 9 клапанные устройства. Трубопровод 10 соединен с карбюратором- 1 и с первым клапанным устройством 8. От трубопровода 11, являющегося первым трубопроводом и соединяющего вакуумный регулятор 6 опережения с карбюратором 1 в точке, расположенной перед дроссельной заслонкой, ответвляется трубопровод 12, который соединен с первым клапанлым устройством 8, Имеется также трубопровод 13 передачи вакуума, одним своим концом соединенный с впускным коллектором 2, а другим - с вторым клапанным устройством 9. Трубопровод 10 является вторым трубопроводом. Второе клапанное устройство 5 соединено- с вакуумным . регулятором 7 запаздывания трубопроводом 14 и, кроме того, с первым клапанным устройством 8 трубопроводом 15, ответвляющимся от трубопровода 1, являющегося вместе с трубопроводом 15 третьим трубопроводом. Четвертым трубопроводом является трубопровод 13. Первое клапанное устройство 8 (фиг. 2) содержит закрытый корпус, цилиндрической формы. К отверстиям, выполненным в двух торцах корпуса, подключены трубопроводы 12 и 15, а к отверстию, ВБШОлненному по центру цилиндрической стенки корпуса, трубопровод 10 передачи вакуума. Трубопровод 11 содержит калиброванный участок 16. В противоположных внутренних торцах корпуса первого клапанного устройства 8 выполнены кольцевое седло 17 клапана и имеющее форму диска седло 18 клапана. В корпусе установлен полый цилиндрический клапан 19, избирательно входящий в герметичный контакт с седлами 17 и 18 клапана. Наружный диаметр клапана 19 (фиг. 2) значительно меньше внутреннего диаметра корпуса, вследствие чего между внутренней периферийной поверхностью корпусаи наружной периферийной поверхностью клапана 19 имеется сравнительно большое пространство. Клапан 19 входит в контакт с одним из седел 17 и 18, одновременно отходя от другого седла. Таким образом, седла 17 и 18 клапана и клапан 1 образуют клапанное устройство. управляющее сообщением трубопроводов 12, 15 и 10. На клапан 19 свободно надета спиральная пружина 20, стремя щаяся переместить клапан 19 аксиально вниз. Одним своим концом спиральная пружина 20 упирается в верхнюю внутреннюю торцовую поверхность корпуса, а другим - в фланец 21 клапана 19. Согласно фиг. 2, клапан 19 нормально смещен спиральной пружиной 20 вниз. В одном из торцов клапана 19 выполнено отверстие 22, обеспечивающее сообщение трубопровода 12 с внутренней полостью клапана 19. В цилиндрической стенке клапана 19 выполнена группа сквозных отверстий 23, обеспе чивающих сообщение между полостью клапана и полостью корпуса. На наруж ной и внутренней поверхностях назван VhToro выше первого торца клапана 19 закреплены (например приклеены) два эластичных кольца 2k, в каждом из которых имеется отверстие, соосное отверстию 22. Эти кольца препятствуют ударному взаимодействию торца с соответствующей частью корпуса. Во втором торце клапана 19 выполн но цилиндрическое гнездо 25, в котором установлена спиральная пружина 2б. Одним своим концом пружина 2б упирается в термочувствительный элемент 27, закрепленный в корпусе. Тер мочувствительный элемент 27 выполнен по внешним очертаниям, практически цилиндрическим. В этом элементе заключено вещество, расширяющееся и сжимающееся пропорционально температуре двигателя. В клапане 19 расположен также клапанный элемент 28 в форме диска, нормально закрывающий отверстие 22, и спиральная пружина. 29, действующая таким образом, что клапанный элемент 28 нормально закры вает отверстие 22 за счет прижатия пружиной 29 к эластичному кольцу 2k, закрепленному на внутренней поверхности верхнего торца клапана. 19. Второе клапанное устройство 9 содержит корпус 30, разделенный мембра ной 31 на две камеры.(полости) 32 и 33 (фиг. 1 и 4) . К камере 32 подключен четвертый трубопровод 13, передающий вакуум и действующий во впуск ном коллекторе 2. В камере 32 расположена пружина З мембраны 31 нормально смещающая последнюю вниз в положение, показанное -на фиг. 1. Кам ра 33 через группу отверстий 35, выполненных в нижней стенке корпуса 30 сообщается с атмосферой. В камере 33 расположен соединенный с мембраной 31 клапан 36, нормально перекрывающий сообщение между камерой 33 и трубопроводом 1А. В трубопроводе 11 в месте, прилежащем к его выходу .в карбюратор 1, имеется калиброванный участок 16. Другой калиброванный участок 37 имеется в трубопроводе 15 в месте, прилежащем к точке его соединения с первым клапанным устройством 8. Калиброванные участки 1б и 37 выполнены так, что давление перед дроссельной заслон кой карбюратора 1 и давление в первом клапанном устройстве 8 могут не оказывать влияния на давление в трубопроводах 12 и 15, ответвленных от трубопроводов 11 и 1t соответственно. Как видно из фиг. 5, вакуумные регуляторы 6 и 7 опережения и запаздывания выполнены как единый узел. Их корпуса 38 и 39 соответственно соединены через мембрану О, установленную между открытыми торцами корпусов 38 и 39. В корпусах 38 и 39 расположены спиральные пружины k и 2 соответственно одинаковой жесткости. Спиральная пружина I одним своим торцом контактирует с внутренней поверхностью торцовой стенки корпуса 38, а другим - с диском , расположенным между этой пружиной и мембраной 0. Спиральная пружина 42 одним своим торцом контактирует с внутренней поверхностью торцовой стенки корпуса 39, а другим - с диском kk, установленным между спиральной пружиной 42 и мембраной kQ. При такой конструкции в случае равенства давлений в регуляторах опережения и запаздывания мембрана kO занимает нейтральное положение. Полости регуляторов 6 и 7 равны по объему и сообщаются с трубопроводами 11 и Tt соответственно. В центральной части мембраны О закреплена своим внутренним концом тяга 5, которая проходит йерез торцовую стенку корпуса 39 в эластичном герметизирующем элементе А7, изолирующем полость корпуса 39 от атмосферы. Тяга 5 своим наружным концом шарнирно соединена с пластиной 46 прерывателя распределителя 5. Благодаря описанной выше конструкции узла регуляторов опережения и запаздывания в случае, когда вакуум в полости, ограниченной корпусом 38 и мембраной 0, превышает вакуум в полости, ограниченной корпусом 39 и мембраной 0, последняя деформируетс влево. В результате этой деформации пластина 46 поворачивается тягой Ц, против часовой стрелки и момент зажигания в распределителе 5 устанавливается с.опережением.В случае,когда вакуум в полости, ограниченной корпусом 39 и мембраной kO, становится больше вакуума.в полости, ограниченной корпусом 38 и мембраной 40, последняя деформируется вправо. В результате такой деформации пластина 46 поворачивается тягой 45 по часовой стрелке и момент зажигания устанавливается в распределителе с запаздыванием. Деформация мембраны 40 регулируется спиральными пружинами 41 и 42, и вследствие этого жесткость каждой из пружин и усилие, развиваемое ею,, должны выбирать такими, чтобы получить заданный по величине ход мембра ны 40 под действием разности действующих на ее противоположные стороны давлений. Уст| ойство работает следующим образом. При температуре двигателя, не пре вышающей некоторого уровня, т. е. при запуске двигателя или по истечении небольшого периода времени после пуска, термочувствительный элемент 27 в первом клапанном устройстве 8 находится в сжатом состоянии. В тако состоянии термочувствительный элемент 27 не отжимает клапан 19 от седла 17 и клапан в контакте с седло 17 (фиг. 2) .Вследствие этого сообщение между трубопроводом 10 передачи вакуума и трубопроводом 15 отсутс вует, и трубопровод 10 сообщается с трубопроводом 12 через полость корпуса. Вакуум, действующий за дроссельной заслонкой карбюратора 1, подается -в вакуумный регулятор 6 опережени через трубопровод 10 передачи вакуума, полость корпуса, седло 18 клапа на и трубопроводы 11 и 12, обусловли вая установку .момента зажигания с опережением. В рассматриваемом состо янии устройства вакуум, деиствуюи(ий перед дроссельной заслонкой карбюратора 1, не подается в вакуумный регулятор 6 опережения и трубопровод 12 вследствие наличия калиброванного участка 16, расположенного вблизи места соединения трубопровода 11 с карбюратором 1. 9 48 После запуска и прогрева двигателя термочувствительный элемент 27 выходит из состояния, изображенного на фиг. 2, и расширается по направлению вверх, смещая клапан 19 вверх и выводя его из контакта с седлом 17 клапана в положение, показанное на фиг. 3. Выход.фланца 21 клапана 19 из соприкосновения с седлом 17 клапана создает возможность сообщения между трубопровбдом ТО передачи вакуума и трубопроводом 15. В результате вакуум, действующий за дроссельной заслонкой карбюратора, передается в вакуумный регулятор 7 запаздывания и вызывает запаздывание момента зажигания. В рассматриваемом состоянии вакуум, передаваемый в вакуумный регулятор 7 запаздывания, пропорционален углу поворота дроссельной заслонки. При установке дроссельной заслонки в положение, показанное на фиг. 1 сплошными линиями, т. е. при прогреве двигателя до температуры, превышающей заданный уровень, в режиме холостого хода, в трубопроводе 11 передачи вакуума действует избыточное давление и вакуумный регулятор 6 опережения не работает. При последующей работе двигателя под нагрузкой и переходе дроссельной заслонки в положение, показанное на фиг. 1 штрих.пунктиром, в трубопроводе 11.передачи вакуума создается вакуум, а в трубопроводе 10 передачи вакуума действует избыточное давление, в результате чего вакуумный регулятор 6 опережения приводится в действие, а вакуумный регулятор 7 запаздывания бездействует. Таким образом, при работе двигателя под нагрузкой момент зажигания устанавливается с опережением. Во всех описанных выше случаях : второе клапанное устройство. 9 бездействует вплоть до момента, пока ва-куум во впускном коллекторе 2 не пре одолеет усилие пружины 34 мембраны , Второеклапанное приспособление при,водится в действие, например, при движении накатом на-высокой скорости или при торможении двигателем и.возникновении во впускном коллекторе 2 весьма большого разрежения. Второе клапанное устройство 5 при срабатывании меняет установку момента зажигания, как описано выше. Когда в процессе, движения накатом на высокой скорости или, например. торможения двигателем во впускном коллекторе 2 создается весьма значительный вакуум, мембрана 31 второго клапанного устройства 9 смещается вверх, как показано на фиг, t, и соединенный с мембраной 31 клапан 36 отводится вверх, в результате чего трубопровод Н соединяется с атмосфе рой через отверстия 35; Следствием этого является переход вакуумного ре гудятора 7 запаздывания в нерабочее состояние. Одновременно вакуумj созд ваемый при всасывании, передается по трубопроводу ,10 передачи вакуума в первое клапанное устройство 8 и отжимает клапанный элемент 28 вниз (фиг. 4), в результате чего вакуум передается через трубопровод 10, полость клапана 19, отверстие 22 кла пана 19 и трубопроводы 12 и 11 в вакуумный регулятор 6 опережения. Такий образом, момент зажигания устана л.ивается с опережением, пропорциональным по величине уровню вакуума при всасывании. В рассматриваемом состоянии воздействие атмосферного давления перед дроссельной заслонкой карбюратора 1 на давление в трубопро воде 11 передачи вакуума исключается наличием в этом трубопроводе калиброванного участка 16. Воздействие ат мосферного давления в трубопроводе 1 на давление во впускном коллектор исключается наличием в трубопроводе 15 калиброванного участка 37. Формула изобретения 1. Устройство регулирования угла опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания, содержащее вакуумный регулятор, распределитель зажигания, первое клапанное устройство, термочувствительный элемент и и первый, второй и третий трубопрово ды, причем вакуумный регулятор выпол нен с полостями опережения и запазды вания и связан с распределителем зажигания, первый трубопровод связывае полость опережения с впускным коллек тором до дроссельной заслонки, перво клапанное устройство соединено вторы трубопроводом с впускным коллектором около дроссельной заслонки, а третьим - с полостью запаздывания вакуумного регулятора, отли чающ е е. С Я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования в зависимости от режимов работы двигателя, устройство дополнительно содержит четвертый, пятый и шестой трубопроводы и второе клапанное устройство, которое при помощи четвертого трубопровода соединено с полостью впускного коллектора за дроссельной заслонкой, а при помощи пятого - с третьим трубопроводом, причем шестой трубопровод связывает первое клапанное устройство с первым трубопроводом. 2.Устройство по п. 1, о т л и ча ющее с я , что первое клапанное устройство содержит корпус с крыш койvi днищем, цилиндрический клапан с фланцем, ц|(1линдрическим гнездом и боковыми и осевым отверстиями, клапанный элемент, кольцевое и дисковое седла, наружную, внутреннюю и малую пружины и эластичные кольца, причем в корпусе выполнены осевое отверстие для связи с шестым трубопроводом, боковое отверстие для связи с вторым трубопроводом и отверстие в днище для связи с третьим трубопроводом, термочувствительный элемент размещен в днище корпуса, и на последнем выполнено кольцевое седло, дисковое седло размещено на крышке корпуса у. осевого отверстия, одно эластичное кольцо расположено между крышкой корпуса и цилиндрическим клапаном, другое - между цилиндрическим клапаном и клапанным элементом, который нагружен внутренней пружиной, наружная пружина размещена между фланцем цилиндрического клапана и крышкой корпуса, а малая пружина - в цилиндрическом гнезде с опорой на термочувствительный элемент. 3.Устройство по п. 1, о т л и чающе е с я тем, что второй клапанный элемент содержит корпус, подпружиненную мембрану и клапан, связанный с мембраной, причем мембрана делит полость корпуса на первую полость, связанную с четвертым трубопроводом, и вторую полость, связанную постоянно с атмосферой и через клапан - с пятым трубопроводом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 36318 5, кл. 123-117, опублик. 1972.

IS

10

фуг. f

t2

f2

6

/

3

8

Ф1/г.4

j

38