Система питания для двигателя внутреннего сгорания

Система питания для двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (б11 4 F 02 M 3/00 - jpA "„»-,tE»». » .. Ц за,„„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Топп

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4123659/25-06 (22) 25 ° 09.86 (46) 23.03.88. Бюл. Р ll (71) Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (72) А.В.Дмитриевский, П.Г,Теремякин и А.С.Тюфяков (53) 621,43,034,63(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 1183705, кл. F 02 M 3/00, 1984, (54) СИСТЕМА ПИТАНИ(ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет снизить расход топлива и токсичность отрабо„„SU„, 1382983 А1 тавших газов путем повышения точности дозирования топливовоздушной смеси, Камера 1 системы холостого хода подключена к додроссельному пространству 2, эмульсионному каналу 4 и задроссельному пространству 8 при помощи выходного отверстия 9, К выходам блока управления (БУ) 27 подключены датчики ре жмных параметров. Привод запорного элемента выполнен в виде пневматического механизма, рабочая камера 17 которого сообщена с пространством 8 при помощи канала 24 с электромагнитным клапаном 25, подключенным к первому выходу 26 БУ 27.

Система снабжена шаговым электродви1382983 гателем (ШЭ) 34 с приводным валом

33 и крышкой с продольными направляющими, винтовой парой и проходным клапаном с отверстием. Винтовая пара выполнена в виде резьбового наконечника 35 и подвижной втулки 36, связанных между собой и с направляющей в крьш ке ШЭ 34, Шток запорного элемента 29 снабжен упором, размещенным со стороны ШЭ 34. Упор подключен к второму выходу 44 БУ 27, кинематически связан с ШЭ 34 и снабжен двусторонним ограничителем перемещения. Система м.б, снабжена электромагнитным клапаном 48, подключенным

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам питания для двигателя внутреннего сгорания.

Целью изобретения является снижение расхода топлива и токсичности отработавших газов путем повышения точности дозирования топливовоздушной смеси.

На фиг. 1 представлена принципи- IG альная схема системы питания для двигателя внутреннего сгорания; на фиг.2винтовая пара для регулирования проходного сечения," на фиг. 3 — блоксхема блока управления; на фиг. 4 — 15 алгоритм управления исполнительными механизмами на различных режимах работы двигателя; на фиг. 5 — блок-схема программы управления сечением запорного элемента, 2G

Система питания содержит камеру подключенную додроссельному пространству 2 впускного тракта при помощи обводного канала 3 и эмульсионному каналу 4 при помощи отверстий

5, выполненных во всТавке 6, размещенной в корпусе 7 карбюратора, и соединенную с задроссельным пространством 8 впускного тракта при помощи отверстия 9, площадь проходного сече- 30 ния которого составляет 10-207 от площади минимального сечения главного воздушногo канала карбюратора, и

1 расположенный н корпусе 7 проходной клапан 10, выполненный в виде стакак третьему выходу 49 БУ 27, и дозирующим органом для регулирования состава горючей смеси в канале 4 ° Такое выполнение системы способствует скорейшему наполнению цилиндров двигателя и выходу его на режим самостоятельного холостого хода, что ведет к снижению расхода топлива и токсичности отработавших газов, а также повышению надежности работы системы холостого хода, поскольку снижается вероятность самопроизвольной остановки двигателя после работы на режиме принудительного холостого хода. з.п. ф-лы,5-.ил.

| на, в торце которого l,его дне) со стороны отверстия 9 соосно с ним выполнено отверстие 11, сечение которого составляет 30-60Х сечения отверстия 9, а на .боковой поверхности— радиальные отверстия 12.Последние при крайнем левом положении клапана

10 сдвинуты относительно отверстий

5 в сторону отверстия 9. Между наружной поверхностью клапана 10 и стечкой отверстий во вставке 6 образован кольцевой зазор 13, Проходной клапан

10 соединен с диафрагмой 14 пневматического механизма посредством шайбы

15, в которую упирается возвратная пружина 16, установленная в рабочей камере 17 пневматического механизма, расположенной между его диафрагмой

14 и диафрагмой 18, имеющей меньшую площадь, чем площадь диафрагмы !4.

Диафрагма 18 зажата между крышкой

19 корпусного элемента 20 и крышкой

21, Рабочая камера 17 пневматического механизма сообщена каналом 22 через жиклер 23 с додроссельным пространством 2 впускного тракта и каналом 24, в котором установлен элек тромагнитный клапан 25, с задроссельным пространством Я. Электромагнитный клапан 25 подключен к первому выходу 26 блока 27 управления. Сопротивление канала 22 с сиклером 23 в 2-5 раз превышает сопротивление канала 24 и в клапане 25. Внутри полости клапана 10 в запрессованной в

1382983 нем направляющей втулке 28 установлен запорный элемент 29 для перекрытия отверстия 11, связанный через приводной шток 30 с диафрагмой 18. При водной шток 30 на противоположном запорному элементу 29 конце имеет проточку 31 и заканчивается грибком 32 °

На валу 33 шагового электродвигателя 34 закреплен резьбовой наконечник 35, образующий с втулкой 36 винтовую пару. Втулка 36 удерживается от поворота и перемещается поступательно в отверстии крышки 21 при вращении вала 33 благодаря продольным выступам на своей наружной поверхности, входящим в продольные пазы на внутренней поверхности крышки 21.

Втулка 36 (фиг. 2) со стороны запорного элемента 29 имеет дно 37 с отверстием 38,через которое пропущен шток 30, взаимодействующий при перемещении краями 39 и 40 проточки 31 соответственно с наружной или с внутренней поверхностями 41 и 42 дна 37 в зависимости от направления перемещения штока. Шток 30 имеет двусторонний ограничитель перемещения ° Камера 43, образованная меньшей диафрагмой 18 и крышкой 21, сообщена с атмосферой. Шаговый электродвигатель

34 подключен к второму выходу 44 блока 27 управления. Карбюратор снабжен дозирующим органом, установленным в воздушном канале 45, состоящим из жиклера 46, запорной иглы 47 и электромагнита 48, подключенного к третьему выходу 49 блока 27 управления. К входам 50 блока 27 подключены датчики режимных параметров двигателя: частоты вращения коленчатого ва40 ла и положения дроссельной заслонки карбюратора Др, температуры Охо лаждающей жидкости двигателя t температуры воздуха на впуске в двигатель 1 . Блок 27 управления (фиг.3) 45 состоит из измерительного блока,. блока сравнения, блока коррекции, бло. ка памяти, генератора импульсов, логического блока и усилителя, к которому подключены шаговый электродвигатель 34, электромагнитный клапан

25 и электромагнит 48, Система питания работает следующим образом °

Информация с датчиков режимных параметров двигателя о частоте вращения коленчатого вала п, положении дроссельной заслонки карбюратора Де, температуре охлаждающей жидкости двигателя 1д, температуре воздуха на

ДII 1 о впуске в двигатель t, поступает в измерительный блок. На выходе измерительного блока выдаются сигналы, соответствующие средней частоте вращения коленчатого вала и,,» дисперсии мгновенных значений угловой скорости

А(п)„,„„ положению дроссельной заслонки карбюратора В д, температуре охлаждающей жидкости двигателя температуре воздуха на впуске .".

Сигналы 11,1,1„и А(п).„,„ подаются на вход блока сравнения. Туда же поступают сформирован1п1е в блоке памяти сигналы, соответствующие требуемому среднему значению частоты вряшения и и допустимой дисперсии мгновенных тРеб значений угловОй скОрОсти кОленчятого вала А(т=,„, откорректированные

-- Дап >

I соответственно до значений 1. и трее

А(п)Д,„ в блокс коррекции в "-ависимости от вел11ттин сигналов Т и T

В блок коррекции поступают также curíàть. из блока памяти о частоте вращения коленчатого вала и, соответствующей моменту включения подл-и топливовозду1111О11 с тесн при переходе с принудительного на самостоятельный холостой ход, и частоте вращения коленчатого вяла г., соответствующей моменту Отклю ения подячи топливно воздушной смеси при переходе ня режлм принудительного холостого хода, Откорректированные с учетом сигналов

Т, и Т„ сигналы и, и и Обозначены соответств:-н11О и, и Г. . Информация, полученная в блоке сравнения о разI нице между 1 „и г > я тякже мег&» т! дс А(11) и (11 поступает в ло доп гический блок, с выхода которого с учетом сигналов О положении дроссельной заслонки В и сигналов n, и n, Д9 2

Т„„, Т в соответствии с алгоритмом управления поступают сформированные генератором и усиленные управляющие ж1пульсы на шаговый электродвигатель 34 и электромагнит 48, а также сигнал ня электромагнит 25. Алгоритм управления электромагнитом 48 дозирующего органа, шаговым электродвигателем 34 и состоянием запорного электромагнитного клапана 25 на различных режимах представлен в таблице (фиг, 4). Алгоритм управления время-сечением дозируют1,его органа (с. ), сечением зяпорнОГО элементя (Fj ня реж1ме холостого хода ттредставлены нафис . 5.

1382983

Символ 011 означает открытое состояние клапана, символ OFF — закры,тое состояние клапана, символ =: . означает плавное изменение время-сече5 ния дозирующего органа или плавное изменение проходного сечения запорного элемента, регулируемого шаговым электродвигателем в сторону максимального (смака F,÷àêñ) или минималь- 10 ного (C F ) . значения. Символ означает скачкообразное изменение время-сечения или же быстрое изме( нение проходного сечения F запорного

, элемента до соответствующих мини( мальных или максимальных величин. Символ const означает сохранение регулируемой величины на прежнем уровне. При включении зажигания на шаго вый двигатель 34 из блока 27 управ- 20 ,ления подается пачка импульсов, благодаря чему его вал 33 начинает вра.щаться в сторону, соответствующую перемещению втулки 36 вправо до момента касания обратной стороной за- 25 парного элемента 29 направляющей втулки 28. Электромагнитный клапан

25 открыт, рабочая камера 17 сообщена с задроссельным пространством 8, Эапорная игла 47 перекрывает воздушный жиклер 46, обеспечивая подачу переобогащенной смеси в цилиндры двигателя при последующей прокрутке его стартером. Возникающее при пуске двигателя разрежение в задроссельном пространстве 8 передается в рабочую

35 камеру 17, В связи с тем, что сопротивление канала 22 и жиклера ?3 в

2-5 раз превышает сопротивление канала 24 и клапана 25, то благодаря .усилию, возникающему на большой диафрагме 14, которое несколько больше усилия от сжатия пружины 16, происходит отход проходного клапана 10 вправо до момента равенства этих усилий.

В связи с пульсациями разрежения во впускном трубопроводе при прокрутке двигателя стартером возникают синхронно тактам всасывания, колебания величины разрежения во впускном трубопроводе, а значит, и в рабочей ка50 мере 17. Благодаря им проходной клапан 10 начинает совершать возвратнопоступательные движения, обеспечивая примерное постоянство разрежения в кольцевом зазоре 13, образованном

55 вставкой 6 и проходным клапаном 10, что способствует качественному смесеобразованию и устойчивому доэированию топлива, истекающего из отверстий 5.

После запуска двигателя и достижения им некоторой частоты вращения разрежение во впускном трубопроводе, а значит, и в рабочей камере 17 возрастает, что способствует отходу ре" гулирующего органа вправо до момента касания левым краем 39 проточки

31 поверхности 41 втулки 36. В этом случае проходной клапан 10 образует с отверстием 9 регулируемое в соответствии с программой управления шаговым электродвигателем 34 сечение, необходимое для наполнения смесью холодного двигателя и поддержания требуемой частоты вращения коленчатого вала, зависящей от температуры двигателя и температуры воздуха на впуске в двигатель, Одновременно с этим и в соответствии с программой управления меняется длительность последовательных управляющих импульсов на электромагните 48, чем обеспечивается поддержание необходмого состава смеси во время прогрева двигателя, При достижении температурой двигао теля величины 1 выход 26 управляЮ! ющего блока 27 обесточивается и клапан 25 закрывается, разобщая рабочую камеру 17 с задроссельным пространством 8. Ho B связи с тем, что камера

17 соединена через жиклер 23 каналами 22 и 3 с дроссельным пространством 2, в ней устанавливается давление, близкое к атмосферному. Скорость заполнения атмосферным воздухом камеры 17 определяется сечением жиклера

23. В результате проходной клапан 10 перемещается влево до упора в корпус

7 карбюратора. При этом возникает сильное разрежение у отверстия 11 клапана 10, стремящееся втянуть запорный элемент 29 и перекрыть отверстие

11. Однако благодаря связи запорного элемента 29 через шток 30, правый край 40 проточки 31 и поверхность 42 втулки 36 происходит его удержание и тем самым осуществляется переключение дозирования смеси с проходного клапана 10 на внутренний запорный элемент ?9 при сохранении диапазона углового перемещения вала шагового электродвигателя, что способствует повышению точности регулирования топливоподачи при сохранении требований к шаговому электродвигателю.

1382983

На режиме холостого хода прогретого двигателя, характеризующемся о температурой двигателя больше t частотой вращения коленчатого вала

1 5 ниже и, и закрытой дроссельной заслонкой, регулирование количества смеси достигается за счет изменения проходного сечения отверстия 11 запорным элементом 29 в соответствии с программой управления шаговым электродвигателем, направленной на устранение возникающей разницы между измеренной и требуемой частотами вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. Одновременно с блока управления на электромагнит

48 подаются управляющие импульсы, длительность которых зависит от. параметров двигателя и внешних условий. Электромагнитный клапан 25 на режиме самостоятельного холостого хода закрыт, Открывается он только при уменьшении частоты вращения на режиме холостого хода ниже минимально возможного значения п,„.

При переходе на режим принудительного холостого хода, характеризующийся закрытой дроссельной заслонкой, температурой охлаждающей жидко- 30 о сти двигателя больше 1, частотой вращения коленчатого вала выше значе-! ния и, с блока управления подаются импульсы, направленные на вращение шагового электродвигателя в стоРону, соответствующую перемещению втулки

36 и связанного с ней штока 30 запорного элемента 29 влево до момента перекрытия отверстия ll что соответствует отключению подачи смеси через 40 систему холостого хода во впускной трубопровод, а значит, и в цилиндры двигателя. На режиме принудительного холостого хода вал 33 шагового электродвигателя 34 неподвижен, электро- 4 магнитные клапаны закрыты.

При переходе на режим самостоятельного холостого хода, характеризующийся закрытой дроссельной заслоно кой, температурой двигателя выше tA> ! и частотой вращения коленчатого вала, равной или меньшей значения n на

Э шаговый электродвигатель подается пачка импульсов, благодаря которым его вал и резьбовой наконечник начинают вращаться, перемещая втулку 36 вправо, Одновременно с этим из управляющего блока на электромагнитный клапан 25 на короткое время подается сигнал и он открывается, сообщая рабочую камеру 17 через канал 24 и клапан с задроссельным пространством.

Длительность сигнала зависит от продолжительности предшествующего режима принудительного холостого хода, t = (t ). Поскольку сопротивление аи каналов 22 и 3 и жиклера 23, сообщающих рабочую камеру 17 с додроссельным пространством, выше сопротивления канала 24 и клапана 25, сообщающих камеру с задроссельным пространством, то в ней возникает разрежение, способствующее перемещению проходного клапана 10 вправо до момента посадки на запорный элемент 29 и до касания левым краем 39 проточки 31 поверхности 41. Таким образом, в начальный момент времени перехода на режим самостоятельного холостого хода обеспечивается повышенное проходное сечение для прохода смеси во впускной трубопровод и к цилиндрам двигателя, что способствует скорейшему их наполнению и выходу двигателя на режим самостоятельного холостого хода. Одновременно с этим благодаря определенной задержке подачи сигнала на электромагнит 48 происходит подача обогащенной топливовоздушной эмульсии к отверстиям 5 вставки 6, что также способствует скорейшему возобновлению и качественному протеканию рабочего процесса в цилиндрах двигателя и, как следствие, снижению расхода топлива и токсичности отработавших газов, повышению надежности работы системы холостого хода, поскольку снижается вероятность самопроизвольной остановки двигателя после работы на режиме принудительного холостого хода. Кроме того, обеспечивается снижение значения частоты врацения коленчатого вала, при которой возобновляется подача смеси, что способствует дополнительной экономии топлива.

Формула изобретения

1, Система питания для двигателя внутречнего сгорания, содержащая карбюратор с главным воздушньм каналом, додроссельное и задроссельное пространства, систему холостого хода с камерой, подключенной к додроссельному пространству, эмульсионному каналу и задроссельному пространству при помощи выходного отверстия, запорный элемент со штоком для перекрытия вы1382983

10 ходкого отверстия, блок управления с входами и тремя выходами, датчики режимных параметров, подключенные к входам блока управления, привод запорного элемента, выполненного в ви5 де пневматического механизма, рабочая камера которого сообщена.с задроссельным пространством при помощи канала с электромагнитным клапаном, подключенным к первому выходу блока управ(, ления, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода топли, ва и токсичности отработавших газов ( путем повышения точности дозирования топливовоздушной смеси, система до-! ! полнительно снабжена шаговым электро двигателем с приводным валом и крыш кой с продольными направляющими, винтовой парой и проходным клапаном 2О с отверстием, причем винтовая пара выполнена в виде резьбового наконечника и подвижной втулки, связанных между собой и с направляющей в крышке шагового электродвигателя, шток запорного элемента снабжен упором, размещенным со стороны шагового элек" тродвигателя, подключенного к второму выходу блока управления, кинематически связан с шаговым электродвигателем и снабжен двусторонним ограничителем перемещения.

2. Система питания по п, 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что система холостого хода снабжена электромагнитным клапаном и дозирующим органом для регулирования состава горючей смеси в эмульсионном канале, причем электромагнитный клапан подключен к третьему выходу блока управления.

1382983

1382983

1ЗВ2983