Устройство для регулирования наполнения в двигателе внутреннего сгорания
Использование управление и регулирование двигателей дросселированием всасывающих трубопроводов. Сущность изобретения: устройство содержит две дроссельные заслонки 4 и 5, установленные во впускных каналах 2 и 3 корпуса 1 и кинематически связанные между собой, шаговый электродвигатель 9, кинематически связанный с осью 7 первой заслонки 4 и электромагнитный соленоид, установленный коаксиально выходному валу шагового электродвигателя. Выходной вал 15 элект- :ра&вигателя 9 установлен с возможностьюосевого перемещения, Кинематическая связь выходного вала 15 с осью 7 первой заслонки выполнена в виде планетарной редачи, центральная ведущая шестерня 14 которой установлена на выходном валу 15 электродвигателя, а водило 10 с сателлитными шестернями 11 установлено на оси 7 первой заслонки. Обмотки электродвигателя и соленоида подключены к ЁЫХОДЭМ блока управления, к входам которого подключены датчики положения педали акселератора и дроссельной заслонки. 2 з п. ф-лы, 8 ил. с: I
. Ж,„, 1781443 А1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 F 02 D 9/00
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 2 (21) 4865207/06 во впускных каналах 2 и 3 корпуса 1 и кйне(22) 10.09.90 матически связанные между собой, шаго(46) 15.12.92. Бюл. N. 46 . вый электродвигатель 9, кинематически (71) Центральный научно-исследователь- связанный с осью 7 первой заслойки 4 и ский автомобильный и BBTQMQTopHblA инсти- . электромагнитный соленоид, установлентут "НАМИ" ный коаксиально выходному валу шагового (72) П.Г.Теремякин, В.Ф,Кутенев, А.К.Гиря- электродвигателя. Выходной вал 15 электвец, В.В.Муравлев, Д.Н,Синичкин, С.Г.Над-, двигателя 9 установлен с возможностью жаров и В.Н.Тупикин.... eeesoro перемещен jя. Кинематическая (56)Патент США %4526060, кл.+02 D 9100; .. связь выходного вала 15 с осйо 7 первой
1985.....,: - заслонки выполнена в виде плайетарной пв.
Патент США М 4586471, кл, F 02 0 9/02, редачи, центральная ведущая шестерня 14
1986. которой установлена на выходном валу 15 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ электродвигателя, а водило 10 с сателлитныНАПОЛНЕНИЯ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕН- ми .шестернями 11 уСтановлено на оси 7
НЕГО СГОРАНИЯ лервой заслонки, Обмотки электродвигате(57) Использование: управление и регулйра- ля и соленоида йодключенЫ к выходам блованиедвигателейдросселированием всасы- ка управления, к входам которого вающих трубопроводов. Сущность подключены датчики положения педали акизобретения: устройство содержит две. селератора и дроссельной заслонки, 2 з,п. дроссельные заслонки 4 и 5, установленные ф-лы, 8 ил.
1781443
Изобретение относится к двигателест- известном устройстве одного канала для роению, более конкретно, к управлению и подачи свежего заряда с одной дроссельной регулированию двигателей дросселирова- заслонкой значительно снижает точность нием всасывающих трубопроводов и связи регулирования, дроссельных заслонок с педалью управле- 5 Известно устройство для регулирования; ния наполнения в двигателе внутреннего
Известно устройство для регулирова- сгорания, содержащее корпус, в котором ния наполнения в двигателе внутреннего выполнены каналы подачи свежего заряда в сгорания, содержащее корпус, в котором цилиндры двйгателя, первая и вторая подвыполнен канал подачи свежего заряда в "О пружиненные дроссельные заслонки, устацилиндры двигателя, подпружйненная . йовленйые на осях в каналах и дроссельная заслонка, устанбвленная- в кйнематйчески связанные между собой, шаэтом канале на orè, шаговый электродвига- говый электродвигатель с выходным валом,. тель с выходным валом, кинематически свя- кинематически связанный с осью первой заэанный сосью заслонки,,блок управления,,"5 слонки, блок управления, электрические об электрические обмотки, подклвченные к мотки, подключенные к выходам блока выходам блока управления, датчйк положе- управления, датчик положения дроссельной ния дроссельной заслонкой; соединеннйй с заслонки, соединенный с блоком управлеблоком управления. Кинематическая связь ния. Кинематическая связь оси первой дрососи заслонки с выходным валом шагового 2О сельной заслонки с выходным валом электродвигателя Выполнена в виде червяч- . шагового электродвигателя выполнена в виной передачйи двухступенчатого планетар- де шестереНного редуктора постояй ного заного редуктора; передаточное бтношение цепления и системы рычагов, раcriorioкоторого изменяется посредством воздей-: женных снаружи. Датчик положения за ствия на планетарные передачи двух элект- 25 слонки выполнен в вйде концевого выклюромагнитных"соленбидов, .:: ="""- : : "- чателя для определения полностыю
B случае отказа системы "управления открытого или закрытого состояния дросдроссельная заслонка под действием воз- сельныхзаслонок, установленногососторовратной пружины, при обесточенных элект- . ны оси первой заслонки. рических солейойдах, устайавлиаается в о, При работе известного устройства в закрытое положейие за счет свободной об- связи с возникающими при передаче крутякатки шестернями сателлитов планетарной щего момента к первой дроссельной заслонпередачисолнечныхшестерен. Недостатка- ке радиальными усилиями, имеет местоми устройства является недостаточная на- .: повышенное трение, что снижает ресурс и дежность устройства, Вращающиеся ЗБ надежность привода и требует увеличение солнечные. Шестерни повышают момент мощности Шагового электродвигателя и, инерции привода",что"снйжает точность и следовательно увеличивает энергопотреббыСтродействие регулирования особенно ление. 8 случае отказа электропривода возпри изменении направления управляющего можно возникновение аварийной ситуации воздействия, Из-за многоступенчасти ре- 4О или невозможность дальнейшей эксплуатадуктора и зазоров в зацеплении сйижается цйи двигателя. Кроме того, в случае замер: точность регулирования, увеличиваются га- зания привода, невозможно запустить бариты. Наличие двух дополнительных двигательвнутреннегосгорания. Недостатэлектромагнитных соленоидов снижает на-" ком известного устройства является также дежность привода и усложняет управление 45 его многоступенчатость, большие габариты при повышении потреблейия электроэнер- и инерционность из-за применения систегии. Применяемая червячная передача об-, мы рычагов в приводе и низкая точность ладает повышенными механическими. регулирования из-за отсутствия информа потерями, что требует увеличения мощно- цииофактическом положениидроссельных сти электродвигателя и габаритов всего ус- 5О заслонок на режимах частичных нагрузок тройства. Радиальные и осевые"усилия в двигателя внутреннего сгорания, наиболее червячной передаче повышают. требования часто встречающихся в эксплуатации. к подшипникам электродвигател."; и снижа- Целью изобретения является повыше. ют их ресурс. При регулировании положе- ние надежности при одновременном уменьниядроссельнойзаслонкинахолостомходу 55 шении энергопотребления и габаритов с обратной связью по частоте вращения ко- устройства. ленчатого вала ДВС происходит постоянное Цель достигается тем, что устройство перемещение бегунка потенциометра в уз- для регулирования наполнения в дгигателе кой области, что снижает ceo ресурс и на- внутреннего сгорания, содержащее корпус, дежность всей системы; Использование в вкотором выполнены каналы подачисвеже1781443
25
55
ro заряда в цилиндры двигателя, первая и вторая подпружиненные дроссельные заслонки, установленные на осях в каналах и кинематически связанные между собой, шаговый электродвигатель с выходным валом, кинематически связанные с осью первой заслонки, блок управления, электрические обмотки, подключенные к выходам блока управления, датчик положения дроссель ной заслонки, соединенный с блоком управления, снабжено электромагнитным соленоидом, установленным коаксиально выходному валу, на одном конце которого расположен сердечник соленоида, подпружиненным упором, кинематически связанным с осью первой заслонки. Выходной вал электродвигателя установлен с возможностью осевого перемещения, кинематическая связь выходного вала с осью первой заслонки, выполнена в виде планетарной зубчатой передачи, центральная ведущая шестерня которой установлена нэ выходном валу электродвигателя, водило с сателлитными шестернями установлено на оси первой заслонки, солнечная шестерня установлена в корпусе соосно выходному валу, а сателлитные шестерни входят в зацепление с центральной и солнечной шестернями.
Датчик положения дроссельной заслонки расположен со стороны оси второй за слонки, Возвратные пружины асей дроссельных заслонок размещены внутри корпуса, При таком выполнении устройства обеспечивается возможность механического отключения электродвигателя в аварийной ситуации или при запуске двигателя в условиях разряженной аккумуляторной батареи, при этом первая дроссельная заслонка открывается на угол. обеспечивающий гарантированную работу двигателя на холостом валу и не требуется подавать электропитание на электродвигатель и соленоид.
Обеспечивается также уменьшение радиальных усилий в приводе, снижение момен- та инерции движущихся частей и требований к мощности электродвигателя и воэможность соосного размещения деталей привода. Следствием отмеченного является повышение надежности при одновременном уменьшении энергопотребления и габаритов устройства, Использование в нем признаков по пунктам 2 и 3 формулы изобретения способствует дополнительному повышению надежности работы устройства, На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство (поперечный разрез); на фиг. 2— расположение воздушных каналов в корпусе устройства; на фиг, 3 — размещение подйружиненного упора оси первой дроссельной заслонки; на фиг. 4 — подключение к блоку управления датчиков и исполнительных устройств; на фиг, 5 — блок-схема элек5 тронного блока управления; на фиг. 6 и 7— многопэраметровые характеристики зависимости управляющих импульсов Np шагового электродвигателя от управляющего воздействия Яц на йедали акселератора
10 при различных температурах охлаждающей жидкости (фиг. 6) и частотах вращения коленчатого вала двигателя (фиг. 7); на фиг. 8 — зависимость положения дроссельных заслонок Rp от управляющих импульсов Np
15 подаваемых на шаговый электродвигатель.
Устройство (см. фиг, 1) содержит корпус
1 с расположенным в нем воздушными каналами 2 и 3., в которых установлены дроссельные заслонки 4 и 5, закрепленные с помощью винтов 6 на своих осях 7 и 8, Первый канал 2, меньшего сечения, в додроссельном пространстве выполнен под углом ко второму 3, большего сечения (см, фиг, 2), Заслонка 4 установлена в продолжении перmoro канала, расположенного параллельно второму. Участки кагала сопряжены между собой с помощью тора, в сечении которого находится круг радиусом, равным радиусу первой дроссельной заслонки, что обеспечивает, с одной стороны, плавное нарастание проходного сечения, а с другой стороны, позволяет применить первую заслонку и канал большего диаметра, одновременно уменьшив проходное сечение
35 большего второго канала для обеспечения равновеликого проходного сечения при работе двигателя внутреннего сгорания нэ режимах полной мощности. Вторая дроссельная залонка, большего диаметра, открывается после того, как первая заслонка откроется на определенный угол. Сечение малого канала выбираетСя таким, чтобы при повороте первой заслонки на угол, при котором начинается открытие второй заслонки, освобожденное проходное сечение воздушного канала обеспечивало работу на холостом ходудвигателя, обладающего максимальными механическими потерями и в самых неблагоприятных эксплуатационных
50 условиях. Ось 7 (см.фиг. 1) имеет привод от шагового электродвигателя 9 через планетарный одноступенчатый редуктор, включающий в себя водило 10, напрессованное на ось 7 заслонки 4, сателлитные шестерни 11, вращающиеся на осях 12, запрессованных в водило 10, и солнечную шестерню 13, запрессованную в корпус 1 устройства, Сателлитные шестерни 11 имеют возможность вращаться вокруг своих осей 12 и одновре1781443
15
25
40
50 менно с водилом 10 внутри солнечной шестерни 13 при вращении ведущей шестерни
14, напрессованной на переднем участке выходного вала 15 ротора 16 шагового электродвигателя 9, Шаговый электродвигатель
9 состоит из. переднего фланца 17, обмоток статора 18 с магнитопроводом, заднего фланца 19, в котором размещена обмотка
20, установленного коаксиально электрического соленоида с сердечником 21, напрессованным на заднем участке выходного вала 15 магнитного ротора 16 шагового электродвигателя. Вал 15 с ротором 16 имеют возможность вращаться и поступательно перемещаться в осевом направлении в подшипниках скольжения 22, 23 под действием пружины 24 и электромагнитного поля соленоида, причем усилие, развиваемое пружиной 24. лолжно обеспечивать при обесточенном соленоиде выведение ведущей шестерни 14 из зацепления с сателлитами 11, посредством смещения вала 15 и ротора 16 в осевом направлении, При подаче напряжения на обмотку 20 соленоида, магнитное поле должно обеспечивать преодоление усилия сжатия пружины 24 и введение ведущей шестерни 14 в эацеплвние с сателлитами 11; при этом сердечник 21 солейоида перемещается с валом 15 в осевом направлении до упора в торец 25, ограничивающий осевой ход вала 15 и ротора 16. Для и ключения возможности утыкания зубьев ведущей шестерни 14 редуктора в зубья шестерен сателлитов 11, они выполнены с соответствующими продольными скосами (не показаны)..
Задний фланец.19 электродвигателя
" имеет накладку 26 для п0ижатия электродвигателя посредством шпилек 27 к центрующей проточке, выполненной в корпусе 1 соосно с солнечной шестерней 13 и осью? первой заслонки 4. Одновременно задний фланец служит упором для сердечника 21 соленоида, На оси 7 первой заслонки 4 внутри корпуса 1, со стороны редуктора установлена возвратная пружина кручения 28, обеспечивающая выбор зазоров в приводе и прикрытие заслонки при выводе из зацепления ведущей шестерни 14 электродвигателя 9. На противоположной приводу стороне оси 7 первой дроссельной заслонки, расположена уплотняющая ш йба 29 с поджимной пружиной 30, иск":ñ"÷àþùàÿ подсос внешнего воздуха снаружи при разрежении в эадроссельном пространстве, и 55 двухяэычковый рычаг 31, один язычок 32 которого служит для контакта с сердечником подпружиненного упора и ограничения максимального открытия дроссельной заслонки 4, а другой язычок 33 — для взаимодействия с промежуточным рычагом 34, установленным на оси 7 через втулку 35, Подпружиненный упор (см, фиг. 3) состоит из заглушки 36, пружины 37 и подпружиненного сердечника 38, контактирующего с язычком 32 рычага 31. Усилие, развиваемое пружиной 37 сердечника 38, несколько превышает действующее навстречу усйлие поворота оси 7 дроссельной заслонки"4 от возвратной пружины кручения 28, благодаря чему обеспечивается гарантированное приоткрытие первой дроссельной заслонки
4 при выведенной из зацепления ведущей шестерни 14 электродвигателя 9. Промежуточный рычаг 34, свободно поворачивающийся на втулке 35 имеет штифт 39, который входит в паз рычага 40 привода второй дроссельной заслонки, благодаря чему осуществляется кинематическая связь между первой и второй заслонками, Рычаг 40 жестко закреплен на оси 8, При закрытом положении заслонки 5 (см, фиг. 3), рычаг 40 имеет контакт с упорным винтом 41, обеспечивающим отСутствие заклинивания и износа кромок дроссельной заслонки 5, Рычаг 40 имеет сектор со сферической опорой 42; посредством которой, при необходимости, осуществляется возможность кинематического соединения второй заслонки с педалью привода акселератора при отказе системы управления устройством. На противоположной рычагу 40 стороне оси 8 дроссельной заслонки 5 размещен фланец 43 и возвратная пружина кручения 44, . обеспечивающая усилие, направленное на закрытие дроссельной заслонки 5. Ось, вокруг которой поворачивается заслонка, смещена относительно оси второго воздушного канала в сторону, при которой разрежение, возникающее в задросельном пространстве, создает усилие, направленное на закрытие этой дроссельной заслонки. Фланец 43 вместе с крестообразным упругим элементом
45 образуют беззазорную муфту для соединения оси 8 с бегунком 46 датчика 47 угла поврота дроссельной заслонки 5. Датчик
47 закреплен с помощью винта 48 и пружинной шайбы 49, входящей в его проточку 50, к корпусу 1 устройства, Узел электродвигателя и датчика закрыт общей крышкой 51, из которой выходят электрические кабели, предназначенные: один — для коммутации обмоток шагового электродвигателя и соленоида, а другой — для соединения датчика 47 положения второй дроссельной заслонки с электронным блоком управления, Система управления устройством (см, фиг. 4) включает в себя микропроцессорный блок управления 52, замок зажигания 53, датчик положения 54 педали акселератора, 1781443 датчик положения 47 второй дроссельной сительно реперной точки Npo, зависимости заслонки, датчик 55 выключенного состоя- положения вала шагового электродвигатения сцепления, датчик 56 нейтрального со- ля, от управляющего воздействия F4z на дестояния рычага коробки перемены передач, лали акселератора: - "йэмеряемого датчик 57 включенного состояния стартера, 5 посредством датчика 54 с коррекцией в задатчики 58, 59, 60 режимных параметров висимости от текущей-температуры охлаж- двигателя: частоты вращения, расхода воз- дающей жидкости (см. фиг. 6) и текущей духа, температуры охлаждающей жидкости, частоты вращения коленчатог0 вала (см. подключенные к входам микропроцессор- фиг. 7). Сигнал(см. фиг.5)сформирователя ного блока управления, к выходам 61 и 62 10 64 датчика 47 положения второй дросселькоторого соответственно подключены об- ной заслонки поступает на .аналого-цифромотки 18 шагового электродвигателя 9 и об- вой преобразователь 67 и далее на мотка 20 электромагнитного соленоида. цифровой компаратор 69, на который подаБлокуправления52(см.фиг.5)включает ется сигнал, соответствующий открытию в себя формирователи 63, 64, 65 сигналов: 15 второйдроссеяьнойзаслонкинанебольшой управляющего воздействия на педали акса- угол (йф.Информация с аналого-цифроволератора, фактического положения второй . го преобразователя 67 поступает в блок падроссельной заслонки, частоты вращения мяти 75, где хранится зависимость коленчатого вала двигателя внутреннего положения заслонок фи Rpo управляющих сгорания, а также формирователй сигналов 20 импульсов йр,подаваемых на шаговый алек- >
c äàò÷èêîâ температуры охлаждающей жид- тродвигатель (см; фиг. 8) и далее на мультикости в системе охлаждения двигателя; ча- плексор 85, который в зависимости от сового раСхода воздуха. выключенного сйгналасцифровогокомпаратора69осущесостояния сцейления, нейтрального поло- ствляет переключение передачи информа-, жайия рычага переключения передач (не по- 25 сии для управления ааговытм двигателем: казаны), аналого-цифровые преобразовате- при условии Rp > R — управление по ли 66, 67, 68, цифровые компараторы 69, 70; текущему значению Rp
71, логические элементы ИЛИ 72, 73, логи- при условии Йу Вро — управление по ческий элемент И 74, блоки памяти 75. 76;: текущему значению алгебраической суммы
77, алгебраические сумматоры 78,79, ревер- 30 управляющих импульсов, накопленных в pe" сивный счетчик 80 управляющих импульсов, версивном счетчике 80. При прохождении цифровой фильтр 81. ПИД-Регулятор 82 ча- заслонок положения Ядо, реверсивный стоты вращения коленчатого вала. ПИД-ре- счетчик калибруется путем сброса текущего гулятор 83 положения дроссельных .значения алгебраической суммы и записи в заслойок, коммутатор-усилитель 84 обмоток 35 него количества импульсов Йфо, соответст18 шагового электродвигателя 9, мульти- вующих положению заслонок R . Таким плексоры 85, 86, усилитель 87 .... образом, точка Rye является реперной точИнформация с формирователя 63 сигна-: кой для калибровки управления шаговым ла датчика 54 педали акселератора подает- . электродвигателем при работе в диапазоне ся на аналого-цифровой преобразователь 40 p — Nyo открытия первой дроссельной за66 и далее на компаратор 70, где сравнйра- слонки. Информация о заданном значении ется со значением йа,, соответствующ"м положения дроссельных заслонок из блока отпущенной педали акселератора. Пои чс- памяти 76, и текущем фактическом их пололовии Ва Ра, из компаратора flocTYll38T .- жением поступает на алгебраический сумсигйал на логический элемент. И,74, куда 45 матор .78, где вычисляется величина поступает информация с логического эле-- ., рассогласования, и далее через мультиплекмента ИЛИ 72, входными параметрами ко-: сор 86, в зависимости от наличия информаторого являются сигналы, соответствующие ции, поступающей из логического элемента условиям о выключенном сцеплении й.йей-: И признака режима холостого хода,.постутральном положении рычага управления ко- 50 пает или на ПИЛ-регулятор 82 частоты враробкой передач. При выполнении этих. щения холостого хода,. и далее на условий на выходе элемента И появляется ПИД-регулятор 83 положения дроссельных сигнал, идентифицирующий режим холосто- заслонок, или непосредственно на ПИД-рего хода, с помощью которого управляется гулятор 83. Одновременно величина текумультиплексор 86, Информация из аналого- 55 щего рассогласования подается на цифрового преобразователя поступает так- цифровой фильтр 81 и далее на компаратор же в блок памяти 76, где хранятся 71,гдеонасравниваетсясдопустимойвелимногопараметровые характеристики, в вйде . чиной ошибки 6й ро регулирования, и, если суммарных управляющих импульсов отно- первая величина превышает вторую, или
1781443
12 при условии налйчйя режима "пуск", снима- ется пйтание обмоток шагового электродвиется напряжение с выхода 62 усйлйтеля 87, гателя. При условйи отсутствия воздействия к которому подключена обмотка 20 электро- на педаль акселератора, включенных трансмагнитного соленоида. В ПИД-регуляторе миссии (нейтрального положения рычага ко82 происходит сравйение текущего значе- 5 робки йервмены передач), сцеплении, ния частоты вращения холостого хбда п зм . определяемых в блоке управления, происс определяемым в блоке памяти. 77, в завй-, ходит работа двигателя на холостом ходу. симостиоттекущихзйачений режиМйыхпа- При этом с габйлйзация величины частоты раметров двйгателя и внешних условий, вращения, задаваемой из блока памяти 77 программным значением частоты вращения 10 (см. фиг. 5) в Зависимости от текущих значехолостого хода IlycT на основании чего вь|-.:.::ний параметров двигателя и внешнйх усло числяется ошибка регулирования, пбдавае- вий (температуры охлаждающей жидкости, мая на вход .ПИД-регулятора 83, где температуры и расхода воздуха, включения вычисляется знак и величина управляющего бортового потребителя мощности . автомавоздействия; а затем осуществляется пода-, 15 биля), осуществляется благодаря вычислеча управляющих ймпульсов йа соответству-. нию управляющего . воздейст и ющи вход коммутатора 84 обмоток 18 ПИД-регуляторе82холостогоходанаосношагового электродвигателя 9.:::: . " . -: : вании сравнения измеренной частоты врастройство работает следующим обра- . щения пи>< с заданным значенйем и ом(см. фиг;4);;:: :.: :::::: 20 Вычисленное значение управляющего возПри включении замка зажигания 53 и действия. преобразуется вПИД-регуляторе83 подаче питайия в блок управления 52;:про- йоложения др6ссельйой заслонки в управисходитопросдатчиковрежимныхпарамет- - ляющие сигйалы, подаваемые на коммутаров и инициализация программных тор 84 для вращения вала шагового значений Идю, Rao,: Ву). пу47 дйф: При этом, 25 электродвигателя, благодаря коммутации в случае Отпущенной педали акселератора, . ego обмоток; Если Aiz< > ny
1781443
14 заслонок на угол, соответствующий положению Rpp, текущее значение импульсов, накопленное в реверсивном счетчике, заменяется на значение Npo. Таким образом, происходит калибровка управления и 5 сброс накопленной при регулировании возможной ошибки, благодаря чему повышается точность управления, При дальнейшем воздействии на педаль акселератора, т.е. когда Ra > Rao u Rp > R, происходит 10 переключение посредством мультиплексора 85 управления по текущему положению дроссельных заслонок. При неполадках в системе управления и, вызванном в связи с этим относительно длительным несоответ- 15 ствием между задаваемым и фактическим значением положения дроссельных заслонок. а также в случае обрыва в цепи питания шагового электродвигателя или электромаг нитного соленоида, возникает ошибка pery- 20 лирования положения дроссельных заслонок. Информация о текущем значении ошибки регулирования ANrp обрабатывается цифровым фильтром 81 и подается на цифровой компаратор 71, где оно сравнива- 25 ется с допустимой величиной Л Npo. Если
Л4р> hNyn, то происходит обесточивание обмотки 20 электромагнитного соленоида и выведение ведущей шестерни шагового электродвигателя из зацепления с шестер- З0 нями сателлитов под действием усилия воз-. вратной пружины, независимо от управляющего сигнала на шаговом электродвигателе, В результате вторая заслонка закрывается под действием возвратной 35 пружины и разрежения во впускном трубопроводе, а первая заслонка устанавливается в приоткрытое положение, обеспечиваемое одновременн ым действием возвратной и ружины и подпружиненного унора, Благодаря 40 этому сохраняется работоспособность двигателя на режиме холостого хода в аварийной ситуации. Кроме того, в момент пуска двигателя внутреннего сгорания стартером можно не подавать электропитание на ша- 45 говый электродвигатель и электромагнитный соленоид; что снижает падение напряжения на аккумуляторной батарее для питания электронного управляющего блока и повышает надежность работы последнего, Вывод в аварийной ситуации шестерни вала электродвигателя из зацепления позволяет прикрыть заслонки, применив возвратные пружины с меньшим усилием, что в свою очередь снижает требования к мощности 55 электродвигателя и, следовательно, к его габаритам и габаритам всего устройства и повышает быстродействие. Обеспечиваются также снижение момента инерции движущихся частей привода. Применение планетарного редуктора с вращающимися сателлитными шестернями, равномерно расположенными по окружности, позволяет минимизировать радиальные усилия в приводе и величину давления на зуб шестерен, что снижает требования к усилию пружины
24 (см. фиг. 1) и, следовательно к мощности соленоида, величине модуля зацепления шестерен, что повышаетдолговечность подшипников ротора и, позволяя разместить детали привода соосно, обеспечивает ком. пактностьустройства. Расположение потенциометрического датчика положения на оси второй заслонки в совокупности с применением в качестве тягового элемента шагового электродвигателя, позволяет при работе двигателя внутреннего сгорания на режиме холостого хода избежать постоянного перемещения бегунка датчика, что повышает ресурс работы устройства и его надежность.
При отказе привода, или его системы управления, устройство позволяет обеспечить работу двигателя на холостом ходу и управлять вручную положением дроссельной заслонки, благодаря чему сохраняется возможность эксплуатации автомобиля. Установка внутри корпуса закручивающих возвратных пружин со стороны редуктора обеспечивает минимизацию радиальных усилий и трения в опорах осей дроссельных заслонок, что снижает их загрязнение и предотвращает возможное заклинивание, Указанное способствует дополнительному повышению надежности устройства.
Формула изобретения
1. Устройство для регулирования наполнения в двигателе внутреннего сгорания, содержащее корпус, в котором выполнены каналы подачи свежего заряда в цилиндры двигателя, первая и вторая подпружиненные дроссельные заслонки, установленные на.осях в каналах и кинематически связанные между собой, шаговый электродвигатель с выходным валом, кинематически связанный с осью первой заслонки, блок управления, электрические обмотки, под.ключенные к выходам блока управления, датчик положения дроссельной заслонки, соединенной с блоком управления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, уменьшения энергопотребления и габаритных размеров, оно снабжено эл ектромагнитн ым соленоидом. установленным коаксиально выходному валу, на одном конце которого расположен сердечник соленоида, подпружиненным упором, кинематически связанным с осью первой заслонки, причем выходной вал электродвигателя установлен с возможностью осевого пере15
1781443
16 мещения, кинематическя связь выходного вала с осью первой заслонки выполнена в виде планетарной зубчатой передачи, центральная ведущая шестерня которой установлена на выходном валу электродвигателя, водило с сателлитными шестернями, установлено на оси первой заслонки, солнечная шестерня установлена в корпусе соосно с выходным валом, а сателлитные шестерни входят в зацепление с центральной и солнечной шестернями.
2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что датчик положения заслонки
5 расположен со стороны оси второй заслонки.
3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что пружины дроссельных заслонок размещены в корпусе.
1781443
1781443 в„ я„
Составитель С.Глаговский
Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С.Патрушева
Редактор О.Стенина
Заказ 702 : Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10!
Rj Рл ор
Vy
Фиг.g.
Оо м
