Система управления подачей воздуха через впускной трубопровод для двигателя внутреннего сгорания

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик ((()633498

-cГ. (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлеио27.05.75 (21) 2140863/25-06 (23) Приоритет — (32) 28. 05.7 4 (31) 47 362 1 (331 США (51) М. Кл.

F 02 М 1/00

Р 02 П 5/00

Государственный квинтет

Совета Мнннстров СССР по долам нзооретеннй н открытнй (43) Опубликовано 15.11.78.Бюллетень №. 42 (53) ДК 621.43-.

-442.3 (088.8) (45) Дата опубликования oiIHcBHHH Is. П.ть

Иностранец

Вильям A. Петерсон (младший) (США) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Две Бендикс Корпорейшн" (71) Заявитель (США) (54) CHCTENA УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ВОЗДУХА

ЧЕРЕЗ ВПУСКНОЙ ТРУБОПРОВОД ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам подачи воздуха через впускной трубопровод.

Известны системы управления подачей воздуха через впускной трубопровод для двигателей внутреннего сгорания, содержащие 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; электромагнитный клапа н связан с установленным на впускном трубопроводе клапаном перепуска воздуха, выполненным параллельно дроссельной заслонке (1). Однако такие системы во время пуска и прогрева двигателя не могут обеспечить заданный состав смеси, поступающей в цилиндры, вследствие расположения дроссельной заслонки в одном постоянном положении, независимом от температуры и оборотов, в связи с чем пуск затруднен и возможен увеличенный выброс в атмосферу токсичных отработа нных газов.

Целью изобретения является снижение токсичности отработанных газов путем обеспечения открытия дроссельной заслонки на небольшой угол при пуске двигателя. Это достигается тем, что в предлагаемой системе электронное управляющее устройство снабжено j, Iò÷èêoì 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 цепь питания обмотки привода включены выключатель пуска двигателя и реле, соединенное с выходом блока сравнения.

Приводной рычаг дроссельной заслонки может быть снабжен пневматическим аморти-. затором закрытия заслонки.

На корпусе может быть установлен мемб20 ранный пневмопривод. рабочая камера которого подключена к задроссельному пространству проточного канала, а подпружиненная меморана снабж:на упором и штоком, 633498 образующими дополнительный подвижный ограничитель перемещения рычага.

Шток может быть выполнен с пазом, а на корпусе может быть установлен двуплсчий подпружиненный рычаг, одно плечо ко- 5 торого взаимодействует с якорем электромагнитного привода, а другое снабжено удерживаюгцим выступом для штока.

На фиг. изображена блок-схема предложенной системы управления; на фиг. 2—

10 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 выполнения системы; на фиг. 6 —— вариант выполнения системы на фиг. 5.

Система управления подачей воздуха через впускной трубопровод 1 для двигателя 2 внутреннего сгорания содержит установленный на впускном трубопроводе корпус 3 с проточным каналом 4 и дроссельной заслонкой 5, установленной на оси 6 и имеющей приводной рычаг 7, электромагнитный привод 8, подключенное к обмотке последн«г0 электронное управляюшее устройство, имеюгцее генератор 9 импульсов, датчик !О оборотов двигателя, соединенный с выходами генератора импульсов и датчика оборотов, выходной блок ll и установленный на двигателе 2 датчик 12 температуры, подключенный к входу генератора 9 импульсов. Якорь

13 электромагнитного приводя 8 выполнен в виде подвижного ограничителя перемен(«ния привод)(ого рычага 7, который посредствомм тяги 14 связан с педаг!ью 1<5 акселератора. Рычаг 7 нагружен пру)I

Система управления подачей воздуха может быть выполнена на двигателях, снабженных карбюраторами или оборудованных 5с) устройствами впрыска топлива с электронными управляющими системами. При этом карбюратор или устройство впрыскя топлива обеспечивает подачу топлива в зависимосги от различных параметров режимов работы.

Дроссельная заслонка 5 может быть заслонкой кароюратора 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 0 — начало вращения стартера.

При пуске двигателя 2 в условия.х низких температур окружающей среды выключатель 20 замыкается. В эгот момент стартер начинает вращать вал и к моменту времени, показанному (а кривой 28 т<гчкой 29 (см. фиг. 2), вал двигателя будет вращаться с оборотами, определяемыми усилием стартера.

Одновременно с началом работы стартера выключатель 20 замыкает цепь 19 питания обмотки электромагнитного привода 8 и якорь 13 выдвигается из него и через приводной рычаг 7 приоткрывает дроссельную заслонку 5, обеспечивая требуемую подачу воздуха по впускному трубопроводу l.

После нескольки.х оборотов ва.<а, отмеченных на кривой 28 точкой 30, в цилиндры двигателя вместе с воздухом поступает достаточное количество топлива и начинается сгорание топливно-воздушной смеси. В результате этого чи Io оборотов вала двигателя 2 быстро увс !ичивается, В момент времени, отмеченный на кривой 28 точкой 31, энергии от сгорания смеси буд«т !остаточно д,)я враш«ния вала при данной температуре окр))как)шей среды и стартер может выключиться из работы. Однако. если бы в этот момент уменьшилась подача см«си до величины, определяемой устойчивую работу двигателя на ре)киме холостого хода, то сконденсировавшееся до этого момента в трубопроводе 1 топливо во время дальнейшего вращения вала испарилось бы и образовалась бы сильно обогащенная топливновоздун)ная смесь, в связи с чем могли бы произойти перебои в работе двигателя или

«го остановка, а также повысилась бы токсичность отработанных газов. Поэтому, чтобы испарить сконденсировавшееся топливо б«з обога!цения смеси, подают увеличенное количество воздуха, в связи с чем общее количестВО подаваемой В двигате. Iь см(. си увеличивается и обороты вала возрастают.

К тому iK«увеличенные обороты вала обесн«чивают более устойчивую работу двигателя. Посл(того, как значительная часть топлива, скопденсировавшегося в трубопроводе

1, испя ри I < II, умень!и ветс я Г(од<)

Зт<1 И!ни!Схо.IIIò и момен1, отм« и нный Hii криьой 28 то !кой 32. Это 1 момент времени зави«1(т от ко, 1и !cсTВа (.кон,1«нсирОВав!и(.l Ося т()пл;!Ва, которое в свою очередь с у.;1«ньп)епп .5I температуры двигателя увеличивался. Следовательно, кол(<ч«ство воздуха, требуемого для испарения эгого топлива во впускном

T!)\:боf1pоliоде, со с!!!)жеlli!с .\1 (AI IlсpnTi peal, (В11гат«ля такж(ув<ли !Иваетсfi. 1х<)личество воз)LvxB. проходящ(го IIO впускному труб(я)роводу, зави MI о! Оборотов вяла двиг:)т(.Iÿ и «ремени работы последнего. К тому )ке на испарясмость топ.!ива R. !ияк)т f)83«IIf

633498 топлива при различных температурах. Однако общее количество необходимого воздуха можно вывести 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, сконленсировавшегося во впускном трубопроводе 1. Опор ный 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 катушке 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 возбужде1ия ло тех пор, пока замкнуты контакты выключателя

20. При обесто чи ва ни и обмотки электром агнитного 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). Одновременно рычаг 7 отводит якорь 13 внутрь электромагнитного привода. Скорость перемещения рычага 7 в сторону закрытия заслонки регулируется пневматическим амортизатором 27, который предотвращает мгновенное закрытие дроссельной заслонки 5 и остановку двигателя вследствие быстрого прекращения подачи воздуха в двигатель. (Отвод якоря 13 мо?кет быть осуществлен пружиной, установленной в электромагнитном приводе 8). В связи с уменьшением подачи воздуха по впускному трубопроводу 1 с одновременным уменьшением подачи топлива (системой впрыска или карбюратором) в двигатель уменьшается поступление топливно-воздушной смеси и обороты вала начинают относительно быстро уменьшаться до оборотов холостого хола, отмеченных на кривой 28 то «ко" 33.

Таки vl образом ооеспечивается пуск двигателя при различном его тепловом состоянии, я так как в этот период прелотвращается !I(. ðooooãàùåíèå смеси, поступающей в цилиндры, и в трубопроводе 1 излишнее

Зо

35

55 сконденсировавн1ееся топливо испаряется, то сш1жается токсичность отработанных газов и повышается надежность пуска.

В изображенном 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 обесточивании обмотки электромагнитного привода 8 приводной ры 1яг 7 вчесте с качающимся рычяГОм 3-1 и aI

В изоб1?ажснноы на фиг. 5 варианте выполнения cècòåìBI управления подачей воздуха лля псремещсния приводного рычага 7

1I ocI 0?Ii c I I I I p l1 p H o T к р ыт и я 3 p o c c c, I b Ho H слонки 5 использу TcH ивление воздуха во

Впчскноbl тPI Do!!PoBoTB. ДЛЯ этОГО HB кОРпусе 3 установлен мембранный пневмоприВо!!, BbIHo1HBнный B виде раз.1ещенной ilIE?I(ду корпусным элементом 38 и крышкой 39 мечбраны 40. Последняя образует с корпусныч элсчентом 38 рабочую камеру *11, подключенную к залроссельному пространству проточного кана,1Я 4 при помощи трубопроВо»а 42, а с крышкой 39 камеру 43, которая но1клкгчс,1Я к i!1мосфере..Чсмбр;11;I 40 нагружена уси,шем пружины 44, установленной в ряоочей камере 41. Ня крышке 39 выполнсн укор 45, ограничивающий перемещение мечбрань; 40 !103, действием пружины 44. Мс:1брана 40 снабжена штоком 46, конта е! и р i Io löii м с Н1?и водным 1?ычягом 1.

При останов.;ином двигателе в задроссельном пространстве впускного такта давление воздуха р;.Bío атмо<.фериому, поэто му мембра 1а 40 пол действием пружины 44 устанавливается на упор 45 и своим штоком 46 перемещает приводной рычаг 7 в положение приоткрытия дроссельной заслонкИ 5. При BK 110 ICllllll Выкл!ОЧЯТеля 20 K Обмотке электром агнитного привода 8 подается ток и якорь 13 выдвигается и дополнительным усилием удерживает приводной рычаг 7 в положеHIIII приоткрытия дроссельной BBc,10HI,II 5. 11oc,зе 11% cIiB за 1россс,. ьном Ilростряистве проточного ка1гала 4 образуется разрежение. которое передается -:: рабочую камеру 41. Пол действием -.того рязре?кения мембрана 40 выгибается и отхолит от упора 45, отводя шток 46 oT ..приводного рычага 7. Далее

Фиг. 4

Составитель Л. Синай

Редактор A. Пейсочеико Техред О. Луговая Корректор М. немчик

Заказ 6424/50 Тираж 656 Г!одписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

I l 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4