Способ регулирования карбюраторного двигателя внутреннего сгорания

 

О П И С А Н И Е ()939801

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ABTOPCNOMY СВИДЕтЕЛЬСтВЬ

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 10. 04. 80 (2! ) 2910153/25 06 с присоединением заявки J4 (23) Приоритет (51}М. Кл.

F 02 Р 33/00

3Ъеударстеипей квинтет

СССР

II0 делам язебретеяяй и юткрыткй

Опубликовано30 ° 06 82 ° Бюллетень М 24

Дата опубликования описания 30.06.82 (53) УДК 621. 436. .545(088.8) !

6.В. Пахомкин и Э. Х. Чер йев (72) Авторы изобретения

1 г

Научно-исследовательский и зкспериментадънйй инСтиту

i автомобильного электрооборудования и автоприборов (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ КАРБЮРАТОРНОГО

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к регулиро. ванию двигателей внутреннего сгорания, в частности карбюраторных двигателей, в том числе с форкамерно-. факельным зажиганием.

Известен способ регулирования двигателя внутреннего сгорания, при котором анализируют состав отработавших газов и по результату анализа с помощью датчиков режима работы двигателя регулируют состав топливовоздушной смеси (1 1.

Однако такая регулировка состава смеси не обеспечивает ее минимального расхода. . Известен способ регулирования карбюраторного двигателя внутреннего сгорания путем контроля рабочей смеси на соответствие ее стехиометрическому составу, определения количества рециркулируемых отработавших газов, измерения текущих значений частоты вращения и нагрузки двигателя определения опорного уровня контролируемых параметров, вычисления разности между опорным уровнем и текущим значением контролируемых параметров, выработки по этой разности управляющего сигнала, передачи его на исполнительный элемент регулятора состава смеси и воспламенения смеси свечой зажигания для ее сгорания (2 ). тв

Недостатком известного способа является то, что при регулировании необходимо использование коррекции по частоте вращения и нагрузке, что приводит к усложнению системы регулирования в целом, а следовательно, к снижению качества регулирования.

Цель изобретения - повышение качества регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что контроль состава смеси осуществляют при помощи создания на электродах свечи зажигания разности потенциалов а конце процесса сгорания и регистрации протекающего через

45

3 93980 центральный электрод свечи амплитуды ионизационного тока, которую используют в качестве контролируемого параметра, а состав смеси регулируют путем изменения количества рециркулируемых газов.

На фиг. 1 приведены кривые зависи мости удельного расхода q топлива от коэффициента избытка воздуха c4 ; на фиг. 2 - кривые зависимости на- 10 грузки двигателя от разности между опорным уровнем i „ и текущим i значением ионизационного тока (квадрант а), зависимости нагрузки Р и частоты и двигателя по времени (квад- 15 рант б), зависимости разности д и количества рециркулируемых газов по времени t (квадрант в), на фиг. 3 схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

На фиг. 1 обозначены: кривая 1 при отсутствии и кривая 2 при наличии рециркуляции отработавших газов; минимальный удельный расход с1 „-„„топлива при отсутствии рецирку- 25 ляций на пределе эффективного обеднения смеси; минимальный удельный расход ц „„ топлива при наличии рециркуляции; удельный расход q << <) топлива при Ы = 1 и отсутствии рецир- 0 куляции, граничные линии АС и ВС областей состояния двигателя при применении двух систем регулирования (при помощи системы поддержания с = и рециркуляции отработавших газов);

55 точка С совместного действия обеих систем регулирования.

Точки 3-9 (фиг. 2} определяют разные опорные уровни ионизационного тока при соответствующих значениях

40 частоты вращения п,п и и>.

Устройство содержит две системы регулирования: систему стабилизации стехиометрического состава смеси и систему регулирования отработавших газов.

Система стабилизации стехиометрического состава смеси (фиг. 3) состоит из кислородного датчика 1О состава отработавших газов, связанного через управляющее устройство 11 и

50 исполнительный элемент 2 с органом

13 регулирования топливоподачи (например карбюратором с электронным управлением).

Система регулирования рециркуляции отработавших газов включает в себя свечу 14 зажигания двигателя 15 и датчик 16 верхней мертвой точки,свя1 4 занные с органом 17 управления регулятором 18 количества рециркулируемых газов.

Способ регулирования является сочетанием двух способов, реализуемых при помощи совместного применения двух систем регулирования. Одна из систем поддерживает состояние двигателя на линии АС (фиг. 1, система поддержания с = 1), другая — на лиI нии ВС 1система регулирования рециркуляции). При совместном действии двух систем состояние двигателя отражается точкой С.

Поддержание (стабилизация)Ы= 1 осуществляется замкнутой системой регулирования с датчиком состава отработавших газов.

Регулирование рециркуляции основано на том, что амплитуда ионизационного тока при данной частоте вращения вала и при данном значении коэффициента о зависит от количестве рециркулируемых отработавших газов, исчис ляемых в процентах от полного количества отработавших газов, причем при отсутствии рециркуляции амплитуда тока не зависит от нагрузки.

При отсутствии рециркуляции минимальный расход топлива соответствует не стехиометрическому (d 1), а обедненному (<» ) составу смеси, причем на пределе эффективного обеднения он равен q - (кривая 1, фиг. 1).

Следовательно, применение каталитического нейтрализатора, обеспечивающего снижение токсичности отработавших газов до минимальной величины, но требующее соблюдения уровняс = 1, всегда приводит к ухудшению экономичности (q q „ на кривой 1, фиг. 1) ..

Если применять рециркуляцию отработавших газов, т.е. разбавление этими газами рабочей смеси, то при определении интенсивности рециркуляции можно добиться частичной компенсации ухудшения экономичности, обеспечив минимальную величину удельного расхода топлива,q = q „„ на кривой

2, фиг. 1), что соответствует режим р гп1п2. му эффективного разбавления смеси.

В соответствии с этим регулирование рециркуляции производится следующим образом.

Предварительно для данного типа двигателя получают экспериментальным путем семейство зависимостей тока формула изобретения

5 9398 ионизации от нагрузки при разных фик. сированных значениях частоты вращения вала двигателя при соблюдении условия о - = 1 и обеспечении путем регулирования рециркуляции выполнечр 1и2. Эти завие симости (фиг. 2, квадрант а) вводят в постоянное запоминающее устройство соответствующей системы регулирования. 1р

В процессе регулирования контролируют состав рабочей смеси на соответствие его стехиометрическому составу, определяют количество рециркулируемых отработавших газов, измеря- 1 ют текущие значения частоты вращения и нагрузки двигателя.

Определяют опорный уровень контролируемого параметра, например состава рабочей смеси, вычисляют разность N между опорным уровнем и текущим значением контролируемого параметра и вырабатывают по этой разности управляющий сигнал с последующей передачей его на исполнительный элемент ре-25 гулятора состава смеси.

В процессе изменения нагрузки двигателя при разных частотах вращения вала (фиг. 2, квадрант б) в соответствии с упомянутыми зависимостями on-Зр ределяют величину опорного значения тока i и (фиг. 2, квадрант в, точки

3-9).

Разность (di) между текущим (i) и Опорным (1() ) значениями ионизаци онного тока является сигналом ошибки, который стремятся свести к нулю, поддерживая тем самым текущее значение тока вблизи опорного и обеспечивая благодаря этому рециркуляцию коли- 4р чества отработавших газов, отвечающие условиям (.= 1 и ц

При работе устройства (фиг. 3} сигналы со свечи 14 зажигания и дат/ чика 16 верхней мертвой точки

Орган 17 управления создает на электродах свечи 14 зажигания необходимую для достижения амплитуды тока ионизации и используемую в качестве

О1 6 контролируемого параметра разность потенциалов. В нем производится сравнение текущего значения тока с опорным, а также по их разности вырабатывается сигнал управления регулятором количества рециркулируемых газов.

Опорный сигнал задается запоминающим устройством, размещенным в органе 17 управления, изменение его выходного сигнала производится в функции вращения вала, которая определяется по частоте следования высоковольтных импульсов зажигания.

В результате регулирования проходного сечения канала рециркуляции с помощью регулятора 1о текущее значение ионизационного тока изменяется так, что оно стремится к опорному значению, а разностный сигнал стремится к нулю, при достижении которого изменение проходного сечения канала прекращается, оно удерживается до момента отклонения текущего значения тока от опорного значения.

Использование предлагаемого способа регулирования позволит повысить качество процесса регулирования и улучшить экономичность двигателя.

Способ регулирования карбюраторного двигателя внутреннего сгорания путем контроля рабочей смеси на соответствие ее стехиометрическому составу, определения количества рециркулируемых отработавших газов, измерения текущих значений частоты вращения и нагрузки двигателя, определения опорного уровня контролируемых параметров, вычисления разности между опорным уровнем и текущим значением контролируемых параметров, выработки по этой разности управляющего сигнала, передачи его на исполнительный элемент регулятора состава смеси и воспламенения смеси свечой зажигания для ее сгорания, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью повышения качества регулирования, контроль состава смеси осуществляют при помощи создания на электродах свечи зажигания разности потенциалов в конце процесса сгорания и регистрации протекающего Через центральный электрод свечи амплитуды ионизационного тока, которую используют в качестве конте. ролируемого параметра, а состав сме7 93980! си регулируют путем изменения количества рециркулируемых газов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе s

8 1. Авторское свидетельство t;CCP

N 638277, кл. F 02 0 33/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2739417/25-06, кл. Г 02 0 33/00, 1979 °

939801

Составитель В. Ищенко

РедактоР А. Пежнина ТехРед М. Тепер Корректор И.Пожо

Заказ 4629/53 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Носква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/>

Филиал ППП "Патент", г. УжгороД, ул. Проектная, 4