Устройство управления электромагнитными клапанами системы холостого хода карбюратора

 

О Il И С А Н И Е („)952118

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскик

Сомиалистнческик

Республик

К ПАТЕНТУ (6l ) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 06.05. 77 (21) 2480854/25-06 (61) М, Кл.

F 02 М 51/00

F 02 М 3/00 (23) Приоритет — (32)

07.05.76

14.03.77 (31) Р 26 20181 . 0 (33) ФР Г

Р2710989 3

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 15. 08. 82. Бюллетень pro 30

Дата опубликования описания 1 8 . 08 .82 по делам изобретений и открытий (63) уДК 621,43, 034.63-545 7 (088. 8) Г:

Иностранцы

Вольфганг Маиш (ФРГ) и Алэн Константий (Франция) . (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Роберт Бош ГмбХ" (ФРГ) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ

КЛАПАНАМИ СИСТЕМЫ ХОЛОСТОГО ХОДА

КАРБЮРАТОРА

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам управления электромагнитными клапанами системы холостого хода карбюратора. 5

Известны устройства управления электромагнитными клапанами системы холостого хода карбюратора для двигателя внутреннего сгорания, содержащие полупроводниковый коммутирующий блок, 1о выход которого подключен к обмотке по меньшей мере одного электромагнитного клапана, подключенный ко входу. блока каскад возбуждения, соединенный с предвключенным каскадом, выпол-

Одна ко та ки е у ст рой ст ва не обеспечи вают срабаты ва ние элект рома гнит1 ного клапана в требуемые моменты вре-,zo мени в зависимости от различных режимов работы двигателя, в связи с чем не достигается точное дозирование подачи топлива через систему холостого хода карбюратора.

Цель изобретения - повышение точности дозирования подачи топлива через систему холостого хода.

Поставленная цель достигается,тем, что в устройстве управления электромагнитными клапанами системы холостого хода карбюратора для двигателя внутреннего сгорания, содержащем полупроводниковый коммутирующий блок, выход которого подключен к обмотке по меньшей мере одного электромагнитного клапана, подключенный ко входу блока каскад возбуждения, соединенный с предвключенным каскадом, выполненным чувствительным к частоте вращения дви гателя, и выключа тель, предвключенный каскад снабжен зарядной цепью, схемой генерирования сигнала, синхронного с частотой вращения, и схемой разряда, вход которой подключен к схеме генерирования сигнала, выклю-. чатель соединен с каскадом возбуждения и снабжен вакуумным приводом, выполненным с возможностью срабатывания

952113 при малых углах приоткрытия дроссельной заслонки карбюратора.

Кроме тогй, зарядная цепь содержит зарядный контур, подключенный к ней первый конденсатор, соединенный через выравнивающий диод со вторым конденсатором, а каскад возбуждения имеет возбуждающий и выходной транзисторы, образующие выключатель порогового значения, ко входу которого 10 подключен второй конденсатор, причем схема РазРяда соединена с первым конденсатором и имеет моностабильный блок и схему размыкания зажигания.

Предвключенный каскад может быть >5 снаЬжен двумя зарядными сопротивлениями, общая точка .которых через сопротивление и диод подключена ко входу предвключеннбго каскада и через дополнительный диод — к отрицательному полюсу.

В эмиттерную цепь возбуждающего транзистора может быть включено сопротивление, причем общая точка последнего и эмиттера подключена через дополнительное сопротивление к положительному полюсу.

Моностабильный блок может быть выполнен в виде мультивибратора, образованного первым и вторым транзисторами, снабженными обратной связью через второй конденсатор и сопротивление, включенное между базой и коллектором соответственно первого и второго транзисторов, а коллектор

35 первого транзистора соединен со вторым конденсатором через последовательно включенные сопротивление и диод.

Кроме того в коллекторной цепи возбуждающего транзистора последовательно установлены два сопротивления, общая точка которых соединена с базой выходного транзистора, коллектор которого через обмотку электромаг45 нитного клапана подключен к отрицательному полюсу.

Выключатель имеет нормально разомкнутые контакты, соединенные с коллектором возбуждающего транзисто50 ра и отрицательным полюсом.

Предвключенный каскад может быть снабжен пиковой цепью между положительным и отрица тельным полюсами, образованной последовательно соединенными сопротивлением, диодом и треть55 им конденсатором, причем общая точка .диода и третьего конденсатора подклю чена к базе возбуждающего транзистора, а общая точка сопротивления и диода подключена через сопротивление и выключатель к отрицательному полюсу.

Предвкпюченный каскад может быть также снабжен полупроводниковым элементом, в базе которого установлен четвертый конденсатор, а коллектор подключен к отрицательному полюсу через пятый конденсатор, параллель но которому включен через диод шестой конденсатор, соединенный с базой возбуждающего транзистора, причем четвертый конденсатор выполнен с возможностью заряда от системы зажигания двигателя, а пятый конденсатор снабжен зарядной цепью, имеющей два регулируемых сопротивления, причем постоянная времени заряда пятого конденсатора больше постоянной времени разряда четвертого конденсатора.

Кроме того, возбуждающий транзистор своим эмиттером соединен с делителем напряжения и образует пороговый выключатель, а каскад возбуждения снабжен делителем напряжения, в цепь которого включены основные контакты выключателя и параллельно эмиттерноколлекторная цепь возбуждающего транзистора, общая точка делителя напряжения подключена к базе выходного транзистора.

На фиг. 1 изображена электрическая схема предложенного устройства управления- электромагнитными клапанами системы холостого хода карбюратора; на фиг. 2 — вариант выполнения предвключенного.каскада; на фиг. 3 вариант выполнения устройства по фиг, 1; на фиг. 4 - второй вариант выполнения устройства управления электромагнитными клапанами .

Устройство управления электромагнитными клапанами карбюратора холостого хода (фиг. 1) содержит полупроводниковый коммутирующий блок 1, выход 2 которого через штекер 3 подключен к обмотке одного электромагнитного клапана 4. При этом, когда обмотка клапана 4 обесточена, последний перекрывает подачу топлива или горючей смеси через систему холостого хода, а при подаче тока или управляющего сигнала от блока 1 к обмотке клапана 4 последний открыт и происходит подача топлива или смеси из карбюратора в двигатель. Вход блока 1 подключен к каскаду 5 возбуждения, соединенному с предвключенным

5 9521 каскадом 6> выполненным чувствительным к частоте вращения двигателя.

Каскад возбуждения содержит возбуждающий и выходной транзисторы 7 и 8, образующие выключатель порогового значения. Эмиттер возбуждающего транзистора 7 соединен с отрицательным полюсом 9 через сопротивление 10, а коллектор - с положительным полюсом

11 через последовательно включенные iÎ . сопротивления 12 и 13, общая точка которых соединена с базой выходного транзистора 8. Общая точка эмиттера транзистора 7 и сопротивления 10 соединена через дополнительное сопротив- is ление 14 с положительным полюсом 11.

Предвключенный каскад имеет зарядную цепь, образованную параллельно включенными регулируемыми сопротивлениями 15 и 16, подключенный к ней первый 2О конденсатор 17, соединенный через выравнивающий диод 18 со вторым конденсатором 19, и схему разряда, образованную моностабильным мультивибрато-. ром иэ первого и второго транзисторов 20 и 21, Первый транзистор 20 своим эмиттером соединен непосредственно с отрицательным полюсом 9 и коллектором через последовательно соединенные сопротивления 22 и 23 с положительным полюсом 11. Коллектор транзистора 20 соединен также через последовательно включенные диод 24 и сопротивление 25 с общей точкой 26 сопротивлений 15 и 16 и первого кон35 денсатора 17. База второго транзистора 21 через конденсатор 27 соединена с общей точкой сопротивлений 22 и 23. Предвключенный каскад 6 содержит схему генерирования сигнала, образованную двумя зарядными сопротивлениями 28 и 29, общая точка которых через сопротивление 30 и диод 31 подключена ко входу 32 предвключенного каскада 6, а общая точка диода 31

Is и сопротивления 30 через сопротивление 33 соединена с отрицательным полюсом 9. В коллекторной цепи транзистора 21 установлено сопротивление 34, . а общая точка последнего и коллектора подключена к сопротивлению 29.

Общая точка базы транзистора 21 и конденсатора 27 соединена с положительным полюсом 11 через сопротивление 35. Общая точка .второго конденсатора 19 и диода 18 соединена через диод 36 и сопротивление 37 с положительным полюсом и одновременно через сопротивление 38 с базой возбуждаю13 6 щего транзистора 7. Общая точка 39 диода 36 и сопротивления 37 через сопротивление 40 и провод 41 соединена с нормально разомкнутыми контактами 42 выключателя 43 и далее с отрицательным полюсом 9. База возбуждающего транзистора 7 соединена через конденсатор 44 с коллектором, через параллельно включенные диод 45 и сопротивление 46 - с коллектором транзистора 8 и через последовательно включенные диоды 47 и 48 и сопротивление 49 - с отрицательным полюсом 9.

Блок 1, диод Зенера 50 и сопротивление 51, включенные параллельно коллекторно-эмиттерному переходу выходного транзистора 8, диод 52, установленный перед входной клеммой 53 положительного полюса 11, диод 54, включенный параллельно обмотке электромагнитного клапана 4.

Выключатель 43 снабжен вакуумным приводом (не показан), выполненным с возможностью срабатывания при малых углах приоткрытия дроссельной заслонки карбюратора и обеспечивающим при этом замыкание контактов 42.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При отсутствии управляющего импульса на входе 32 база первого транзистора 20 подключена через сопротивление 28 к отрицательному полюсу 9 (диод 31 заперт), и таким образом транзистор 20 заперт. Вследствие этого первый конденсатор 17 заряжается через сопротивления 15 и 16. При подаче управляющего импульса ко входу

32 на базу транзистора 20 поступает положительный импульс, и он отпирается, вследствие чего через конденсатор 27 на базу второго транзистора

l21 поступает отрицательный импульс, и он запирается, обеспечивая через сопротивление 29 удержание транзистора 20 в проводящем состоянии, который разряжает накопленный заряд конденсатора 17. В проводящем состоянии транзистор 20 находится до тех пор, пока не произойдет перезарядка конденсатора 27. Так как частота управляющих импульсов зависит от частоты вращения двигателя, то при малых -оборотах разряд конденсатора 17 происхо" дит все реже и реже и при минимальных оборотах холостого хода на конденсаторе 17 накапливается достаточно высокий потенциал, так что через диод

7 9521

18 происходит заряд конденсатора !9 на положительное напряжение.

Когда происходит движение автомобиля при открытой дроссельной заслонке, контакты 42 выключателя разомкну- Ъ ты, общая точка 39 деблокируется и на базу возбуждающего транзистора 7 подается положительный потенциал, в связи с чем выходной транзистор 8 отпирается, а электромагнитный клапан 4 срабатывает, обеспечивая поступление топлива через систему холостого хода карбюратора. Однако, когда дроссельная заслонка закрыта или приоткрыта на малый угол, контакты 42 замкнуты, в связи с чем через провод

41 и сопротивление 40 к общей точке

39 подается отрицательный потенциал и транзисторы 7 и 8 запираются, в результате чего обмотка электромаг-, 2о нитного клапана 4 обесточивается и. обеспечивается прекращение подачи топлива на режиме принудительного холостого хода. Однако при предельно малых оборотах холостого хода кон- И денсатор 19 обеспечивает открытие транзистора 7 и таким образом открытие клапана 4 и подачу топлива на режиме холостого хода. При этом цепь контактов 42 и сопротивление 13 не зо воздействуют на потенциал конденсатора 19, так как диод 36 заперт. Диоды 47 и 48 служат для компенсации температурных характеристик и напря- жения, так что при пониженйой темпе- 35 ратуре происходит открытие электромагнитного клапана 4 на более высоких оборотах вследствие конденсации паров топлива во впускном тракте двигателя и повышенного трения в последнем. 40

Диод Зенера 50 предохраняет выходной транзистор от пиков напряжения помех, диод 54 устраняет пики напряжения при выключении электромагнитного клапана, а диод 52 предохраняет схему от раз- м рушения при неправильном подключении к источнику питания.

Возможен вариант выполнения выключателя с нормально замкнутыми контактами 55, которые через провод 56 сое- динены с коллектором возбуждающего транзистора 7. Такое выполнение обеспечивает при закрытой дроссельной заслонке управление возбуждающим транзистором только по сигналам от предвключенного каскада 6. При замкнутых контактах 55 (когда дроссельная заслонка открыта) транзистор 8 всегда

13 . находится в проводящем состоянии и клапан 4 обеспечивает подачу топлива через систему холостого хода в двигатель. Но если педаль акселератора отпустить, подача топлива прекращается в том случае, когда обороты превышают предельно низкие обороты холостого хода. На фиг. 2 изображен вариант выполнения предвключенного каскада. Зарядная цепь первого конденсатора 17

Кмеет два последовательно включенных сопротивления 57 и 58, общая точка которых через сопротивление 59 и диод 60 соединена со входом 32 и через диод 61 с отрицательным полюсом

9. Общая точка диода 18 и второго конденсатора 19 через сопротивление соединейа с базой возбуждающего транзистора 7. При этом выполнении устройство получает импульсы от системы зажигания двигателя.

Работа устройства происходит следующим образом.

При отсутствии импульса конденсатор 17 заряжается через сопротивления 57 и 58, а при наличии замкнутого состояния прерывателя системы зажигания происходит разряд конденсатора 17. В остальном устройство работает аналогично устройству по фиг. 1.

На фиг. 3 изображен вариант выполнения устройства, которое обеспечивает управление электромагнитным клапаном 4, требующим большой силы токов. Устройство содержит промежуточное реле, обмотка 62 которого вклю"чена в эмиттерно-коллекторную цепь выходного транзистора 8 и через гасящий диод 63 соединена с электромагнитным клапаном 4. Переключающий контакт 64 соединен с рбмоткой клапана 4 и через конденсатор 65 и диод 66 и через провод 67 - с положительным полюсом. Промежуточное реле имеет нормально разомкнутый контакт 68, соединенный с положительным полюсом :i через провод 67 и провод 69, подключенный к общей точке конденсатора 65 и диода 66.

Работа устройства прои сходит следующим образом.

Когда транзистор 8 заперт и обмотка 62 промежуточного реле обесточена, клапан 4 закрыт и прекращена подача топлива в двигатель. В этом положении конденсатор 65 заряжается

9521

9 через обмотку электромагнитного клапана 4 до напряжения питания. Когда включается промежуточное реле, на короткое время к обмотке электромагнитного клапана 4 подается удвоенное .напряжение питания. Это обеспечивается через переключающий контакт

64, провод 69, заряженный конденсатор 65 и провод 67. Подача питания высокого напряжения происходит в те- 10 чение времени разрядки конденсатора 65. После разрядки конденсатора

65 питание обмотки клапана 4 осуществляется удерживающим током до тех пор, пока к промежуточному реле подводит- 15 ся ток, а транзистор 8 находится в проводящем состоянии.

На фиг. 4 изображен второй вариант выполнения устройства. Предвключенный каскад в этом случае име- zo ет полупроводниковый элемент, выполненный в виде транзистора 70, в базе которого установлен четвертый конденсатор 71, коллектор подключен к отрицательному полюсу 9 через диод 72 и zs пятый конденсатор 73, параллельно которому через диод 74 включен шестой конденсатор 75, соединенный с базой возбуждающего транзистора 76. Вход 32 предвключенного каскада соединен с системой зажигания и через сопротивление 77, диод 78 и диод Зенера .79 подключен .к общей точке конденсатора

71 и сопротивления 80, включенного в цепь базы транзистора 70., имеющей гасящее сопротивление 81. В коллекторной цепи транзистора 70 установлено сопротивление 82. Между конденсатором 75 и базой транзистора 76 установлено сопротивление 83. Пятый конденсатор снабжен зарядной цепью, имеющей два регулируемых сопротивления 84 и 85, причем постоянная времени заряда конденсатора 73 больше Ilo стоянной времени разряда конденсатора 71.

Общая точка 86 шестого конденсатора 75 и диода 74 через сопротивление 83 подключена к базе возбуждающего транзистора 76, имеющего гасящее сопротивление 87. Эмиттер транзистора 76 соединен с общей точкой делителя напряжения, образованного сопротивлениями 88 и 89, первое иэ которых непосредственно соединено с отрицательным полюсом 9, а второе

55 через последовательно включенные диоды 90, 91 и 92 - с положительным полюсом 11. Коллектор транзистора 76

13 10 через конденсатор 93 соединен с базой и с общей точкой 94 нормально замкнутых контактов 55 выключателя

43 и делителя напряжения, образованного сопротивлениями 95 и 96, к общей точке которых подключена база выходного транзистора 97. Коллектор последнего через диод 98 соединен с обмоткой электромагнитного клапана 4, параллельно которой включен диод 99.

База транзистора 76 через сопротивление 100 и провод 101 соединена с общей точкой диодов 98 и 99, а также через диод 102 и сопротивление 103с проводом 101. Общая точка сопротивления 89 и диода 90 через сопративление 104 соединена с общей точкой диода 102 и сопротивления 103, а общая точка диодов 91 и 92 через диод Зенера 105 соединена с общей точкой коллектора транзистора 97 и диода 98. Эмиттер транзистора 97 непосредственно подключен к положитель-. ному полюсу 11.

Работа такого устройства происходит следующим образом.

Управляющий сигнал от системы зажигания имеет синусоидальную форму с величиной напряжения 200 300 В и длительностью порядка 100 мс заряжает конденсатор 71, который может разряжаться через сопротивления 80 и 81 и эмиттерно-базовую цепь транзистора 70, которым обеспечивают, при кратком импульсе заряда относительно большей величины, разряд большей длительности. При непроводящем транзисторе 70 конденсатор 73 заряжается через сопротивления 84 и 85, а при проводящем транзисторе 70 — разряжается.

При этом обеспечивается надежный разряд конденсатора 73 при каждом импульсе. Диод Зенера предотвращает вторичный заряд конденсатора 73 при импульсе, возникающем в системе зажигания вследствие отрыва воспламеняющей искры.

После затухания импульса разряда через коллектор-эмиттер транзистора

70 конденсатор 73 заряжается, и если его напряжение превышает напряжение конденсатора 75, то они продолжают заряжаться. При этом напряжение на конденсаторе 75 остается постоянным вследствие .большой величины сопротивлений 83 и 87. Когда частота вращения двигателя относительно мала, клапан

4 не перекрывает подачу топлива в

11 95? 1

Ф двигатель, а транзисторы 76 и 97 открыты ° Конденсатор 93 подавляет импульсы помех, а диод 102 и сопротивления 103 и 104 предохраняют транзисторы 76 и 97 от разрушения при корот- 5 ком замыкании. Остальные элементы устройства обеспечивают управление клапаном 4 независимо от питающего напряжения и окружающей температуры.

Возможно выполнение устройства с дополнительным транзистором 106, обеспечивающим питание электромагнитного клапана 4 напряжением, большим напряжения аккумуляторной батареи.

Таким образом, подобное выполнение устройства обеспечивает срабатывание электромагнитных клапанов при требуемой частоте вращения двигателя,в связи с чем повышается точность 20 дозирования подачи топлива через систему холостого хода. формула изобретения

1. Устройство управления электромагнитными клапанами системы холостого хода карбюратора для двигателя внутреннего сгорания, содержащее по- З11 лупроводни ковый коммутирующий> блок, выход которого подключен к обмотке по меньшей мере одного электромагнитного клапана, подключенный ко входу блока каскад возбуждения, соединенный с предвключенным каскадом, выполненным чувствительным к частоте вращения двигателя, и выключатель, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности дозирования 4п подачи топлива через систему холостого хода, предвключенный каскад снабжен зарядной цепью> схемой генерирования сигнала, синхронного с частотой вращения, и. схемой разряда, вход ко- 4 торой подключен к схеме генерирования сигнала, а выключатель соединен с каскадом возбуждения и снабжен вакуумным приводом, выполненным с возможностью срабатывания при малых уг50 лах приоткрытия дроссельной заслонки карбюратора.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что зарядная ! > цепь содержит зарядныи контур, подключенный к ней первый конденсатор, соединенньй через выравнивающий диод со вторым конденсатором, а каскад

13 12 возбуждения имеег возбуждающий и выходной транзист< ры, образующие выключатель порог свого значения, ко входу которого подключен второй к«нденсатор, причем схема разряда соединена с первым ко«денсатором и имеет моностабильный блок и схему размыкания зажигания.

3. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, -что предвключенный каскад снабжен двумя зарядными сопротивлениями, общая точка которых через сопротивление и диод подключена ко входу предвключенного каскада и через дополнительный диод— к отрицательному полюсу.

4, Устройство по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в эмиттерную цепь возбуждающего транзистора включено сопротивление, а общая точка последнего и эмиттера подключена через дополнительное сопротивление к положительному полюсу.

5. Устройство по пп. 1-4, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что моностабильный блок выполнен в виде мультивибратора.

6. Устройство по и. 5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что мультивибратор образован первым и вторым транзисторами, снабженными обратной связью через второй конденсатор и cqпротивление, включенное между базой и коллектором соответственно первого и второго транзисторов, а коллектор первого транзистора соединен со вторым конденсатором через последовательно включенные диод и сопротивление.

7. Устройство по пп. 1-6, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что в коллекторной цепи возбуждающего транзистора последовательно установлены два сопротивления, общая точка которых соединена с базой выходного транзистора, коллектор которого через обмотку электромагнитного клапана подключен к отрицательному полюсу.

8. Устройство по пп. 1-7, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что выключатель имеет нормально разомкну тые контакты, соединенные с коллектором возбуждающего транзистора и отрицательным полюсом.

9, Устройство по и. 7, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что предвключенный каскад снабжен пиковой цепью между положительным и отрицательным

13 9521 полюсами, образованной последова.тельно соединенными сопротйвлением, диодом и третьим конденсатором,. Причем общая точка диода и третьего конденсатора подключена к базе воз- 5 буждающего транзистора, а общая точка сопротивления и диода подключена через сопротивление и выключатель к отрицательному полюсу.

10. Устройство по пп. 1-9, о тл и чающее с я тем, что предвключенный каскад снабжен полупроводниковым элементом,, в базе которого установлен четвертый конденсатор, а коллектор подключен к отрицательному полюсу через пятый конденсатор, параллельно которому включен через диод шестой конденсатор, соединенный с базой возбуждающего транзистора.

11. Устройство по и. 10, о т л и - iO ч а ю щ е е с я тем, что четвертый конденсатор выполнен с возможностью заряда от системы зажигания двигате- ля, а пятый конденсатор снабжен зарядной цепью, имеющей два регулиру- 25

13 14 емых сопротивления, причем постоянная времени заряда пятого конденсатора больше постоянной времени разряда четвертого конденсатора.

12. Устройство по пп. 10 и 11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что возбуждающий транзистор своим эмиттером соединен с делителем .напряжения и образует пороговый выключатель.

13. Устройство по пп. 10-12, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каскад возбуждения снабжен делителем напряжения, в цепь которого включен выключатель и параллельно эмиттерноколлекторная цепь возбуждающего транзистора, а общая точка делителя напряжения подключена к базе выходного транзистора.

Приоритет по пунктам:

07.05.76 по пп. 1 9

14.03.77 по пп. 10-13

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Акцептованная заявка Японии

N 47- 16211, кл. 51Е65, опублик. 1972.