Система управления подачей воздуха через впускной трубопровод для двигателя внутреннего сгорания

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПА 1 ЕНУУ Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик и 633498(23) Приоритет - Р 1) 47 362 1 (43) Опубликовано 15 (45) Дата опубликов Государстаеннын номнтет Совета Мнннстроа СССР по делам нзооретеннй н открытнй(5 З) УДК 621,43 -442.3 088.8 2 писания 18.11.7 Ь Иностранецильям А. Петерсон младший) (США) 2) Автор изобретен ностранна Бендикс(71) Заявитель США 4) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ВОЗДУХАЧЕРЕЗ ВПУСКНОЙ ТРУБОПРОВОД ДЛЯ ДВИГАТЕВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ На корпусе мон 20 ра ниы й пне в мопр и торого подключена странству проточн ненная меморана свлен мембамера коному про- подпружии штоком ет быть устан вод, рабочаяк задроссел ого канала, а набж;на упоро 1Изобретение 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 снижениетоксичности отработанных газов путем обеспечения открытия дроссельной заслонки на небольшой угол при пуске двигателя. Это достигается тем, что в предлагаемой системе электронное управляющее устройство а снабжено датчиком температуры, подключенным к входу генератора импульсов, выдаюгцего 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 заслонкиможет быть снабжен пневматическим амортизатором закрытия заслонки.образующими дополнительный подвижный ограничитель перемсшеция рычага.Шток может быть выполнен с пазом, а на корпусе может быть установлен двуплсчий подпружиненный рычаг, одно плечо ко торого взаимодействует с якорем электромагнитного привода, а другое снабжено удер. живаюшим выступом для штока.На фиг. 1 изображена блок-схема предложенной системы управления; на фиг. 2 -1 О 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 15 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 последнго 25 электронное управляю(цее устройство, имеюшее генератор 9 импульсов, датчик 10 оборотов двигателя, соединенный с выходами генератора импульсов и датцика оборотов, выходной блок 11 и установленный на двигателе 2 датчик 12 температуры, подключенный к входу генератора 9 5(мпул),сос(. Якорь 13 электромагнитного привода 8 выполнен в виде подвижного ограничителя псремепс- ния привод(ого рычага 7, который посредством тяги 14 связан с педалью 15 акселератора. Рычаг 7 нагружен пру)киной 16 снабжен винтом 17 регулирования холостого хода, коцтактнруюшцм с кулачком 18, установленным на корпусе 3. В цепь 19 питания обмотки электромагнитного привода 8 включены выключатель 20 пуска двига теля 2 и реле 21, имеюще подвижный 22 н неподвижные 23 и 24 контакты и катушку 25 возбуждения. Выходной блок 11 выполце в виде блока сравнения импульсов отнератора 9 и датчика 10 оборотов. Приводной 4 рычаг 7 посредством тяги 26 соединен с пцев. матическим амортизатором 27 закрытия дро сельной заслонки 5.Система управления подачей воздуха мо. жет быть выполнена на двигателях, снабженных карбюраторами или оборудованных 50 устройствами впрыска топлива с электронными управлявшими системами. При этом карбюратор или устройство впрыска топлива обеспечивает подачу топлива в зависимоси от различных параметров режимов работы.55 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 врашепця стартера. При пуске двигателя 2 в условия.х низких температур окружающей срды Выкл(очатель 20 замыкается. В эгот момент стартер начинает вращать вал и к моменту времени, посазднномх ц 1 кривой 28 тсгчкой 29 Сх. 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 1. После нескольки.х оборотов ва,д, 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 число оборотов вала двигателя 2 быстро увс ичивается. В момент времени, отмеченный на кривой 28 точкс)й 31, энергии от сгорания смеси будт 1 остаточно д,я врашния вала при данной температуре о(срмжа(оц(ей среды и стартер может выключиться из работы. Однако. если бы в этот момент уменьшилась подача смси до величины, определяемой устойчивую работу двигателя на ре)киме холостого хода, то скондецсировавшееся до этого момента в трусбопроводе 1 топливо во время дальнейшего вращения вала испарилось бы и образовалась бы сильно обогащенная топливно- воздушная смесь, в связи с чем могли бы произойти переоои в работе двигателя или го остановка, а также повысилась бы токсичность отработанных газов. Поэтому, чтобы испарить сконденсировдвшееся топливо бз обога 1 цения смеси, подают увеличенное количество воздуха, в связи с чем обшее 1 сол)чество подавамой В двпгдте,1 ь смс.си увеличивается и обороты вала возрастают. К тому же увелиценные обороты вала обес чивают более устойчивую раси)ту двигателя. Послс того, как значительная часть топлива, скопдецсировавшегося в трубоп рсгводе 1, испд 1)и с 51, умень(1 дстс 51 Г)дда всядух)1.3 О. Прсц(сходт и момен(,отмчс нный нд криьой 28 тоцкой 32. Это( момнт Времени зави- СИТ С)Т КО,1 и 1 СТВД ССОЦДЕЦСИ)Овс(В(ПЕГО 51 ТОП- л;(вд, которое В свою очрезь с у.;1 цьцпнем температуры двигателя увелицнвд 1 ся. Следовательно, количство Воздуха, требуемого для испарсния эгого топлива ВО ьч(ускцом Трбоцровод,СО СП(ЖСсц(ЕХ)СрдТЪрЫ,1 ВП- гдтсля так)кс увли пвается. 1 х)гиство Воздуха. Проходяпгс го по впускному трубся(роцоду, зависит О )боротов вяла дв 5(г;т 51 и ремени работы последнего. К тому же на испдрясмость топлива Влия(от различные другие факторы, как. например, исцдряемость10 15 20 25 Зо 40 45 5055 топлива при различньх 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 могу быть использованы лля 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 полвижного 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 возбужде.ия до 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 закрыгие дроссельной заслонки 5 и остановку лвигателя вследствие быстрого прекращения подачи воздуха в двигатель. Отвод якоря 13 может 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 кой 33.Таким образом ооеспечивается пуск двигателя при различном его тепловом состоянии, а так как в этот период прелотвращается переобогащение смеси, поступающей в цилиндры, и в трубопроводе 1 излишнее сконденсировавнееся топливо испаряется, то сшжается токсичность отработанных газов и гОвышается надежность пуска.В изображенном на фцг. 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 рычагачерез качающийся рычаг 34.Система на фцг. 4 работает аналогично системе ца фиг. 1, только при обесточивании обмотки электромагнитного привода 8 приводной рычаг 7 вместе с качающимся р ычзГОм 3- и якоре 1 3 начинает смещаться в сторону закрытия дроссельной заслонки 5 воздействием усилия пружины 16. При таком выполнении амортизатор 27 обеспечивает замедление движения не только приводного рычага 7, но ц якоря 13 электромагнитного привод 8.В изобаженноы на фцг. 5 варианте выцо,.пения системы управления подачей воздуха для перемещения приводного рычага 7по,Ожецце приоткрытия лросссльнОЙ слонки 5 используется давление воздуха во вц мскнотрбопроволе. ДЛ 51 этОГО на корпусе 3 установлен меморацный цневмопрцвод, выполненцыи в вцле размещенной между корпусны) элевитом 38 ц (рышкой 39 мембраны 40. Последняя образует с корпусным элементом 38 рабочую камеру 11, подключенную к залроссельцому пространству проточного кана,а 4 прц помощи трубопрово )а 42, а с крьпкой 39 камеру 43, которая :).(гОцс,;к а )ОсфереЧембр; 40 нагружена усц,шем пружины 44, установленной в раоочей камере 41. На крышке 39 выполцсн укор 45, ограничивающий перемещение ме)брань; 40 цол действием пружины 44. Мс:брани 40 снабжена штоком 46, конта к ц)о н ц, ( 11)ц водным рычаГОмПри останов.сц 5 двигателе в задроссельном пространстве впускного такта давление воздуха равно атмо(ферцому, поэтому мембрана 40 цол действием пружины 44 устанавливается на упор 45 и своим штоком 46 перемещает приводной рычаг 7 в положение приоткрытия дроссельной заслонки 5. Прц вк.ю ецци выклОчателя 20 и Обмотке электромагнитного привода 8 подается ток и якорь 13 выдвигается ц дополнительным усилием удерживает приводной рычаг 7 в положении приоткрытия дроссельной заслонки 5. После пуска двигателя в залроссс,)ином пространстве проточного каала 4 образуется рзрежение. которое передается -:. рабочую камеру 41, Под действием этого разг)ехкеция мембрана 40 выгибается и отходи) от упора 45, )Тволя шток 46) От . НрцводцОГО рычаГа 7. Да,ееэлектромагнитный привод 8 продолжает одним своим якорем 13 удерживать приводной рычаг 7 в положении приоткрытия дроссельной заслонки 5. После обесточивания обмотки якорь 13 входит внутрь привода 8. Так как электромагнитный привод 8 служит только для удержания приводного рычага 7 в положении, в которое его переводит мембранный пневмопривод, для питания обмотки требуется значительно меньше энергии, чем в системе на фиг. 1.Шток 46 (см. фиг. 6) выполнен с пазом 47, а корпус снабжен кронштейном 48, в котором закреплена ось 49 двуплечего рычага 50, нагруженного пружиной 51. Одно плечо рычага 50 имеет удерживаюший выступ 52, а другое плечо взаимодействует с якорем 13 электромагнитного привода 8.Перед пуском двигателя, когда в задроссельном пространстве проточного канала 4 давление атмосферное, мембрана 40 смещает шток 46 в сторону приоткрытия дроссельной заслонки 5 и устанавливается на упор 45. При включении выключателя 20 к обмотке электромагнитного привода 8 подается ток и якорь 13, выдвигаясь, воздействует (преодолевая усилие пружины 51) на двуплечий рычаг 50, который поворачивается до тех пор, пока удерживаюший выступ 52 не войдет в паз 47 штока 46. В этом положении рычаг 50 не дает штоку 46 и мембране 40 втягиваться внутрь корпусного элемента 38, даже когда в рабочей камере 41 образуется разрежение. Поэтому при пуске двигателя шток 46 удерживает приводной рычаг 7 в положении приоткрытия дроссельной заслонки 5 до тех пор, пока цепь питания обмотки электромагнитного привода 8 замкнута. После пуска двигателя, когда обмотка привода 8 обесточивается, двуплечий рычаг 50 перемещается под действием пружины 51, и удерживающий выступ 52 выходит из паза 47, Шток 46 и мембрана 40 под действием разрежения в рабочей камере 4 втягиваются внутрь корпусного элемента 38, а приводной рычаг 7 вместе с дроссельной заслонкой 5 переводится в положение нормального холостого хода двигателя. Возможно выполнение системы на фиг. 6 с удерживанием выступа 52 двуплечего рычага 50 в пазе 47 посредством пружины 51 и выводом выступа 52 при помощи якоря 13 электромагнитного привода 8.Таким образом, выполнение системы с датчиком температуры, подключенным к входу генератора импульсов, выдаюШего опорный сигнал к выходному блоку, обеспечивающему питание электромагнитного при Формула изобретения1. Система управления подачей воздуха 10 через впускной трубопровод для двигателявнутреннего сгорания, содержащая установленный на трубопроводе корпус с проточным каналом и дроссельной заслонкой, снабженной приводным рычагом, электромагнитный привод, подключенное к обмотке последнего 15электронное управляюшее устроиство, име-ющее генератор импульсов, датчик оборотов двигателя и соединенный с выходами генератора и датчика выходной блок, отличающаяся тем, что, с целью снижения токсич ности отработанных газов путем обеспечения открытия дроссельной заслонки на небольшой угол при пуске двигателя, электронное управляющее устройство снабжено датчиком температуры, подключенным к входу генератора импульсов, выдающего зависяший 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 перемешения приводного рычага дроссельной заслонки и в цепь питания обмотки привода включены выключатель пуска двигателя и реле, соединенное с выходом блока сравнения.2. Система по п. 1, отличающаяся тем,35 40 45 50 вода до тех пор, пока вал двигателя не достигнет заданных оборотов, позволяет испарить во впускном трубопроводе сконденсировавшееся топливо и предотвратить переобогашение смеси, в связи с чем снижается токсичность отработанных газов. что приводной рычаг дроссельной заслонки снабжен пневматическим амортизатором закрытия заслонки.3, Система"по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что на корпусе установлен мембранный пневмопривод, рабочая камера которого подключена к задроссельному пространству проточного канала, а подпружиненная мембрана снабжена упором и илоком, б 1 азушими дополнительный подвижны й ог ран и ч- ител пе 1)смещения рыча Га.4. Система по и. 3, отличающаяся тем, что шток выполнен с пазом, а на корпусе установлен двуплечий подпружиненный рычаг, одно плечо которого взаимодействует с якорем электромагнитного привода, а другое снабжено удерживаюшим выступом для штока,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США Юо 3702603, кл. 123 в , 1972.витель Л. Сипаи ), Луговая К 56 Г Сос Техре, Тираж твенного комитета елам изобретений сква, Ж, Рауш Патент, г. Ужго Совета и отк кая н од, у.