Устройство регулирования угла опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания

О П И С А Н И Е980634ИЗОВЕЕТЕНИЯ Сотоз Советск ихСоциалистическихРеспублик К ПАТЕНТУ(53) УДК 621,436, 038.5(088,8) Опубликовано 07.12.82.Бюллетень% 45 вв делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 07. 12 . 82 Иностранец Исаму Ота (Япония).ФИностранная фирманюТойота Дзидося Когио Кабусики Кайся(54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ЗАЖИГАНИЯ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ,Изобретение относится к средствам для регулирования угла опережения зажигания в двигателях внутреннего сгорания.Известно устройство регулирова 5 ния угла опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания, содерф жащее вакуумный регулятор, распределитель зажигания, первое клапанноеустройство, термочувствительный элемент и первый, второй и третий трубопроводы, причем вакуумный регуляторвыполнен с полостями опережения изапаздывания и связан с распределителем зажигания, первый трубопроводсвязывает полость опережения с впускным коллектором до дроссельной заслонки, первое клапанное устройствосоединено вторым трубопроводом свпускным коллектором, около дроссельноЯ заслонки, а третьим - с полостьюзапаздывания вакуумного регулятора 113,Однако в известном устройстве диапазон регулирования момента зажигания в зависимости от режимов работы 2двигателя либо ограничен, либо до" стигается сложными средствами;при одновременном ограничении режимов работы, на которых это регулирование возможно.Цель изобретения - расширение диапазона регулирования угла опережения зажигания в зависимости от режимов работы двигателя.Укаэанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содер.жит четвертый, пятый и шестой тру-, бопроводы и второе клапанное устройство, которое при помощи четвертого трубопровода соединено с полостью впускного коллектора за дроссельной заслонкой, а при помощи пятого - с третьим трубопроводом, причем шестой трубопровод связывает первое кла" панное устройство с первым трубопро" водом.Кроме того, первое клапанное уст" ройство содержит корпус с крышкой и днищем, цилиндрический клапан с фланцем, цилиндрическим гнездом и боковы980634 3ми и осевым отверстиями, клапанныйэлемент, кольцевое и дисковое седла,наружную, внутреннюю и малую пружиныи эластичные кольца, причем в корпусе выполнены осевое отверстие длясвязи Ч, шестым трубопроводом боковое отверстие для связи с вторымтрубопроводом и отверстие в днищедля связи с третьим трубопроводом,термочувствительный элемент размещенв днище корпуса и на последнем выполнено кольцевое седло, дисковоеседло размещено на крышке корпуса уосевого отверстия, одно эластичноекольцо расположено между крышкой корпуса и цилиндрическим клапаном, другое - между цилиндрическим клапаноми клапанным элементом, который нагружен внутренней пружиной, наружнаяпружина размещена между фланцем цилиндрического клапана и крышкой корпуса, а малая пружина - в цилиндрическом гнезде с опорой на термочувствительный элемент,Второй клапанный элемент содержиткорпус, подпружиненную мембрану иклапан, связанный с мембраной, причем мембрана делит полость корпусана первую полость, связанную с четвертым трубопроводом, и вторую полость, связанную постоянно с атмосферой и через клапан - с пятым трубопроводом,На Фиг. 1 приведена схема, поясняющая в целом конструкцию одного из вариантов исполнения устройства (первое и второе клапанные устройства изображены в разрезе); на Фиг, 2 первое клапанное устройство при низкой температуре двигателя, увеличенный продольный разрез; на фиг, 3- то же, при высокой температуре двигателя; на фиг. 4 - первое и второе клапанные устройства при высокой температуре двигателя и высоком вакууме во впускном коллекторе, увеличенный продольный разрез; на Фиг. 5 вакуумный регулятор опережения и вакуумный регулятор запаздывания, вертикальный разрез.Устройство содержит карбюратор 1, с дроссельной заслонкой, впускной кол лектор 2, один из цилиндров 3 двигателя внутреннего сгорания и впускной клапан 4. Распределитель 5 зажигания связан с запальными свечами (не показаны) соответствующих цилиндров. С распределителем 5 соединены ваку 4умные регуляторы 6 и 7 опереженияи запаздывания,Устройство содержит также первое8 и второе 9 клапанные устройства,Трубопровод 10 соединен с карбюратором 1 и с первым клапанным устройством 8. От трубопровода 11, являющегося первым трубопроводом и соединяющего вакуумный регулятор 6 опереже 10 ния с карбюратором 1 в точке, расположенной перед дроссельной заслонкой,ответвляется трубопровод 12, который соединен с первым клапанным устройством 8. Имеется также трубопровод 13 передачи вакуума, одним своим концом соединенный с впускным коллектором 2, а другим - с вторым клапанным устройством 9. Трубопровод 10 является вторым трубопроводом, Второе клапанное щ устройство 5 соединено с вакуумнымрегулятором 7 запаздывания трубопроводом 14 и, кроме того, с первымклапанным устройством 8 трубопроводом 15, ответвляющимся от трубопровода 14, являющегося вместе с трубопроводом 15 третьим трубопроводом, Четвертым трубопроводом является трубопровод 13,1Первое клапанное устройство 8З (фиг. 2) содержит закрытый корпус,цилиндрической формы, К отверстиям,выполненным в двух торцах корпуса,подключены трубопроводы 12 и 15, а котверстию, выполненному по центруцилиндрической стенки корпуса,трубопровод 10 передачи вакуума, Трубопровод 11 содержит калиброванныйучасток 16. В противоположных внутренних торцах корпуса первого клапан 40 ного устройства 8 выполнены кольцевое седло 17 клапана и имеющее Форму диска седло 18 клапана. В корпусеустановлен полый цилиндрический клапан 19, избирательно входящий в герметйчный контакт с седлами 17 и 18клапана. Наружный диаметр клапана19 (Фиг. 2) значительно меньше внутреннего диаметра корпуса, вследствие чего между внутренней периферийной О поверхностью корпуса и наружной периферийной поверхностью клапана 19 имеется сравнительно большое пространство. Клапан 19 входит в контакт с одним из седел 17 и 18, одновремен 55 но отходя от другого седла. Таким образом. седла 17 и 18 клапана и клапан 19 образуют клапанное устройство.управляющее сообщением трубопроводосообщается с атмосферой. В камере 33 расположен соединенный с мембраной 31 клапан 36, нормально перекрывающий сообщение между камерой 33 и трубопроводом 14.В трубопроводе 11 в месте, прилежащем к его выходу .в карбюратор 1, имеется калиброванный участок 16.Другой калиброванный участок 37 имеется в трубопроводе 15 в месте, прилежащем к точке его соединения с пер" вым клапанным устройством 8. Калиброванные участки 16 и 37 выполнены так, что давление перед дроссельной заслон кой карбюратора 1 и давление в первом клапанном устройстве 8 могут не оказывать влияния на давление в трубопроводах 12 и 15, ответвленных от трубопроводов 11 и 14 соответственно.Как видно из фиг. 5, вакуумные регуляторы 6 и 7 опережения и запаздывания выполнены как единый узел.Их корпуса 38 и 39 соответственно соединены через мембрану 40, установленную междУ открытыми торцами корпусов 38 и 39. В корпусах 38 и 39 расположены спиральные пружины 41 и 42 соответственно одинаковой жесткости. Спиральная пружина 41 одним своим торцом контактирует с внутренней поверхностью торцовой стенки корпуса 38, а другим - с диском 43, расположенным между этой пружиной и мембраной 40. Спиральная пружина 42 одним своим торцом контактирует с внутренней поверхностью торцовой стенки корпуса 39, а другим - с диском 44, установленным между спиральной дружиной 42 и мембраной 40. При такой конструкции в случае равенства давлений в регуляторах опережения и запаздывания мембрана 40 занимает нейтральное положение. Полости регуляторов 6 и 7 равны по объему и сообщаются с трубопроводами 11 и 14 соответственно. В центральной части мембраны 40 закреплена .своим внутренним концом тяга 45, которая проходитфдерез торцовую стенку корпуса 39 в зластичном герметизирующем элементе 47, изолирующем полость корпуса 39 от атмосферы. Тяга 45 своим наружным концом шарнирно соединена с пластиной 46 прерывателя распределителя 5Благодаря описанной выше конструкции узла регуляторов опережения и запаздывания в случае, когда вакуум в полости, ограниченной корпусом 38 и мембраной 40, превышает вакуум в 5 980634 б12, 15 и 10, На клапан 19 свободнонадета спиральная пружина 20, стремящаяся переместить клапан 19 аксиально вниз. Одним своим концом спиральная пружина 20 упирается в верхнюювнутреннюю торцовую поверхность корпуса, а другим - в Фланец 21 клапана19. Согласно фиг. 2, клапан 19 нормалько смещен спиральной пружиной 20вниз. 1 ОВ одном из торцов клапана 19 выполнено отверстие 22, обеспечивающеесообщение трубопровода 12 с внутренней полостью клапана 19. В цилиндрической стенке клапана 19 выполненагруппа сквозных отверстий:23, обеспечивающих сообщение между полостьюклапана и полостью корпуса. На наружной и внутренней поверхностях назван(його выше первого торца клапана 19 щзакреплены (например приклеены) дваэластичных кольца 24, в каждом изкоторых имеется отверстие, соосноеотверстию 22, Эти кольца препятствуют ударному взаимодействию торцас соответствующей частью корпуса,Во втором торце клапана 19 выполнено цилиндрическое гнездо 25, в котором установлена спиральная пружина26. Одним своим концом пружина 26упирается в термочувствительный элемент 27, закрепленный в корпусе. Термочувствительный элемент 27 выполненпо внешним очертаниям практическицилиндрическим. В этом элементе заключено вещество, расширяющееся исжимающееся пропорционально температуре двигателя. В клапане 19 расположен также клапанный элемент 28 вформе диска, нормально закрывающийотверстие 22, и спиральная пружина29, действующая таким образом, чтоклапанный элемент 28 нормально закрывает отверстие 22 за счет прижатияпружиной 29 к эластичному кольцу 24,закрепленному на внутренней поверх- .ности верхнего торца клапана. 19,Второе клапанное устройство 9 содержит корпус 30, разделенный мембраной 31 на две камеры (полости) 32 и5033 (фиг. 1 и 4) . К камере 32 подключен четвертый трубопровод 13, передающий вакуум и действующий во впускном коллекторе 2, В камере 32 расположена пружина 34 мембраны 31 нор 55мально смещающая последнюю вниз вположение, показанное на фиг. 1. Камера 33 через группу отверстий 35, выполненных в нижней стенке корпуса 30, 980634полости, ограниченной корпусом 39 и мембраной 40, последняя деформируется влево, В результате этой деформации пластина 46 поворачивается тягой 45, против часовой стрелки и момент зажигания в распределителе 5 устанавливается с,опережением,В случае, когда вакуум в полости, ограниченной корпусом 39 и мембраной 40, становится больше вакуума.в полости, ограниченной карпу О сом 38 и мембраной 40, последняя деФормируется вправо. В результате такой деформации пластина 46 поворачивается тягой 45 по часовой стрелке и момент зажигания устанавливается 15 в распределителе с запаздыванием. Деформация мембраны 40 регулируется спиральными пружинами 41 и 42, и вследствие этого жесткость каждой из пружин и усилие, развиваемое ею 20 должны выбирать такими, цтобы получить заданный по величине ход мембраны 40 под действием разности действующих на ее противоположные стороны давлений. 25Устройство работает следующим образом.При температуре двигателя, не превышающей некоторого уровня, т, е. при запуске двигателя или по истечении небольшого периода времени после пуска, термочувствительный элемент 27 в первом клапанном устройстве 8 находится в сжатом состоянии. В таком состоянии термоцувствительный эле 35 мент 27 не отжимает клапан 19 от седла 17 и клапан в контакте с седлом 17 (фиг. 2),Вследствие этого сообщение между трубопроводом 10 передачи вакуума и трубопроводом 15 отсутст, вует, и трубопровод 10 сообщается с трубопроводом 12 через полость корпуса.Вакуум, действующий за дроссельной заслонкой карбюратора 1, подается в вакуумный регулятор 6 опережения через трубопровод 10 передачи вакуума, полость корпуса, седло 18 клапана и трубопроводы 11 и 12, обусловливая установку момента зажигания с50 опережением. В рассматриваемом состоянии устройства вакуум, действующий перед дроссельной заслонкой карбюратора 1, не подается в вакуумный регулятор 6 опережения и трубопровод 12 вследствие наличия калиброванного55 участка 16, расположенного вблизи места соединения трубопровода 11 с карбюратором 1. После запуска и прогрева двигателя термочувствительный элемент 27выходит из состояния, изображенногона фиг. 2, и расширается по направлению вверх, смещая клапан 19 вверхи выводя его из контакта с седлом17 клапана в положение, показанноена фиг. 3. Выход Фланца 21 клапана19 из соприкосновения с седлом 17клапана создает возможность сообщения между трубопроводом 10 передачи вакуума и трубопроводом 15. Врезультате вакуум, действующий задроссельной заслонкой карбюратора,передается в вакуумный регулятор 7запаздывания и вызывает запаздываниемомент.а зажигания, В рассматриваемомсостоянии вакуум, передаваемый ввакуумный регулятор 7 запаздывания,пропорционален углу поворота дроссельной заслонки,При установке дроссельной заслонки в положение, показанное на фиг. 1сплошными линиями, т. е. при прогреве двигателя до температуры, превышающей заданный уровень, в режиме холостого хода, в трубопроводе 11 передаци вакуума действует избыточноедавление и вакуумный регулятор 6 опережения не работает. При последующей работе двигателя под нагрузкой ипереходе дроссельной заслонки в положение, показанное на Фиг. 1 штрих;пунктиром, в трубопроводе 11.передачи вакуума создается вакуум, а втрубопроводе 10 передачи вакуума действует избыточное давление, в результате чего вакуумный регулятор 6 опережения приводится в действие, а вакуумный регулятор 7 запаздывания бездействует. Таким образом, при работедвигателя под нагрузкой момент зажигания устанавливается с опережением.Во всех описанных выше случаяхвторое клапанное устройство 9 бездействует вплоть до момента, пока вакуум во впускном коллекторе 2 не преодолеет усилие пружины 34 мембраны.,Второе клапанное приспособление приводится в действие, например, придвижении накатом на высокой скоростиили при торможении двигателем и.возникновении во впускном коллекторе 2весьма большого разрежения. Второеклапанное устройство 9 при срабатывании меняет установку момента зажигания, как описано выше,Когда в. процессе, движения накатомна высокой скорости или, например,980634 10 формула изобретения 9торможения дви гателем во впускном коллекторе 2 создается весьма значительный вакуум, мембрана 31 второго клапанного устройства 9 смещается вверх, как показано на фиг. 4, и соединенный с мембраной 31 клапан 36 отводится вверх, в результате чего трубопровод 14 соединяется с атмосферой через отверстия 35; Следствием этого является переход вакуумного ре гулятора 7 запаздывания в нерабочее состояние. Одновременно вакуум; создаваемый при всасывании, передается по трубопроводу,10 передачи вакуума в первое клапанное устройство 8 и от з жимает клапанный элемент 28 вниз (фиг. 4), в результате чего вакуум передается через трубопровод 10, полость клапана 19, отверстие 22 клапана 19 и трубопроводы 12 и 11 в ва- що куумный регулятор 6 опережения, Таки% образом, момент зажигания устанав ливается с опережением, пропорциональным по величине уровню вакуума при всасывании. В рассматриваемом 2 з состоянии воздействие атмосферного давления перед дроссельной заслонкой карбюратора 1 на давление в трубопро- . воде 11 передачи вакуума исключается наличием в этом трубопроводе калиб- зо рованного участка 16. Воздействие атмосферного давления в трубопроводе 14 на давление во впускном коллекторе исключается наличием в трубопроводе 15 калиброванного участка 37. 1. Устройство Регулирования угла 4 , опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания, содержащее вакуумный регулятор, распределитель зажигания, первое клапанное устройство, термочувствительный элемент и и первый, второй и третий трубопроводы, причем вакуумный регулятор выполнен с полостями опережения и запаздывания и связан с распределителем зажигания, первый трубопровод связываетполость опережения .с впускным коллектором до дроссельной заслонки, первое клапанное устройство соединено-вторым трубопроводом с впускным коллектором около дроссельной заслонки, а тре 55 . тьим - с полостью запаздывания ваку.умного регулятора, о т л и ч а ющ е е. с я тем, что, с целью расшире" ния диапазона регулирования в зависимости от режимов работы двигателя, устройство дополнительно содержит четвертый, пятый и шестой трубопроводы и второе клапанное устройство, которое .при помощи четвертого трубопровода соединено с полостью впускного коллектора за дроссельной заслонкой, а при помощи пятого - с третьим трубопроводом, причем шестой трубопровод связывает первое клапанное устройство с первым трубопроводом.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что первое клапанное устройство содержит корпус с крышкой и днищем, цилиндрический клапан с фланцем, цилиндрическим гнездом и боковыми и осевым отверстиями, кла" панный элемент, кольцевое и дисковое седла, наружную, внутреннюю и малую гружины и эластичные кольца, причем в корпусе выполнены осевое отверстие,для связи с шестым трубопроводом,боковое отверстие для связи с вторым трубопроводом и отверстие в днище для связи с третьим трубопроводом,термочувствительный элемент размещен в днище корпуса, и на последнем выполнено кольцевое седло, дисковоеседло размещено на крышке корпуса у . осевого отверстия, одно эластичноекольцо расположено между крышкойкорпуса и цилиндрическим клапаном,другое - между цилиндрическим клапаном и клапанным элементом, который нагружен внутренней пружиной, наружная пружина размещена между фланцем цилиндрического клапана и крышкой корпуса, а малая пружина - в цилиндрическом гнезде с опорой на термочувствительный элемент.3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что второй клапанный элемент содержит корпус, подпружиненную мембрану и клапан, связанный с мембраной, причем мембрана делит полость корпуса на первую по" лость, связанную с четвертым трубопроводом, и вторую полость, связаннуюпостоянно с атмосферой и через клапан - с пятым трубопроводом,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3631845,кл, 123-117, опублик. 1972.г. Ужгород, ул. Проектная,ППП "Пате ф акаэ 9401/51 Ти ВНИИП по д 113035аж 552 ПодпиГосударственного комиелам изобретений и откМосква, Ж, Раушская оета СССРтийаб., д. 4/5