CN201007240Y - 汽车异步可控节油器 - Google Patents

Abstract

一种汽车异步可控节油器，由节油控制电路IC2，开机定时电路IC3和稳压电路IC1及各部分的相关辅助电路构成；关键是节油控制电路是四个可控硅VS1－4的控制极接在IC2中的四个运算放大器A1－4的V₀输出端，各可控硅的阳极和阴极分别接发动机各气缸喷油器线圈VE1－4和汽车原有电控单元中晶体管E－4的电路构成。本实用新型安装容易，不需对汽车原有电路和喷油系统改动，操作方便，节油率达10－25％。

Description

汽车异步可控节油器

技术领域

本实用新型属于一种汽车节油技术。

背景技术

现有的轿车发动机采用电子控制燃油喷射系统和微机控制电子点火系统，使发动机功率、油耗、气缸密封性、排气净化性、点火性能、燃烧质量、噪音、发动机温度、机油压力和油质等性能比传统发动机优越得多。尽管如此，因设计时诸多因素的影响，目前发动机的混合气普遍偏浓，都在12比1左右，而理想空燃比14.8比1，如果使其在16.6比1以上，就是燃烧稀混合气，需要的燃油将更少，就以达到节油目的；同时尾气中的CO、HC也得到减少。目前轿车的发动机多为直列四缸，双顶置凸轮轴(DOHC)，16气门，SFI多点顺序燃油喷射系统，压缩比10比1左右。除特殊用途车外，其最大功率，最大载荷，最高时速等性能均不使用，这些性能适当转移到提高汽车的经济性是有实际意义的。在电控喷射系统中，燃油通过压力调节器为一定时，系统压力一般在0.25-0.3Mpa范围；喷油器喷出的油量便取决于喷油器的开启时间或者说喷油脉宽。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种汽车异步可控节油器，要解决的技术问题是改变喷油脉宽来补偿整个系统中的不定综合因素，从而精确稳定地使发动机在略稀混合气状态下工作，实现节油和环保目的。

具体方案如下：

一种汽车异步可控节油器，由节油控制电路IC2，开机定时电路IC3和稳压电路IC1及各部分的相关辅助电路构成；关键是节油控制电路是四个可控硅VS1-4的控制极接在IC2中的四个运算放大器A1-4的V₀输出端，各可控硅的阳极和阴极分别接发动机各气缸喷油器线圈VE1-4和汽车原电控单元中晶体管E1-4的电路构成。

运算放大器A1-4的工作电路由接在运算放大器A1-4的  “-”信号输入端2、6、9、13脚的并由串接在稳压电源输出端与运算放大器11脚即电源负端间的电阻R5、R6构成的取得比较电平VF＝4V的分压电路，接在分压电路与运算放大器负极11脚间电解电容C4构成的滤波电路；接在运算放大器“+”信号输入端3脚的由可调电阻RP1、电阻^*R4及电容C3串接，可调电阻RP2、电阻^*R10及电容C5串接，可调电阻RP3、电阻^*R14及电容C6串接，可调电阻RP4、电阻^*R18及电容C7串接，构成的四个运算放大器A1-4的RC积分延时电路；接在运算放大器A1-4“+”信号输入端3、5、10、12脚的由三极管VT1-4、光偶管K1-4、接在四个三极管VT1-4的基极的电阻R3与稳压二极管VD2，电阻R9与稳压二极管VD6，电阻R13与稳压二极管VD10，电阻R17与稳压二极管VD14构成的三极管放电开关电路三部分构成。

开机定时电路由集成块IC3及其工作电路构成，具体是：在IC3的2、6脚与1脚间接有C9的施密特延时电路，VT5的发射极接IC3的1脚，VT5的基极与稳压电源正端间接有R20与电容C8构成的RC开机触发电路，VT5的集电极经限流电阻R21接稳压电源正端，经充电电容C9接电源负端，VT5的集电极并与IC3的管脚2、6上直接相接，IC3的脚8、4与稳压电源正端相接，IC3的输出端脚3经隔离二极管VD5和限流电阻R7，经隔离二极管VD8和限流电阻R11，经隔离二极管VD12和限流电阻R15，经隔离二极管VD16和限流电阻R19分别接四个可控硅VS1-4控制极。

四个可控硅的控制极与运算放大器A1-4的V₀输出端即管脚1、7、8、14间分别接有隔离二极管VD4和限流电阻R7，隔离二极管VD9和限流电阻R11，隔离二极管VD13和限流电阻R15，隔离二极管VD17和限流电阻R19构成的触发控制电路。

稳压电源电路由集成块IC1及相关电路构成，具体是：集成块采用7809稳压块，向节油控制电路和开机定时电路提供稳定电源，其中，稳压电源向开机定时电路提供的电源是经过低频滤波电解电容C1、高频滤波电容C2的处理后供电。

在开机定时电路中，从电源至IC3管脚4、3间串接有R22、LED2节油指示电路；在管脚3与电源负端串接有R23、LED3构成的开机时及手控解除节油状态指示电路；在三极管VT5的集电极与电源负端接有解除节油状态的手动开关S。

按照上述给出的基本电路单元，运算放大器A1的正电源端脚4与电源正端相接，负电源端脚11与电源负端相接；把光偶管K1-4正极与电源正端间分别通过限流电阻R2、R8、R12、R16相接，光偶管K1-4负极的通过保护隔离二极管VD3、VD7、VD11、VD15分别接到可控硅管VS1-4的阴极；光偶管K1-4的集电极经限流电阻R3、R9、R13、R17与稳压电源输出端相接。在电源Vcc输出端与电源负端接有R1与LED1构成的电源指示电路；在稳压电源负端与地间串接有保护二极管VD1。

按照上述方案即制成一个汽车异步可控节油器。可控硅VS1-4的阳极和阴极与汽车喷油线圈VE1-4和汽车原有的电控单元中三极管E1-4的集电极间的连接方式均采用插接，既方便节油器在汽车上的安装，又有利益使用。本实用新型安装容易，不需对汽车原有电路和喷油系统的改动，操作方便，节油率达10-25％。

附图说明

图1是汽车异步可控节油器电路组成单元方框图。

图2是汽车异步可控节油器电原理图。

具体实施方式

以下结合附图，作为一个实施例，对节油器工作原理作具体说明。

参照图1，本实用新型的电路主要由稳压滤波、光偶控制、放电开关、积分延时、运算放大比较、开机定时、可控硅电路、以及工作指示、电源指示，手控开关等单元电路构成，再与汽车的电控单元电路ECU和喷油器插接而成。

参照图2，节油器的基本电路主要由IC1构成的稳压电源电路、由IC3构成的开机定时电路和IC2与四个可控硅VS1-4以及构成推动IC2内的四个运算放大器与可控硅工作的四个光偶管K1-4、四个三极管VT1-4构成的基本电路组成。其中稳压电路主要采用集成块7809，IC2采用LM324型号的集成块，IC3采用NE555集成块，四个可控硅的型号是SCR8AM，四个光偶管型号是P621，支持四个运算放大器工作的四个三极管VT1-4型号是9013，接在四个运算放大器的V₀输出端脚与四个可控硅VS1-4控制极间的隔离二极管VD4、VD9、VD13、VD17以及接在光偶管K1-4的负极的隔离二极管VD3、VD7、VD11、VD15均采用型号为FR107的二极管；开机定时器电路中的三极管VT5也使用型号为9013的三极管。另外四个喷油线圈VE1-4和四个三极管E1-4均为汽车喷油器电控单元ECU电路中已有部件。

节油器的工作原理是：参照图2，支持可控硅延时导通的比较器是由IC2及外围元件组成，型号为LM324的集成块，除电源共用外，内有4个独立的运算放大器A1-A4，由它们组成的四个同相比较器也是独立工作的，在顺序多点燃油喷射系统中，可按喷油顺序如1-3-4-2进行独立控制。现以A1为例加以说明，4脚为正电源端，11脚为负电源端，“+”、“-”为两个信号输入端，1脚为“V₀”输出端。电阻R5、R6组成分压电路，为运放A1-A4设定比较电平VF＝4V，并接在2脚“-”端上，电解电容C4起到滤波抗干扰的作用。RP1、*R4串联C3并从中间与A1的3脚相连组成RC积分延时电路。当VT1载止后，无极性电容C3开始充电，电容上的电压按指数规律增长，当A1的“+”输入端达到4V时，输出端1脚呈高电平“1”，延时结束，可控硅导通。当VT1导通时，C3迅速放电，A1的输出端1脚呈低电平“0”，并为下一个脉冲信号作准备。时间常数τ＝RC，其数值上等于V₀从零增长到稳态值V_i的0.633倍时所需要的时间。即τ时的电压为0.633×9v＝5.697V，可得出比例关系式：

$\frac{(5.697-0.3)V}{\mathrm{RC}}=\frac{4\left(V\right)}{t},$ 当R为千欧，C为微法，时间t为毫秒。

$t\left(\mathrm{ms}\right)=\frac{4\mathrm{RC}}{5.397};$ 按图2中的参数计算，延时时间t可以在2ms-3.6ms之间调节。光偶K1直接受E1控制，R2为限流电阻，使光偶二极管工作在10mA左右。当E1导通时，K1导通，光偶的集电极呈低电平“0”，稳压二极管VD2的负极端呈低电位。此时，VD2、VT1均为可靠截止状态，电容C3开始充电，进入延时。当E1关断时，光偶K1同时关断，稳压二极管VD2负极呈高电位，此时，由于稳压管的特性，使开关三极管VT1有一个流经R3、VD2的基极电流，处于饱和导通，对C3进行快速放电至集电结电压0.3V，二极管VD3、VD4均起电位阻隔作用。

参照图2，开机定时电路是在起动时暂时解出对喷油脉宽的削减，保证起动时所需的浓混合气，当暖机一段时间后，便自动取消对节油状态的锁止，进入正常的节油环节。工作原理：三极管工作在开关状态，用来触发IC3进入定时状态用。NE555接成定时模式，当电源接通时，9V稳压电给电容C8充电，在C8充电瞬间，VT5的基极为高电平，三极管导通使IC3的2脚接地，触发IC3，使其3脚输出为高电平“1”，当C8充电完毕后，VT5因基极电位降低而截止，此时NE555的2脚还原为高电平，IC3进入定时状态，3脚的高电平通过VD5、R7使VS1的控制极一直处于高地位，VS2、VS3、VS4的控制极也同时处于高电位，由于有二极管VD5、VD8、VD12、VD16的隔离作用，四组控制互不影响，当汽车上的电控单元ECU顺序导通时，四个可控硅VS1-4也同步顺序打开。随着电容C9的充电，6脚上的电位越来越高，当大于三分之二电源电压时，NE555的3脚输出端信号翻转为低电平“0”，解出节油锁止，可控硅开始异步导通。同时，节油指示LED2点亮。定时时间约为1.1RC(秒)，大约在2分钟。当特殊情况不需要时，也可手动接通S开关，2脚对地短接，3脚变为“1”电平，进行手控解出节油状态，同时LED3点亮。

IC1是稳压集成块7809，它输出稳定的9V直流电压，并有过流、过压保护功能，C1、C2为滤波电容，LED1是电源指示灯，二极管VD1起保护电路的功能，防止搭铁线误接电源。

安装时，将每一缸的喷油器电插头拨出，利用4个专用T型接头将其连接，再连接好搭铁线，并将节油器固定在适当位置即可。整个节油器的体积很小，只有70mm×60mm×20mm。调整高精度可变电阻RP1-4应根据发动机排量情况而定，排量为1.3L以下取大值，1.6-1.8L取中值，2.0L以上取小值。本节油器适用于3缸、4缸、6缸、8缸；电控单点喷射，电控同时喷射，电控顺序喷射，电控分组喷射发动机。喷油器不论是电流控制式还是电压控制式都可以。如有附加电阻时，将节油器的电源端V_S直接接在附加电阻的另一端电源上。电压控制式驱动的喷油器线圈一般为高阻15Ω左右，或低阻喷油器串接一个附加电阻，普遍应用。

Claims (4)

1.一种汽车异步可控节油器，由节油控制电路IC2，开机定时电路IC3和稳压电路IC1及各部分的相关辅助电路构成；其特征在于节油控制电路是四个可控硅VS1-4的控制极接在IC2中的四个运算放大器A1-4的V₀输出端，各可控硅的阳极和阴极分别接发动机各气缸喷油器线圈VE1-4和汽车电控单元中晶体管E1-4的电路构成。

2.根据权利要求1所述的一种汽车异步可控节油器，其特征在于运算放大器A1-4的工作电路由接在运算放大器A1-4的“-”信号输入端2、6、9、13脚的并由串接在稳压电源输出端与运算放大器11脚即电源负端间的电阻R5、R6构成的取得比较电平VF＝4V的分压电路，接在分压电路与运算放大器负极11脚间电解电容C4构成的滤波电路；接在运算放大器“+”信号输入端3脚的由可调电阻RP1、电阻^*R4及电容C3串接，可调电阻RP2、电阻^*R10及电容C5串接，可调电阻RP3、电阻^*R14及电容C6串接，可调电阻RP4、电阻^*R18及电容C7串接，构成的四个运算放大器A1-4的RC积分延时电路；接在运算放大器A1-4“+”信号输入端3、5、10、12脚的由三极管VT1-4、光偶管K1-4、接在四个三极管VT1～4的基极的电阻R3与稳压二极管VD2，电阻R9与稳压二极管VD6，电阻R13与稳压二极管VD10，电阻R17与稳压二极管VD14构成的三极管放电开关电路三部分构成。

3.根据权利要求1所述的一种汽车异步可控节油器，其特征在于开机定时电路由集成块IC3及其工作电路构成，具体是：在IC3的2、6脚与1脚间接有C9的施密特延时电路，VT5的发射极接IC3的1脚，VT5的基极与稳压电源正端间接有R20与电容C8构成的RC开机触发电路，VT5的集电极经限流电阻R21接稳压电源正端，经充电电容C9接电源负端，VT5的集电极并与IC3的管脚2、6直接相接，IC3的脚8、4与稳压电源正端相接，IC3的输出端脚3经隔离二极管VD5和限流电阻R7，经隔离二极管VD8和限流电阻R11，经隔离二极管VD12和限流电阻R15，经隔离二极管VD16和限流电阻R19分别接四个可控硅VS1-4控制极。

4.根据权利要求1或2所述的一种汽车异步可控节油器，其特征在于四个可控硅的控制极与运算放大器A1-4的V0输出端即管脚1、7、8、14间分别接有隔离二极管VD4和限流电阻R7，隔离二极管VD9和限流电阻R11，隔离二极管VD13和限流电阻R15，隔离二极管VD17和限流电阻R19构成的触发控制电路。

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