CS260407B1 - Omezovač detonačního spalování v zážehových motorech - Google Patents

Abstract

Řešení řeší omezení detonačního spalování v zážehových motorech a umožňuje zvýšení ekonomiky provozu a životnosti zážehových motorů. Podstata spočívá v tom, že elektronický blok pro vyhodnocování detonací je opatřen čidlem vibrací motoru a snímačem úhlové polohy klikového hřídele. Na elektrický výstup tohoto bloku pro vyhodnocování detonací je připojen vstup pro elektrické ovládání regulátoru podtlaku. Regulovaný podtlakový výstup tohoto regulátoru podtlaku je pneumaticky napojen na vstup podtlakového regulátoru předstihu zážehů. Podtlakový vstup regulátoru podtlaku je připojen na zdroj podtlaku. Omezovač pracuje tak, že na základě detekce detonačního spalování reguluje podtlak v podtlakovém regulátoru předstihu zážehu, a tím snižuje hodnotu předstihu do té míry až jsou detonace potlačeny. Omezovač detonačního spalování může být využit jak při konstrukci nových zážehových motorů, tak i jako doplněk již existujících zážehových motorů, zejména těch, které mají podtlakovou regulaci předstihu zážehu.

Description

Vynález se týká omezovače detonačnlho spalování v zážehových motorech, který umožňuje zvýšení ekonomiky provozu a životnosti zážehových motorů.

V současné době se potlačování detonačního spalování v zážehových motorech řeší konstrukčním provedením spalovacího prostoru a oktanovým číslem paliva. Nemá-li dojít k detonačnímu spalování, pak konstrukční provedení motoru předurčuje požadavek na oktanové číslo paliva pro daný typ motoru. Vyšší cena paliva s vyšším oktanovým číslem zabraňuje konstrukci účinnějších motorů s vyšším kompresním poměrem. Kromě toho již realizované zážehové motory nejsou provozovány v nejekonomičtějších oblastech spalování. V důsledku rozptylu hodnot nastavení a seřízení motoru a v důsledku opotřebení mechanismu náhonu rozdělovače vzniká detonační spalování i u seřízených motorů i při provozu na palivo s předepsaným oktanovým číslem. Požadavek na vysoká oktanová čísla pohonných hmot je kromě vysoké ceny také v rozporu s potřebami ochrany životního prostředí, zejména před olovnatými složkami v exhalacích zážehových spalovacích motorů. V současné době již existují elektronické systémy zabudované do motorových vozidel, které kromě jiných úkolů zabezpečují také potlačení detonačního spalování v zážehových motorech. Tyto systémy jsou vybaveny soustavou čidel pro mnohostrannou diagnózu chodu motoru, mikroprocesorovou vyhodnocovací jednotkou a řadou pomocných a výkonných obvodů pro elektronické nastavování a ovládání.

Specifické podmínky provozu motorových vozidel však vyžadují speciální elektronické součástky s takovými parametry, které běžná spotřební a průmyslová elektronika nesplňuje.

Jelikož mnohdy zatím speciální součástková základna pro autoelektroniku neexistuje, nelze aplikovat složité, digitální vyhodnocovací systémy. Pro toto přechodné období a zejména pro provoz již vyrobených motorových vozidel není k dispozici vhodný prostředek, který by na základě jednoduché a spolehlivé analogové elektroniky ve spojení s již používanou pneumatickou regulací odstranil shora uvedené nedostatky.

Uvedené nedostatky odstraňuje omezovač detonačního spalování v zážehových motorech podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že čidlo vibrací motoru je svým elektrickým výstupem napojeno na signální vstup bloku pro vyhodnocování detonací. Snímač úhlové polohy klikového hřídele je svým elektrickým výstupem napojen na otáčkový vstup a úhlový vstup bloku pro vyhodnocování detonací. Elektrický výstup bloku pro vyhodnocování detonací je připojen na vstup pro elektrické ovládání regulátoru podtlaku. Regulovaný výstup regulátoru podtlaku je pneumaticky napojen na podtlakový regulátor předstihu zážehu. Podtlakový vstup regulátoru podtlaku je připojen na zdroj podtlaku.

Omezovač detonačního spalování podle vynálezu snižuje detonační procesy spalování na zanedbatelně malý počet, potřebný pouze pro jejich indikaci. V důsledku toho jsou přínosem vynálezu tyto výhody: zvýšení životnosti motoru, možnost použití levnějšího paliva s nižším oktanovým číslem a perspektivně zejména bezolovnatých paliv, snížení spotřeby paliva použitím vyššího kompresního poměru zážehových motorů při jejich konstrukci, zvýšení účinnosti motoru posuvem jeho předstihové křivky do nejekonomičtější oblasti spalování, zvýšení ochrany životního prostředí snížením množství olovnatých složek v exhalacích zážehových motorů. Omezovač detonačního spalování podle vynálezu je navíc výhodný tím, že při jakékoli poruše jeho funkce v kterémkoliv článku omezovače může být zážehový motor 1 nadále úspěšně provozován na palivo s vyšším oktanovým číslem.

Příklady provedení omezovače detonačního spalování podle vynálezu jsou zobrazeny na výkresech. Na obr. 1 je blokové schéma omezovače, na obr. 2 je jeho podrobnější schéma.

Omezovač detonačního spalování podle obr. 1 je na svém vstupu opatřen čidlem 1 vibraci motoru a snímačem 2 úhlové polohy klikového hřídele motoru. Čidlo 1 vibrací motoru je svým elektrickým výstupem napojeno na signální vstup 45 bloku 4 pro vyhodnocování detonací. Snímač 2 úhlové polohy klikového hřídele motoru je svým elektrickým výstupem napojen na otáčkový vstup 49 a úhlový vstup 48 bloku 4 pro vyhodnocování detonací. Elektrický výstup bloku 4 pro vyhodnocování detonací je připojen na vstup 52 pro elektrické ovládání regulátoru 5 podtlaku. Regulovaný výstup regulátoru 5 podtlaku je pneumaticky napojen na podtlakový regulátor 6 předstihu zážehu. Podtlakový vstup 51 regulátoru 5 podtlaku je připojen na zdroj 3 podtlaku.

Omezovač detonačního spalování podle vynálezu pracuje následovně: Každé detonační spalování v libovolném válci je detekováno ěidlem 1 vibrací a elektricky vyhodnoceno blokem 4 pro vyhodnocování detonací na základě informací o úhlové poloze a úhlové rychlosti otáčení klikového hřídele, které jsou odvozeny z elektrického signálu od snímače 2 úhlové polohy klikového hřídele. V případě přítomnosti jediného cyklu detonačního spalování v motoru vyšle blok 4 pro vyhodnocení detonací řídicí elektrický signál do regulátoru 5 podtlaku. Pod vlivem tohoto signálu regulátor 5 podtlaku vytvoří pomocí zdroje 3 podtlaku podtlak v podtlakovém regulátoru 6 předstihu, který sníží předstih zážehu motoru. Objevili se znovu další detonační spalování, dojde touto cestou k dalšímu snížení předstihu. Není-li další detonační spalování detekováS no, snižuje regulátor 5 podtlaku s nastavenou časovou konstantou hodnotu podtlaku v podtlakovém regulátoru 6 předstihu. Ve vazbě s tímto snižováním hodnoty podtlaku zvyšuje podtlakový regulátor 6 předstihu předstih zážehu motoru až dó okamžiku, kdy je znovu detekováno detonační spalování. Není-li detonační spalování nadále detekováno, vrátí tento mechanismus předstih zpět až na původní hodnotu určenou ostatními regulačními mechanismy rozdělovače. Krok snížení předstihu při detekci jediné detonace lze nastavit v bloku 4 vyhodnocení detonací nebo v regulátoru 5 podtlaku.

Podle obr. 2 je blok 4 pro vyhodnocení detonací vybaven úhlovým selektorem 41 a otáčkovým selektorem 42. Úhlový vstup 48 úhlového selektoru 41 a otáčkový vstup 49 otáčkového selektoru 42 jsou elektricky napojeny na výstup snímače 2 úhlové polohy klikového hřídele. Na první vstup 45 detektoru 43 detonací je připojen elektrický výstup snímače 1 vibrací a na jeho druhý vstup 46 je elektricky připojen výstup z úhlového selektoru 41. Na třetí vstup 47 detektoru 43 detonací je elektricky připojen výstup otáčkového selektoru 42 detonací. Výstup detektoru 43 detonací je elektricky připojen na vstup generátoru 44 řídicích impulsů. Výstup z generátoru 44 řídicích impulsů je připojen na vstup 52 elektrického ovládání regulátoru 5 podtlaku. Zdroj podtlaku 3 je opatřen zásobníkem 33 podtlaku, jehož výstup je napojen na vstup 51 regulátoru 5 podtlaku. Vstup zásobníku 33 podtlaku je přes sací ventil 32 připojen na sací potrubí 31 motoru. Podtlakový regulátor 6 předstihu je opatřen pružnou dělicí membránou 63, jejíž poloha je aretována předpětím pomocné pružiny 67 a dorazem hrníčku 65. Hrníček 65 je do stabilní polohy tlačen předpětím hlavní pružiny 66, přičemž předpětí hlavní pružiny 66 je větší než pomocné pružiny 67. Hlavní komora 62 je propojena s přívodem podtlaku od karburátoru, určeným pro korekci předstihu zážehu při částečném zatížení motoru. Pomocná komora 61 je spojena s regulovaným výstupem regulátoru 5 podtlaku. Prostor pomocné komory 61 je proti atmosféře utěsněn těsnicí membránou 64. Dělicí membrána 63 je spojena ovládacím táhlem 68 s otočnou destičkou 69 v rozdělovači jisker.

Omezovač detonačního spalování podle obr. 2 pracuje takto: Úhlový selektor 41 detonací klíčuje detektor 43 detonací a zabezpečuje tak úhlovou selekci signálu od čidla í vibrací. Tím se eliminují rušivé signály snímané mimo úhlový rozsah možného detonačního spalování. Otáčkový selektor 42 nastavuje citlivost detektoru 43 v závislosti na rychlosti otáčení klikového hřídele a provádí tak amplitudovou selekci signálu detonačního spalování od nežádoucích signálů. Signál detekovaných detonací se přivádí do generátoru 44 řídicích impulsů, který generuje výkonové impulsy na ovládání regulátoru 5 podtlaku. Délkou těchto impulsů se nastavuje podtlakový krok a posuv předstihu jako odezva systému na detekci jednoho detonačního spalování. Zdroj podtlaku je tvořen zásobníkem 33, který se při běžném provozu motoru stále vyčerpává před sací ventil 32 do sacího potrubí 31 motoru. Předpětí hlavní pružiny 66 a pomocné pružiny 67 jsou větší než síly přiváděné prostřednictvím táhla 68 od otočné destičky 69 způsobené odpory přerušovače klouzajícího po vačce rozdělovače. Při vzniku detonačního spalování působí podtlak o hodnotě určené regulátorem 5 podtlaku přivedený do pomocné komory 61 na dělicí membránu 63. Dělicí membrána 63 stlačuje pomocnou pružinu 67 a její pohyb se zastaví při vyrovnání sil. Prostřednictvím táhla 68 se otočí destička 69 rozdělovače a sníží se tím hodnota předstihu zážehu. V případě, že je v hlavní komoře 62 podtlak sloužící ke korekci předstihu zážehu při částečném zatížení motoru, dochází při vzniku detonačního spalování vlivem přívodu podtlaku do pomocné komory 61 opět k pohybu táhla 68 ve směru ke snížení předstihu zážehu prostřednictvím hlavní pružiny 66. Funkce stávajícího systému podtlakového korektoru předstihu zážehu není vložením hrníčku 65 ovlivněna. Jakákoliv porucha nebo vyřazení antidetonačního korektoru předstihu zážehu z činnosti nemá vliv na funkci korektoru předstihu zážehu pro Částečná zatížení motoru.

Omezovač detonačního spalování podle vynálezu může být využit jak při konstrukci ve všech nových zážehových spalovacích motorech, tak i jako doplňkové zařízení všech již existujících zážehových motorů, zejména těch, které mají podtlakovou regulaci předstihu zážehu na částečné zatížení motoru. V posledním případě je využití vázáno na jednoduchou úpravu, která spočívá v záměně původního podtlakového regulátoru předstihu za nový, se shodnými připojovacími rozměry. Nový regulátor by měl dva vstupy pro podtlakovou regulaci, a to jednak v závislosti na indikaci detonačního spalování a jednak původní regulaci v závislosti na poloze škrticí klapky karburátoru a provozním režimu motoru.

Claims (1)

1. Omezovač detonačního spalování v zážehových motorech opatřený čidlem vibrací a snímačem úhlové polohy klikového hřídele, vyznačující se tím, že elektrický výstup bloku (4) pro vyhodnocování detonací je připojen na vstup (52) pro elektrické ovlávynAlezu dání regulátoru (5) podtlaku, na jehož regulovaný podtlakový výstup je pneumaticky napojen podtlakový regulátor (6) předstihu zážehu, přičemž na podtlakový vstup (51) regulátoru (5) podtlaku je připojen zdroj (3) podtlaku.