CZ15668U1

CZ15668U1 - Zařízení k ovládání přepouštěcího ventilu výfukových plynů vznětových spalovacích motorů

Info

Publication number: CZ15668U1
Application number: CZ200516725U
Authority: CZ
Inventors: Vladimír Lešikar
Original assignee: Laar, A. S.
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2005-07-25
Also published as: UA20002U; RU59155U1; CN200982247Y; DE102006024999A1

Description

Zařízení k ovládání přepouštěcího ventilu výfukových plynů vznětových spalovacích motorů

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení k ovládání přepouštěcího ventilu výfukových plynů vznětových spalovacích motorů, který přepouští část výfukových plynů do sacího potrubí vznětového spalovacího motoru za účelem snížení emisí ve výfukových plynech.

Dosavadní stav techniky

Je známé, že za účelem snížení emisí ve výfukových plynech vznětových motorů vozidel se při překročení určitých otáček vačkového hřídele vstřikovacího čerpadla a při překročení určité velikosti vstřikované dávky paliva otevře přepouštěcí ventil mezi výfukovým a sacím traktem, aby se část výfukových plynů nasála do sacího potrubí vznětového motoru. Přepouštěcí ventil je ovládán elektromagneticky a signál k jeho otevření nebo uzavření respektive k sepnutí nebo rozepnutí výkonového spínače elektrického proudu v jeho budicí cívce je vydáván elektronickým vyhodnocovacím zařízením, které vyhodnocuje parametry otáček vstřikovacího čerpadla a velikosti vstřikované dávky. Přitom otáčky vačkového hřídele vstřikovacího čerpadla se odvozují od snímače otáček motoru a velikost vstřikované dávky paliva, která je úměrná sešlápnutí plynového pedálu, se snímá snímačem úhlu natočení hřídele plynového pedálu. Signály z obou snímačů jsou pak vedeny vodiči do specielní elektronické vyhodnocovací jednotky, která je zpracuje, vyhodnotí a výstupním vodičem vyšle napěťový signál k sepnutí nebo rozepnutí proudového výkonového spínače, zapojeného v elektrickém obvodu vinutí elektromagnetické cívky přepouštěcího ventilu.

Nevýhodou těchto zařízení je, že jsou konstruovány specielně pro nové motory a nelze je jednoduše použít k úpravě stávajících typů spalovacích motorů a vstřikovacích Čerpadel tak, aby starší typy motorů splňovaly přísnější požadavky nových emisních norem.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje zařízení k ovládání přepouštěcího ventilu výfukových plynů pro vznětové spalovací motory podle úvodní části 1. nároku na ochranu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z dvoustavového bezkontaktního snímače otáček, připevněného na vnější straně hliníkové skříně vstřikovacího čerpadla protilehle k vačce vačkového hřídele, přičemž regulační tyč vstřikovacího čerpadla je opatřena magnetickými značkami, které jsou přivráceny čidlu dvoustavového bezkontaktního snímače posuvu regulační tyče, jehož pouzdro prochází otvorem ve stěně skříně vstřikovacího čerpadla a je k ní připevněno přímo nebo nepřímo.

Toto zařízení umožní jednoduchou a lacinou úpravu starších typů pohonných jednotek aby vyhověly normě EURO 4. Přitom úprava spočívá v minimálních úpravách na skříni vstřikovacího čerpadla a na regulační tyči díky vytvoření specielního dvoustavového bezkontaktního snímače otáček a snímače velikosti dávky paliva respektive posuvu regulační tyče.

Je výhodné, je-li dvoustavový bezkontaktní snímač otáček integrován s prvým výkonovým proudovým spínačem a/nebo dvoustavový bezkontaktní snímač posuvu regulační tyče je integrován s druhým výkonovým spínačem.

Takováto konstrukce je ekonomická jak výrobně, tak i montážně.

Je výhodné, jsou-li magnetické značky tvořeny magnetickými tělísky, která jsou uložena ve vybráních respektive vývrtech regulační tyče.

-1 CZ 15668 Ul

Takovéto opatření zajistí stabilní polohu magnetických značek na regulační tyči a minimální rozptyl jimi vybuzeného magnetického pole, což má příznivý vliv na přesnost snímání polohy regulační tyče magnetoresistivním nebo Hallovým snímačem.

Dále je výhodné, jsou-li magnetická tělíska válcovitého tvaru o poloměru R uložena v odpovídajících vývrtech o roztečích L, přičemž platí R = L/3 ± 20 %.

Toto provedení v podstatě neovlivní negativně mechanické a pevnostní vlastnosti regulační tyče při vytvoření příznivého magnetického pole pro snímač posuvu regulační tyče.

Je výhodné, je-li snímač otáček tvořen pouzdrem, v němž je uspořádáno Hallovo čidlo tak, že směr jeho citlivosti je rovnoběžný s osou vačkového hřídele a v bočním odstupu od Hallova čidla ve směru jeho citlivosti je uspořádán permanentní magnet tak, že spojnice jeho magnetických pólů je v podstatě kolmá na směr citlivosti Hallova čidla.

Takto vytvořený snímač dokáže snímat otáčky ferromagnetické vačky až do vzdálenosti cca 10 mm od vrcholu vačky

Je výhodné, jsou-li první výkonový proudový spínač, vinutí elektromagnetického ventilu přepouštění výfukových plynů a druhý výkonový proudový spínač zapojeny v sérii v libovolném pořadí.

Takovéto zapojení má výhodu jednoduchého elektrického rozvodu s minimálním počtem spojů. Připojení je pouze konektory snímačů a konektorem elektromagnetického ventilu. Integrovaná elektronika a výkonové proudové spínače ve snímačích nevyžadují k ovládání ventilu použití dalších elektronických zařízení.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených výkresech je znázorněn příklad provedení zařízení podle předkládaného technického řešení, kde jednotlivé obrázky představují:

obr. 1 - rentgenový pohled na vstřikovací čerpadlo s vačkovým hřídelem, regulační tyčí, snímačem otáček a snímačem posuvu regulační tyče, obr. 2 - částečný řez A-A z obr. 1, obr. 3 - částečný řez B-B z obr. 1, obr. 4 - detail regulační tyče a snímače posuvu, obr. 5 - řez C-C z obr. 1, obr. 6a - schéma elektrického zapojení snímačů a cívky přepouštěcího ventilu, a obr. 6b - blokové schéma zapojení snímačů.

Příklad provedení technického řešení

Jak vyplývá z přiložených obrázků, je neznázoměnému vznětovému motoru přiřazeno vstřikovací čerpadlo (obr. 1), na němž jsou upevněny jak snímač 3 otáček jeho vačkové hřídele 2, tak i snímač 4 posuvu regulační tyče 5. Ve skříni 1 vstřikovacího čerpadla je v blízkosti jeho dna 11 uspořádána vačková hřídel 2, jejíž vačky 21 ovládají neznázoměné dávkovači pístky paliva. K vnější straně dna lije přímo proti vačce 21 připevněn dvoustavový bezkontaktní snímač 3 otáček (viz obr. 2 a obr. 5). Ten je tvořen pouzdrem 31, v němž je uspořádáno Hallovo čidlo 33 tak, že směr 34 jeho citlivosti je rovnoběžný s vačkovým hřídelem 2. V bočním odstupu od Hallova čidla 33 ve směru 34 jeho citlivosti je uspořádán permanentní magnet 35 tak, že spojnice 36 jeho pólů je v podstatě kolmá na směr 34 citlivosti Hallova čidla 33. Na výstup 331 z Hallova čidla 33 (viz obr. 6b), navazuje vyhodnocovací obvod 37 s nastavenou prahovou hodnotou otáček, po jejímž překročení vystupuje z vyhodnocovacího obvodu 37 vedením 371 napěťový signál, který otevírá prvý výkonový proudový spínač 63, který je součástí snímače 3 otáček. Prvý výkonový proudový spínač 63 je jednou svorkou 631 napojen na vinutí 60 přepouštěcího ventilu 6 výfukových plynů a druhou svorkou 632 je uzemněn.

-2CZ 15668 Ul

Jak je nejlépe patrné z obr. 3 a obr. 4, prochází v blízkosti boční stěny 12 skříně I vstřikovacího čerpadla regulační tyč 5, jejíž posuvný pohyb ve směru její podélné osy je ovládán neznázoměným plynovým pedálem přes neznázoměný převod. Regulační tyč 5 reguluje svým posuvem velikost respektive objem vstřikované dávky paliva od minimální dávky v jedné své krajní poloze do maximální dávky ve druhé krajní poloze. Otvorem 13 ve stěně 12 skříně i prochází přední část snímače 4 posuvu regulační tyče 5, jehož pouzdro 44 je upevněno přímo nebo nepřímo ke stěně 12 skříně I. Signalizační úsek 51 regulační tyče 5, který se nachází proti čidlu 43 při poloze regulační tyče 5, kdy je překročena velikost dávky paliva, po jehož shoření je třeba část výfukových plynů znovu přivést do sání spalovacího motoru, je opatřen magnetickými značkami 52. Magnetické značky 52 jsou tvořeny magnetickými tělísky válcovitého tvaru o poloměru R, která jsou zapuštěna do odpovídajících vybrání 53 respektive vývrtů o poloměru R, vytvořených v regulační tyči 5 s roztečemi L. Přitom platí že R = L/3 + 20 %. Nachází-li se signalizační úsek 51 s magnetickými značkami 52 proti čidlu 43, vystupuje výstupním vedením 431 z čidla 43 napěťový signál, otevírající druhý výkonový spínač 64, který je součástí snímače 4 posuvu regulační tyče 5. Přitom vstupní svorka 641 druhého výkonového spínače 64 je napojena na kladnou svorku napětí +U vozidlového akumulátoru a výstupní svorka 642 je napojena na vinutí 60 přepouštěcího ventilu 6 výfukových plynů. Přitom prvý výkonový spínač 63 a druhý výkonový spínač 64 jsou zapojeny s vinutím 60 v sérii v libovolném pořadí, takže k otevření přepouštěcího ventilu 6 výfukových plynů dojde vždy až při překročení obou hraničních hodnot, tj. otáček a velikosti vstřikované dávky.

V rámci předloženého technického řešení je pochopitelně možné oddělit výkonové proudové spínače 63, 64 od snímačů 3, 4 otáček a velikosti vstřikované dávky a uspořádat je přímo ve vinutí 60 elektromagnetické cívky 6.

Průmyslová využitelnost

Zařízení k ovládání přepouštěcího ventilu výfukových plynů vznětových spalovacích motorů je obzvláště výhodné při přestavbě starších typů motorů, aby vyhovovaly přísnějším požadavkům na exhalace.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Zařízení k ovládání přepouštěcího ventilu výfukových plynů vznětových spalovacích motorů s vstřikovacím čerpadlem, obsahujícím vačkovou hřídel (2) k ovládání zdvihů vstřikovacích pístků a regulační tyč (5) k ovládání velikosti vstřikované dávky paliva, sestávající ze snímače (3) otáček a snímače (4) velikosti vstřikované dávky paliva, přičemž sejmuté hodnoty otáček a/nebo velikosti vstřikované dávky jsou vyhodnoceny a převedeny na elektrický signál, jehož pomocí je ovládáno sepnutí a rozepnutí proudového výkonového spínače (63, 64) vinutí (60) elektromagnetického ventilu (6) přepuštění výfukových plynů spalovacího motoru do jeho sacího traktu, vyznačené tím, že dvoustavový bezkontaktní snímač (3) otáček je připevněn na vnější stranu skříně (1) vstřikovacího čerpadla protilehle k vačce (21) vačkového hřídele (2) a regulační tyč (5) je opatřena magnetickými značkami (52), které jsou přivráceny čidlu (43) dvoustavového bezkontaktního snímače (4) posuvu regulační tyče (5), jehož pouzdro (41) prochází otvorem (13) ve stěně (12) skříně (1) a je k ní připevněno přímo nebo nepřímo.
2. Zařízení k ovládání přepouštěcího ventilu výfukových plynů podle nároku 1, vyznačené tím, že dvoustavový bezkontaktní snímač (3) otáček je integrován s prvým výkonovým spínačem (63).

-3CZ 15668 Ul
3. Zařízení k ovládání přepouštěcího ventilu výfukových plynů podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že dvoustavový bezkontaktní snímač (4) posuvu regulační tyče (5) je integrován s druhým výkonovým spínačem (64).
4. Zařízení k ovládání přepouštěcího ventilu výfukových plynů podle jednoho z předchozích
5 nároků, vyznačené tím, že magnetické značky (52) jsou tvořeny magnetickými tělísky, která jsou uložena v odpovídajících vybráních respektive vývrtech (53) regulační tyče (5).

5. Zařízení k ovládání přepouštěcího ventilu výfukových plynů podle nároku 4, vyznačené tím, že magnetická tělíska jsou válcovitého tvaru o poloměru (R) a odpovídající vývrty (53) mají rozteče (L) přičemž platí R = L/3 ± 20 %.

ío 6. Zařízení k ovládání přepouštěcího ventilu výfukových plynů podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že snímač otáček (3) je tvořen pouzdrem (31), v němž je uspořádáno Hallovo čidlo (33) tak, že směr (34) jeho citlivosti je rovnoběžný s osou vačkového hřídele (2) a v bočním odstupu od Hallova čidla (33) ve směru (34) jeho citlivosti je uspořádán permanentní magnet (35) tak, že spojnice (36) jeho magnetických pólů je v podstatě kolmá na směr (34) citli15 vosti Hallova čidla (33).

7. Zařízení k ovládání přepouštěcího ventilu výfukových plynů podle jednoho z předchozích nároků, vyznačené tím, že první výkonový spínač (63), vinuti (60) elektromagnetického ventilu (6) přepouštění výfukových plynů a druhý výkonový spínač (64) jsou zapojeny v sérii v libovolném pořadí.

6 výkresů

Seznam vztahových značek: 1 - skříň 4 - snímač posuvu 25 11 - dno 41 - pouzdro 12 - stěna 42 - výstupní vedení 13 - otvor 43 - čidlo 2 - vačková hřídel 431 - výstup z 43 21 - vačka 5 - regulační tyč 30 3 - snímač otáček 51 - signalizační úsek 31 - pouzdro 52 - magnetické značky 32 - výstupní vedení 53 - vývrty 33 - Hallovo čidlo 6 - přepouštěcí ventil 331 - výstup z 33 60 - vinutí 35 34 - směr citlivosti Hallova čidla 63 - prvý výkonový proudový spínač 35 - permanentní magnet 631 - vstup 63 36 - spojnice pólů 632 - výstup 63 37 - vyhodnocovací obvod 64 - druhý výkonový proudový spínač 40 371 - výstup z 37 641 642 - vstup 64 - výstup 64.