RU2031234C1

RU2031234C1 - Carburetor for internal combustion engine

Info

Publication number: RU2031234C1
Application number: RU93007773A
Authority: RU
Inventors: Андрей Викторович Турбовский; Сергей Борисович Косяков
Original assignee: Андрей Викторович Турбовский; Сергей Борисович Косяков
Priority date: 1993-02-12
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: carburetor has mixing chamber connected with the float chamber and air-operated drive constructed as a housing separated into the first and second working spaces by a diaphragm. The first space is connected with the passage of free-running and mixing chamber in the zone of the above-throttle space through two branch pipes and openings made in the wall of the mixing chamber. Connecting pipes of an electropneumatic valve are connected with a space downstream of the throttle through the opening made in the wall of the mixing chamber. The third branch pipe is connected to the second working space of the air-operated drive. The pickup of rotation speed of the engine shaft is connected to the inlet of control unit. The outlet of the control unit is connected with the control input of the electropneumatic valve. When speed of rotation of the engine shaft exceeds 1800 rev/min the control unit generates a control signal which actuates the electropneumatic valve. The diaphragm of the air- operated drive deflects and connecting rod, positioned inside the first working space, moves together with the needle-like tip and opens the opening made in the branch pipe coupled with the free-running passage. Due to the choice of the branch pipe diameter, tip stroke and site of connection of the branch pipe, pressure increases in the free-running passage after actuating the air- operated drive. As the result, gasoline flow through the fuel nozzle stops. EFFECT: improved design. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в двигателях внутреннего сгорания. The invention relates to mechanical engineering and can be used in internal combustion engines.

Известен карбюратор для двигателя внутреннего сгорания, содержащий основную и дополнительную камеры, главную дозирующую систему, дроссельную заслонку, автономную систему холостого хода в виде обводного канала с входным и выходным участками, между которыми размещен эмульсионный канал с жиклером, управляющее отверстие вакуум-корректора, установленный в обводном канале элемент эксплуатационной регулировки малой частоты вращения, выполненный в виде дросселя с приводом, соединенным при помощи системы рычагов с приводом дроссельной заслонки, причем между конечными рычагами приводов выполнен зазор [1]. A carburetor for an internal combustion engine is known, comprising a main and an additional chamber, a main metering system, a throttle valve, an autonomous idle system in the form of a bypass channel with inlet and outlet sections, between which an emulsion channel with a nozzle is placed, a control hole for the vacuum corrector installed in bypass channel element of operational adjustment of low speed, made in the form of a throttle with a drive connected by a system of levers with a throttle valve APIS, wherein the drive lever between the end gap is made [1].

Известное устройство позволяет снизить расход топлива и токсичность отработавших газов в режиме принудительного холостого хода (х.х.). The known device allows to reduce fuel consumption and toxicity of exhaust gases in the forced idle mode (h.kh.).

Наиболее близким к заявленному устройству является карбюратор для двигателя внутреннего сгорания, содержащий смесительную камеру, в которой установлена дроссельная заслонка, поплавковую камеру, соединенную со смесительной камерой через эмульсионный канал с жиклером, канал х.х., воздушный канал с воздушным жиклером, а также электропневмоклапан, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, соединенного с датчиком частоты вращения вала двигателя, и пневмопривод, образованный корпусом, состоящим из двух частей, между которыми закреплена мембрана, штоком, один конец которого прикреплен к мембране, прикрепленной к стенке корпуса посредством пружины [2]. Closest to the claimed device is a carburetor for an internal combustion engine containing a mixing chamber, in which a throttle valve, a float chamber connected to the mixing chamber through an emulsion channel with a nozzle, an air duct, an air channel with an air nozzle, and an electro-pneumatic valve are installed , the control input of which is connected to the output of the control unit connected to the engine speed sensor, and a pneumatic actuator formed by a housing consisting of two parts, between orymi secured membrane, rod, one end of which is attached to a membrane attached to the housing wall by a spring [2].

В известном устройстве снижен расход топлива за счет отключения системы х.х. в режиме принудительного х.х., т.е. в режиме торможения двигателя. In the known device, fuel consumption is reduced by disabling the system x.x. in forced xx mode, i.e. in engine braking mode.

Однако наибольший расход топлива имеет место в режиме мощностных нагрузок дросселирования, т.е. в режиме езды, особенно в условиях города, когда переключение скоростей приходится производить очень часто. However, the highest fuel consumption occurs in the mode of power throttling loads, i.e. in driving mode, especially in urban conditions, when switching speeds has to be done very often.

Цель изобретения - снижение расхода топлива и уменьшение токсичности выхлопных газов за счет отключения системы х.х. в режиме мощностных нагрузок. The purpose of the invention is to reduce fuel consumption and reduce toxicity of exhaust gases by disabling the system x.x. in power load mode.

Сущность изобретения заключается в том, что карбюратор для двигателя внутреннего сгорания содержит смесительную камеру, в которой установлена дроссельная заслонка, разделяющая смесительную камеру на наддроссельное и задроссельное пространства, поплавковую камеру, соединенную со смесительной камерой через топливный канал с топливным жиклером, канал холостого хода и воздушный канал с воздушным жиклером, пневмопривод, состоящий из корпуса, в котором размещена мембрана, разделяющая корпус на первую и вторую рабочие полости, первого, второго и третьего патрубков, причем первый и третий патрубки подсоединены к первой рабочей полости, а третий патрубок - к второй рабочей полости, внутри первой рабочей полости установлен шток, один конец которого прикреплен к мембране, а другой снабжен иглообразным наконечником, перекрывающим отверстие первого патрубка, мембрана со стороны второй рабочей полости поджата пружиной, электропневмоклапан, первый штуцер которого соединен с вторым патрубком, а второй штуцер через первое отверстие, выполненное в стенке смесительной камеры, соединен с задроссельным пространством, при этом первый патрубок через второе отверстие в стенке смесительной камеры в области наддроссельного пространства соединен с каналом х.х., а третий патрубок через третье отверстие в стенке смесительной камеры под ее верхней крышкой соединен с наддроссельным пространством, блок управления, вход которого соединен с датчиком частоты вращения вала двигателя, а выход - с управляющим входом электропневмоклапана, при этом блок управления состоит из последовательно соединенных фильтра нижних частот, формирователя импульсов, делителя частоты, одновибратора, компаратора, инвертора, и первого ключа, выход которого является выходом блока управления, причем второй вход компаратора соединен с выходом делителя частоты, а управляющий вход одновибратора через второй ключ подсоединен к выходу компаратора, к выходу инвертора дополнительно подсоединены последовательно соединенные усилитель и индикатор. The essence of the invention lies in the fact that the carburetor for an internal combustion engine contains a mixing chamber in which a throttle valve is installed separating the mixing chamber into throttle and throttle spaces, a float chamber connected to the mixing chamber through a fuel channel with a fuel nozzle, an idle channel and an air a channel with an air nozzle, a pneumatic actuator consisting of a housing in which a membrane is placed that separates the housing into the first and second working cavities of the first, second of the first and third nozzles, the first and third nozzles being connected to the first working cavity, and the third nozzle to the second working cavity, a rod is installed inside the first working cavity, one end of which is attached to the membrane, and the other is equipped with a needle-shaped tip covering the opening of the first nozzle, the membrane from the side of the second working cavity is preloaded by a spring, the electro-pneumatic valve, the first fitting of which is connected to the second nozzle, and the second fitting through the first hole made in the wall of the mixing chamber, connect water with throttling space, while the first pipe through the second hole in the wall of the mixing chamber in the region of the throttle space is connected to the chemical oil channel, and the third pipe through the third hole in the wall of the mixing chamber under its upper cover is connected to the throttle space, control unit, the input of which is connected to the engine shaft speed sensor, and the output to the control input of the electro-pneumatic valve, while the control unit consists of a low-pass filter connected in series pulse generator, frequency divider, one-shot, comparator, inverter, and the first key, the output of which is the output of the control unit, the second input of the comparator connected to the output of the frequency divider, and the control input of the one-shot through the second key connected to the output of the comparator, to the output of the inverter are additionally connected serially connected amplifier and indicator.

На фиг. 1 приведена конструкция карбюратора для двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - структурная электрическая схема блока управления; на фиг. 3 - диаграмма работы электропневмоклапана. In FIG. 1 shows the design of a carburetor for an internal combustion engine; in FIG. 2 is a structural electrical diagram of a control unit; in FIG. 3 is a diagram of the operation of an electro-pneumatic valve.

Карбюратор для двигателя внутреннего сгорания содержит смесительную камеру 1, в которой расположена дроссельная заслонка 2, разделяющая смесительную камеру 1 на наддроссельное и задроссельное пространства 3,4; поплавковую камеру 5, соединенную со смесительной камерой 1 через топливный канал 6 с топливным жиклером 7, выполненным в стенке смесительной камеры 1, в которой также выполнены канал х.х. 8 и воздушный канал 9 с воздушным жиклером 10; пневмопривод 11, состоящий из корпуса 12, в котором размещена мембрана 13, разделяющая корпус 12 на первую и вторую рабочие полости 14, 15, первый, второй и третий патрубки 16,17,18, причем к первой рабочей полости 14 подсоединены первый и третий патрубки 16,18, а к второй рабочей полости 15 - второй патрубок 17, электропневмоклапан 19 с первым и вторым штуцерами 20,21, причем первый штуцер 20 соединен с вторым патрубком 17, второй штуцер 21 через первое отверстие 22, выполненное в стенке смесительной камеры 1, соединен с задроссельным пространством 4, а первый и третий патрубки 16 и 18 соответственно через второе и третье отверстия 23, 24, выполненные в стенке смесительной камеры 1 в области наддроссельного пространства 3, соединены соответственно с каналом х.х. 8 и наддроссельным пространством под верхней крышкой (на чертежах не показана) камеры 1; в первой рабочей полости установлен шток 25, один конец которого прикреплен к мембране 13, а другой - снабжен иглообразным наконечником 26, перекрывающим отверстие первого патрубка 16, мембрана 13 со стороны второй рабочей полости поджата пружиной 27; блок управления 28, вход которого подсоединен к выходу датчика частоты вращения 29 вала двигателя, а выход - к управляющему входу электропневмоклапана 19. A carburetor for an internal combustion engine comprises a mixing chamber 1, in which a throttle valve 2 is located, dividing the mixing chamber 1 into a throttle and throttle space 3.4; a float chamber 5 connected to the mixing chamber 1 through the fuel channel 6 with a fuel nozzle 7 made in the wall of the mixing chamber 1, in which the chemical duct is also made. 8 and an air channel 9 with an air jet 10; a pneumatic actuator 11, consisting of a housing 12, in which a membrane 13 is placed that separates the housing 12 into the first and second working cavities 14, 15, the first, second and third nozzles 16,17,18, and the first and third nozzles are connected to the first working cavity 14 16,18, and to the second working cavity 15 - the second pipe 17, the electro-pneumatic valve 19 with the first and second fittings 20,21, and the first fitting 20 is connected to the second pipe 17, the second fitting 21 through the first hole 22 made in the wall of the mixing chamber 1 connected to throttle space 4, and the first and third tubes 16 and 18 respectively through the second and third holes 23, 24 formed in the wall of the mixing chamber 1 in naddrosselnogo space 3, are connected respectively to idling channel 8 and a throttle space under the top cover (not shown in the drawings) of the camera 1; a rod 25 is installed in the first working cavity, one end of which is attached to the membrane 13, and the other is equipped with a needle-shaped tip 26 overlapping the opening of the first pipe 16, the membrane 13 is pressed by a spring 27 from the side of the second working cavity; a control unit 28, the input of which is connected to the output of the engine speed sensor 29 of the motor shaft, and the output to the control input of the electro-pneumatic valve 19.

Блок управления 28 выполнен в виде последовательно соединенных фильтра нижних частот (ФНЧ) 30, формирователя импульсов (ФИ) 31, делителя частоты 32, одновибратора 33, компаратора 34, инвертора 35, первого ключа 36, а также второго ключа 37, включенного между выходом компаратора 34 и управляющим входом одновибратора 33, усилителя 38 и индикатора 39, например светового, причем второй вход компаратора 34 соединен с выходом делителя частоты 32. The control unit 28 is made in the form of a series-connected low-pass filter (LPF) 30, a pulse shaper (FI) 31, a frequency divider 32, a single vibrator 33, a comparator 34, an inverter 35, a first key 36, and also a second key 37 connected between the output of the comparator 34 and the control input of the one-shot 33, the amplifier 38 and the indicator 39, for example light, and the second input of the comparator 34 is connected to the output of the frequency divider 32.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Когда число оборотов двигателя увеличивается до 1800-2000 об/мин, блок управления 28 вырабатывает управляющий сигнал, поступающий на управляющий вход электропневмоклапана 19, что приводит к его включению. When the engine speed increases to 1800-2000 rpm, the control unit 28 generates a control signal supplied to the control input of the electro-pneumatic valve 19, which leads to its inclusion.

При включении электропневмоклапана 19 штуцеры 20 и 21 соединяются между собой. В результате вторая рабочая полость 15 соединяется с задроссельным пространством 4 - областью наибольшего разрежения. Если это разрежение велико, что зависит от величины нагрузки двигателя, то мембрана 13, преодолевая сопротивление пружины 27 и сопротивление разрежения в канале х.х., прогибается вместе с иглообразным наконечником 26 в сторону второй рабочей полости 15. При этом отверстие патрубка 16 открывается, что обеспечивает доступ воздуха по патрубку 16 в канал х.х. 8. When you turn on the electropneumatic valve 19, the fittings 20 and 21 are interconnected. As a result, the second working cavity 15 is connected to the throttle space 4 - the region of greatest vacuum. If this rarefaction is large, which depends on the magnitude of the engine load, then the membrane 13, overcoming the resistance of the spring 27 and the rarefaction resistance in the chemical duct, bends with the needle-shaped tip 26 towards the second working cavity 15. In this case, the opening of the pipe 16 opens, which provides air access through the pipe 16 in the channel x.x. 8.

За счет подбора диаметра патрубка 16, хода иглообразного наконечника 26 и места врезки патрубков 16 и 18 в стенку камеры 1 после срабатывания пневмопривода 11 разрежение в канале х.х. 8 резко падает, что, в свою очередь, прекращает истечение бензина через топливный жиклер 7 х.х. Due to the selection of the diameter of the pipe 16, the course of the needle-shaped tip 26 and the place of insertion of the pipes 16 and 18 into the wall of the chamber 1 after the actuation of the pneumatic actuator 11, the vacuum in the duct x.x. 8 drops sharply, which, in turn, stops the flow of gas through the 7 x.x. fuel jet.

Таким образом, на оборотах свыше 2000 об/мин система х.х. не должна работать, однако при резком нажатии на акселератор, т.е. при увеличении нагрузки на двигатель, несмотря на то, что штуцеры 20,21 соединены между собой, иглообразный наконечник 26 закроет отверстие в патрубке 16 и просасывание воздуха в канал х.х. 8 прекратится. Это происходит вследствие выравнивания разрежений в патрубке 16 и штуцере 21. Thus, at speeds above 2000 rpm, the h.h. system should not work, however, with a sharp click on the accelerator, i.e. when the load on the engine increases, despite the fact that the fittings 20,21 are interconnected, the needle-shaped tip 26 closes the hole in the pipe 16 and the air is sucked into the duct x.x. 8 will stop. This is due to the alignment of the vacuum in the pipe 16 and the fitting 21.

Блок управления 28 работает следующим образом. Сигнал, снимаемый с датчика частоты вращения вала двигателя 29, поступает на ФНЧ 30, где обрабатывается и поступает затем на ФИ 31. ФИ 31 из импульсов переменной длительности формирует импульсы величиной 4 мс, необходимые для четкой работы делителя частоты 32. После делителя частоты 32 сигнал поступает в виде меандра со скважностью 2. The control unit 28 operates as follows. The signal taken from the engine shaft speed sensor 29 is fed to the low-pass filter 30, where it is processed and then fed to FI 31. FI 31 from pulses of variable duration generates 4 ms pulses necessary for the accurate operation of the frequency divider 32. After the frequency divider 32, the signal comes in the form of a meander with a duty cycle of 2.

Обработанный таким образом сигнал поступает на одновибратор 33 с переменной длительностью импульсов, которым управляет второй ключ 37. Сигналы с одновибратора 33 и делителя частоты 32 поступают на компаратор 34, где сравниваются по длительности. Если длительность импульса одновибратора 33 меньше длительности импульса с делителя частоты 32, то компаратор 34 не изменяет своего состояния. Если длительность импульса одновибратора 33 равна или больше длительности импульса делителя частоты 32, компаратор "опрокидывается" и переключает с помощью второго ключа 37 режим работы одновибратора 33, что приводит к увеличению длительности импульса одновибратора 33. С компаратора 34 полученный сигнал поступает на инвертор 35, ключ 36 и затем на выход блока управления 28. The signal processed in this way is fed to a single vibrator 33 with a variable pulse duration, which is controlled by the second switch 37. The signals from the single vibrator 33 and the frequency divider 32 are fed to a comparator 34, where they are compared in duration. If the pulse duration of the single vibrator 33 is less than the pulse duration from the frequency divider 32, then the comparator 34 does not change its state. If the pulse width of the one-shot 33 is equal to or longer than the pulse width of the frequency divider 32, the comparator “capsizes” and switches the single-shot 33 using the second key 37, which leads to an increase in the pulse duration of the one-shot 33. From the comparator 34, the received signal is sent to the inverter 35, the key 36 and then to the output of the control unit 28.

Для контроля за работой блока 28 к выходу инвертора 35 последовательно подключены усилитель 38 и индикатор 39 в виде контрольной лампочки. Режим работы одновибратора 33 подобран так, что компаратор 34 срабатывает при числе оборотов 2000 об/мин при увеличении скорости вращения вала двигателя и 1800 об/мин при снижении скорости вращения (фиг.3). To monitor the operation of block 28, an amplifier 38 and an indicator 39 are connected in series to the output of the inverter 35 as an indicator light. The operation mode of the single vibrator 33 is selected so that the comparator 34 is activated at a speed of 2000 rpm with an increase in the speed of rotation of the motor shaft and 1800 rpm with a decrease in the speed of rotation (Fig. 3).

Таким образом, в заявленной конструкции осуществляется автоматическое слежение за нагрузкой двигателя, т.е. происходит исключение "провалов" в работе двигателя, а также значительная экономия горючего: до 25-30 % для двигателя автомобилей "Жигули"; до 20-25 % - для двигателя автомобиля "Волга" и до 10-15 % - для автомобиля "Москвич". Thus, in the claimed design, automatic monitoring of the engine load is carried out, i.e. there is the elimination of "failures" in the engine, as well as significant fuel savings: up to 25-30% for the engine of Zhiguli cars; up to 20-25% - for the engine of the Volga car and up to 10-15% - for the Moskvich car.

Claims

1. CARBURETOR FOR THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE, comprising a mixing chamber in which a throttle valve is installed separating the mixing chamber into throttle and throttle spaces, a float chamber connected to the mixing chamber through a fuel channel with a fuel nozzle, an idle channel and an air channel with an air jet , a pneumatic actuator consisting of a housing in which a membrane is placed dividing the housing into first and second working cavities, and first and second nozzles connected respectively directly to the first and second working cavities, a shock is installed in the first working cavity, one end of which is attached to the membrane, and the other is equipped with a needle-shaped tip, while the membrane is spring-loaded on the side of the second working cavity, an electro-pneumatic valve, the first fitting of which is connected to the second pipe, and the second is connected to the first hole made in the wall of the mixing chamber in the throttle region, and an electric pneumatic valve operation control unit, the output of the control unit being connected to the control the input of the electro-pneumatic valve, and the input - with the output of the engine shaft speed sensor, characterized in that it is equipped with a third nozzle connected to the first working cavity and a second hole, which is made in the wall of the mixing chamber in the region of the throttle space under the cover of the mixing chamber, the first pipe is connected with an idle channel through a third hole made in the wall of the mixing chamber in the region of the throttle space, while the needle-shaped tip is installed in the hole first th branch pipe.

2. The carburetor according to claim 1, characterized in that the control unit consists of a series-connected low-pass filter, the input of which is the input of the control unit, pulse shaper, frequency divider, comparator, inverter and the first key, the output of which is the output of the control unit, This second input of the comparator is connected to the output of the frequency divider, and its output through the second key is connected to the control input of the single-shot.

3. The carburetor according to claim 2, characterized in that a series-connected amplifier and indicator are connected to the inverter output.