RU22638U1 - Стабилизатор состава горючей смеси карбюраторных двигателей - Google Patents

Abstract

Стабилизатор состава горючей смеси карбюраторных двигателей, содержащий электронный блок управления, магистрали подачи бензина и воздуха, карбюратор, впускной коллектор блока цилиндров двигателя, λ -зонд и нейтрализатор, включенные в канал отработавших газов, первые вход и выход электронного блока управления подключены соответственно к выходу λ -зонда и к управляющему входу нейтрализатора, выходы магистралей подачи бензина и воздуха соединены с соответствующими входами карбюратора, выход карбюратора соединен с входом впускного коллектора блока цилиндров двигателя, отличающийся тем, что содержит дополнительную магистраль подачи воздуха с установленной в ней управляемым, например, моментным или шаговым двигателем, клапаном, вход которой подсоединен к выходу магистрали подачи воздуха, выход дополнительной магистрали подачи воздуха соединен с входом впускного коллектора цилиндров двигателя, управляющий вход управляемого клапана подключен к выходу электронного блока управления, причем карбюратор отрегулирован на формирование обогащенной горючей смеси.

Description

2°9jJirtiiliP

(jiiimuiiiiii r.

л

0 ff

Стабилизатор состава горючей смеси карбюраторных двигателей

Полезная модель относится к области двигателестроения и может быть использована в автомобильных системах управления внешнего приготовления горючей смеси (вне камеры сгорания с помощью карбюратора) для подачи ее в рабочую полость силовых цилиндров двигателя.

Известен карбюраторный стабилизатор состава горючей смеси, содержащий первую и вторую смесительные камеры, воздущную и дроссельную заслонки, экономайзер, поплавок, игольчатый клапан в поплавковой камере, малый и большой диффузоры с уменьшающимся сечением 1. Игольчатый клапан поплавковой камеры регулирует поступление топлива в карбюратор и одновременно поддерживает постоянный его уровень.

Недостаток известного стабилизатора состава горючей смеси состоит в том, что при нарушении регулировок, например, из-за старения, износа исполнительных элементов системы управления работой карбюратора, ухудшается точность стабилизации состава формируемой горючей смеси, что приводит к неполноте сгорания топлива и ухудшению экологических характеристик двигателя.

Наиболее близким известным техническим решением в качестве прототипа является электронный стабилизатор состава горючей смеси карбюраторных двигателей, содержащий электронный блок управления (специализированный микропроцессор-контроллер), магистрали подачи бензина и воздуха, карбюратор, впускной коллектор блока цилиндров двигателя, нейтрализатор отработавших газов (нейтрализатор) и Я-зонд, включенные в канал отработавших газов, первые вход и выход электронного блока управления подключены соответственно к выходу Я-зонда и к управляющему входу нейтрализатора, выходы магистралей подачи бензина и воздуха соединены с соответствующими входами карбюратора, выход карбюратора соединен с входом впускного коллектора блока цилиндров двигателя, кроме того, карбюратор содержит приводы воздушной и дроссельной заслонок, управляемые электронным блокам управления 2. За счет работы приводов воздушной и дроссельной заслонок, управляемых электронным блоком управлення, автоматически регулируется состав горючей смеси, что обеспечивает заданную точность стабилизации ее состава в течение длительного времени эксплуатации карбюраторного двигателя.

Недостаток прототипа заключается в том, что электронная система управления работой карбюраторного двигателя имеет высокую стоимость и ограниченную область применения только для двигателей, карбюраторы которых оснаш;ены приводами воздушной и дроссельной заслонок.

Целью полезной модели является упрощение и расширение области применения электронных систем управления составом горючей смеси в двигателях, карбюраторы которых не оборудованы электронными приводами поворота дроссельной и воздушной заслонок.

Сушность полезной модели состоит в том, что, кроме известных и обших отличительных признаков, а именно: электронного блока управления, магистралей подачи бензина и воздуха, карбюратора, впускного коллектора блока цилиндров двигателя, нейтрализатора и Х -зонда, включенных в канал отработавших газов, первые вход и выход контроллера подключены соответственно к выходу А,-зонда и управляюп1,ему входу нейтрализатора, выходы магистралей подачи бензина и воздуха соединены с соответствуюш;ими входами карбюратора, выход карбюратора соединен с входом впускного коллектора блока цилиндров двигателя, предлагаемый стабилизатор состава горючей смеси карбюраторных двигателей содержит дополнительную магистраль подачи воздуха с установленной в ней управляемым, например, моментным или шаговым двигателем, клапаном, вход которой подсоединен к выходу магистрали подачи воздуха, выход дополнительной магистрали подачи воздуха соединен с входом впускного коллектора цилиндров двигателя, управляющий вход управляемого клапана подключен к выходу электронного блока управления, причем карбюратор отрегулирован на формирование обогашенной горючей смеси.

Новизна полезной модели состоит в том, что стабилизатор состава горючей смеси карбюраторных двигателей содержит дополнительную магистраль подачи воздуха с установленной в ней управляемым, например, моментным или шаговым двигателем, клапаном, вход которой подсоединен к выходу магистрали подачи воздуха, выход дополнительной магистрали подачи воздуха соединен с входом впускного коллектора цилиндров двигателя, управляющий вход управляемого клапана подключен к выходу электронного блока управления, причем карбюратор отрегулирован на формирование обогащенной горючей смеси, что обеспечивает упрощение и расширение области применения электронных систем управления составом горючей смеси в двигателях, карбюраторы которых не оборудованы электронными приводами поворота дроссельной и воздушной заслонок.

Функциональная схема предлагаемой полезной модели изображена на чертеже, где обозначено: 1- водитель; 2 - карбюратор; 3 - магистраль подачи бензина; 4 - дополнительная магистраль подачи воздуха; 5 - впускной коллектор; 6 - блок цилиндров; 7 - коленчатый вал; 8 - нейтрализатор; 9 - управляемый, например, моментным или шаговым двигателем, клапан; 10 - магистраль подачи воздуха; 11 - электронный блок управления (контроллер); 12 - А,-зонд.

В исходном положении водитель 1 функционально связан управляющим элементом, например педалью, с дроссельной заслонкой карбюратора 2, к одному из входов которого подключен выход магистрали подачи бензина 3, а выход карбюратора 2 соединен через последовательно включенные между собой дополнительную магистраль подачи воздуха 4, впускной коллектор 5 и блок цилиндров 6 с коленчатым валом 7 и нейтрализатором 8. Управляемый клапан 9 включен между выходом магистрали подачи воздуха 10 и другим входом карбюратора 2 с одной стороны и входом впускного коллектора 5 с другой стороны. Управляющий вход клапана 9 подключен к выходу контроллера 11, вход которого соединен с выходом Х-зонда 12. Кроме того, на чертеже пунктирной линией показаны функциональные связи коленчатого вала 7 с входом контроллера J J и управляющий вход нейтрализатора 8 с выходом контроллера J J.

Предлагаемый стабилизатор состава горючей смеси карбюраторных двигателей работает следующим образом.

Водитель i задает с помощью поворота дроссельной заслонки карбюратора 2 режим работы двигателя, управляя количеством подачи приготовлепной горючей смеси в рабочие полости блока цилиндров 6 через переходную полость 4. Качественный состав приготовленной горючей смеси, слагаемые компоненты которой поступают на входы карбюратора 2 с выходов соответствующих магистралей подачи бензина 3 и воздуха 10, автоматически стабилизируется с помощью известных 1 регулирующих элементов (поплавковой камеры., жиклера и др.) карбюратора 2. В процессе длительной эксплуатации двигателя, когда наступает старение и износ выщеупомянутых регулирующих элементов карбюратора 2, снижается точность стабилизации состава горючей смеси и поэтому содержание вредных примесей в отработавших газах увеличивается, что ухудщает экологичность двигателя.

В предлагаемом стабилизаторе состава горючей смеси ее качество корректируется с помощью управляемого клапана 9, установленного в дополнительной магистрали подачи воздуха 4 между выходом карбюратора 2 и входом впускного коллектора 5 блока цилиндров 6. Управляющий сигнал для управления работой моментного или шагового двигателя клапана 9 поступает с выхода контроллера 11, входным сигналом которого является выходной сигнал А,-зонда 12.

Если состав приготовленной горючей смеси отклонился от заданного, то вютючается А,-зонд 12, выходной сигнал которого отрабатывается с помощью контроллера 11 управляемым клапаном 9. Управляемый клапан 9 корректирует долю воздуха в приготовленной карбюратором 2 горючей смеси так, чтобы выходной сигнал 1-зонда 12 соответствовал заданной величине и вредные вещества отработавших газов не превышали допустимого уровня. При этом карбюратор 2 отрегулирован на формирование обогащенной горючей смеси.

При постоянном задающем воздействии G{t} - const обеспечивается наивысшая точность стабилизации состава горючей смеси, когда установившаяся ошибка E{t - оо) О равна нулю. Это достигается за счет введения в замкнутый контур автоматической стабилизации состава горючей смеси астатизма первого порядка, что подтверждается математическим выражением:

E(t - оо) lirn р G( О

0 1 + F(/)

где р - оператор Лапласа;

G(p} - при G(t} cosr - задающее воздействие; Р

V (р) - - условная передаточная функция силового цилиндра в такте

горения горючей смеси, когда давление сгорающих газов в рабочей полости силового цилиндра формализуется входной, а перемещение штока поршня - выходной величинами.

Для выбора режима работы (запуск, холостой ход и др.) двигателя контроллер 11 использует электрический сигнал с выхода датчика оборотов коленчатого вала 7. Известная функциональная связь между входом контроллера 11 и коленчатым валом 7 на чертеже изображена пунктирной линией, а также на этом чертеже пунктирной линией изображена линия управления работой известного нейтрализатора 8.

Промышленная применимость предлагаемого стабилизатора состава горючей смеси обосновывается тем, что в нем используются типовые известные функциональные блоки по своему прямому назначению. Заявитель - МООУ «НИИ две по материалам заявки изготовил в 2001г. опытный образец стабилизатора состава горючей смеси.

Положительный эффект от использования полезной модели состоит в том, что упрощается конструктивная схема и расширяется область применения электронных систем управления составом горючей смеси в двигателях с простейшими карбюраторами за счет замены сложных электронных нриводов управления поворотом воздушной и дроссельной заслонок карбюратора на простой управляемый клапан.

1 .Автомобильный справочник. Перевод с англ. Первое русское издание. М.: Издательство «За рулем, 2000г. с. 459-460 (аналог).

2.Автомобильный справочник. Перевод с англ. Первое русское издание. М.: Издательство «За рулем, 2000г. с.461 (прототип).

Литература:

Claims (1)

1. Стабилизатор состава горючей смеси карбюраторных двигателей, содержащий электронный блок управления, магистрали подачи бензина и воздуха, карбюратор, впускной коллектор блока цилиндров двигателя, λ -зонд и нейтрализатор, включенные в канал отработавших газов, первые вход и выход электронного блока управления подключены соответственно к выходу λ -зонда и к управляющему входу нейтрализатора, выходы магистралей подачи бензина и воздуха соединены с соответствующими входами карбюратора, выход карбюратора соединен с входом впускного коллектора блока цилиндров двигателя, отличающийся тем, что содержит дополнительную магистраль подачи воздуха с установленной в ней управляемым, например, моментным или шаговым двигателем, клапаном, вход которой подсоединен к выходу магистрали подачи воздуха, выход дополнительной магистрали подачи воздуха соединен с входом впускного коллектора цилиндров двигателя, управляющий вход управляемого клапана подключен к выходу электронного блока управления, причем карбюратор отрегулирован на формирование обогащенной горючей смеси.