Система живлення для двигунів внутрішнього згоряння

Система живлення для двигунів внутрішнього згоряння, яка складається з паливного бака, паливного насоса, фільтра очистки палива, регулятора тиску палива, електромагнітних форсунок, акумулятора палива, дросельної заслінки, датчика положення дросельної заслінки, пристрою стабілізації холостого ходу, ви тратоміра повітря, датчиків температури повітря і охолоджуючої рідини, кис 3 34788 На малих навантаженнях і в режимі холостого ходу паливоповітряна суміш поступає в циліндри двигуна тільки через основний впускний канал, тобто двигун працює на шта тному паливі (бензині), по мірі збільшення навантаження двигуна, з моменту початку відкриття дросельної заслінки додаткового повітряного каналу, в циліндри двигуна починає поступати спирт, в цей момент починає надходити в підігрівач рідина з системи охолодження. Прохідний переріз отвору, через який поступає рідина, регулюється голковим клапаном. Із збільшенням відкриття дросельної заслінки кількість рідини, що поступає на підігрів, буде збільшуватися пропорційно ступеню її відкриття, тим самим буде забезпечена необхідна температурна стабільність паливоповітряної суміші, яка поступає в циліндри двигуна, що забезпечує більш ефективне її згоряння і, як результат, підвищення енергетичних та економічних показників двигунів, а також зниження токсичності. Недоліком такої системи є те, що рідинна система підігріву має високу інерційність, що призводить до погіршення роботи двигуна на перехідних режимах. Відомі також системи живлення двигунів з впорскуванням палива [2, 3], призначені для роботи на суміші бензину і паливного етанолу, які складаються з паливного бака, підкачуючого паливного насоса, фільтра очистки палива, регулятора тиску палива, електромагнітних форсунок, акумулятора палива, дросельної заслінки, системи стабілізації холостого ходу, датчика положення дросельної заслінки, витратоміра повітря, пускових датчиків температури повітря, що поступає в двигун, і температури охолоджуючої рідини, кисневого датчика, електронного блока керування, датчика частоти обертання колінчастого вала, диференціального датчика температури повітря, виконавчого механізму і повітряної заслінки. Робота прототипу здійснюється наступним чином. Кількість повітря, що поступає в двигун, змінюється дросельною заслінкою. У впускному трубопроводі перед дросельною заслінкою розміщений витратомір повітря з пусковим датчиком температури повітря і електронний перетворювач витрати повітря, з’єднаний з блоком управління двигуном. Вісь дросельної заслінки жорстко зв’язана з датчиком положення (навантаження двигуна) і вимірювання швидкості відкриття дросельної заслінки, який електрично зв’язаний з електронним блоком. У впускний канал двигуна в зону впорскування палива встановлено робочий елемент диференціального датчика температури, вільний елемент якого розміщений в підкапотному просторі двигуна, датчик температури електрично зв’язаний з електроним блоком керування і підсилювачем, виконавчий механізм виконано у вигляді електромагніта електрично зв’язаного з підсилювачем, механічно - з повітряною заслінкою, яка керує відкриттям каналів непідігрітого і підігрітого повітря, яке подається в двигун. Регулятор тиску палива підтримує тиск палива в акумуляторі палива такої 4 величини, щоб забезпечувався постійний перепад тисків на розпилювачі форсунки. Електромагнітний клапан форсунки керується імпульсами від електронного блока, частота та довготривалість яких залежить від положення дросельної заслінки і частоти обертання колінчастого вала. Кількість впорснутого палива визначається часом відкриття клапана форсунки. На режимах прискорення і при повному відкритті дросельної заслінки відповідні датчики, що знаходяться в одному блоці з датчиком положення дросельної заслінки, збільшують час відкриття клапана форсунки, практично, миттєво (в межах одного робочого циклу), забезпечуючи збагачення горючої суміші на цих режимах. Недоліком такої системи є те, що через теплову інерцію термопар на неусталених режимах роботи двигуна (режим розгону), погіршуються показники роботи двигуна через те, що збільшення подачі палива в двигун відбувається, практично, миттєво, а подача підігрітого свіжого заряду відбувається з затримкою, що призводить до погіршення випаровування палива і сумішоутворення в результаті зниження температури паливоповітряної суміші, що поступає в циліндри двигуна, що, в свою чергу, призводить до погіршення процесу запалювання робочої суміші, зниження температури відпрацьованих газів, збільшення кількості продуктів неповного згоряння палива у відпрацьованих газах і погіршення ефективності знешкодження шкідливих речовин в каталітичному нейтралізаторі. Метою корисної моделі є підвищення надійності роботи ДВЗ на режимах прискорення на суміші бензину і паливного етанолу шляхом покращення випаровування палива завдяки забезпеченню необхідної температурної стабільності паливоповітряної суміші, яка поступає в циліндри двигуна, що збільшує е фективність її згоряння і ефективність знешкодження шкідливих речовин в каталітичному нейтралізаторі. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що в системі живлення двигуна внутрішнього згоряння, яка складається з паливного бака, паливного насоса, фільтра очистки палива, регулятора тиску палива, електромагнітних форсунок, акумулятора палива, дросельної заслінки, датчика положення дросельної заслінки, пристрою стабілізації холостого ходу, ви тратоміра повітря, датчиків температури, повітря і охолоджуючої рідини, кисневого датчика, датчика частоти обертання колінчастого вала двигуна, електронного блока керування, у впускний канал двигуна в зону впорскування палива встановлено робочий елемент диференціального датчика температури, вільний елемент якого розміщений в підкапотному просторі двигуна, датчик температури електрично зв’язаний з електронним блоком керування і підсилювачем, виконавчий механізм виконано у вигляді електромагніта електрично зв’язаного з підсилювачем, механічно - з повітряною заслінкою, що керує відкриттям каналів непідігрітого і підігрітого повітря, що подається в двигун - згідно винаходу датчик вимірювання швидкості відкриття дро 5 34788 сельної заслінки електрично, паралельно форсункам двигуна, з’єднаний через електронний блок керування і підсилювач з електромагнітним виконавчим механізмом повітряної заслінки. Система живлення (Фіг.1) складається із паливного бака 1, підкачуючого паливного насоса 2, фільтра очистки палива 3, регулятора тиску палива 4, електромагнітних форсунок 5, акумулятора палива 6, дросельної заслінки 7, пристрою стабілізації холостого ходу 8, датчика положення і вимірювання швидкості відкриття дросельної заслінки 9, витратоміра повітря 10, датчиків температури повітря 11 і охолоджуючої рідини 12, кисневого датчика 13, електронного блока керування 14, датчика частоти обертання колінчастого вала двигуна 15, диференціального датчика температури 16, змішувача повітря 17, електромагнітного виконавчого пристрою 18. Змішувач повітря 17 (Фіг.2) складається із поворотної заслінки 19 із зворотною пружиною 20, що керує відкриттям каналу 21 повітря, яке впускається із підкапотного простору і каналу 22 підігрітого повітря із простору випускного колектора, каналу 23, з’єднаного з витратоміром повітря 10 , поворотна заслінка 19 жорстко зв’язана з віссю 24 якоря 25 електромагніта, що має два постійних 26 і 27 магніти і обмотку збудження 28, електрично з’єднаного з підсилювачем 29. Диференціальний датчик температури 16 має два елементи 30 і 31, перший - робочий 30, розміщений у впускному колекторі в зоні впорскування палива, вільний - 31 знаходиться в підкапотному просторі двигуна. Система живлення працює наступним чином. Паливо із паливного бака 1 подається в акумулятор палива 6, де за допомогою регулятора тиску палива 4 підтримується відповідний тиск, що забезпечує постійний перепад тисків на клапані форсунки 5. Кількість палива, що потрапляє в циліндри двигуна, визначається часом відкриття клапана форсунки, величина якого визначається положенням дросельної заслінки і швидкістю її відкриття 7 і частотою обертання колінчастого вала двигуна. Сигнал від відповідних датчиків 9 і 15 потрапляє в електронний блок керування 14, а потім на електромагніт форсунки 5. При запуску холодного двигуна і роботі на холостому ходу в період прогріву заслінка 19 закриває канал 21 через який поступає непідігріте повітря. Штатний датчик температури 11 корегує кількість палива, що подається. При досягненні температури повітря 20°С в підкапотному просторі і температури охолоджуючої рідини 60°С, датчики 11 і 12 відключаються, одночасно вмикається датчик 30. Паливо через форсунку впорскується в зону впускного клапана, частково направляється на робочий елемент 30 датчика температури 16, що встановлений у впускному трубопроводі. Вільний елемент датчика температури знаходиться в підкапотному просторі, на прогрітому двигуні, практично, при постійній температурі. Така схема вмикання датчиків температур дозволяє вимірювати перепад температур на вході в циліндри двигуна і підкапотному просторі. При роботі двигуна на усталених режимах повітря у 6 впускній системі частково підігрівається від нагрітих деталей системи. Після впорскування палива температура горючої суміші знижується через затрати теплоти на випаровування палива. Чим більший вміст в паливі паливного етанолу, тим нижчою стане температура свіжого заряду. Крім того, із збільшенням навантаження , тобто із збільшенням ступеня відкриття дросельної заслінки, збільшується кількість палива, що подається в циліндри двигуна, що призводить до збільшення перепаду температур між свіжим зарядом і температурою повітря в підкапотному просторі. Різниця температур на робочому 30 і вільному 31 елементах датчика 16 збільшується, електричний сигнал (напруга) від датчика температури 16 подається в електронний блок 14, підсилюється в підсилювачі 29 і потрапляє на обмотку 28 електромагніта 18, в результаті взаємодії електричного поля обмотки 28 і магнітного поля постійних магнітів якор 25 повертається під дією зусилля пружини 20 разом із заслінкою 19 проти годинникової стрілки, прикриваючи канал 21, одночасно збільшуючи відкриття каналу 22, через який подається підігріте повітря. При роботі двигуна на неусталених режимах (режим розгону автомобіля), для виключення впливу теплової інерції термопар, сигнал від датчика вимірювання швидкості відкриття дросельної заслінки, що знаходиться в одному блоці з датчиком положення дросельної заслінки 9, подається на обмотку 28 електромагніта 18 в період переміщення дросельної заслінки 7, в результаті якір 25 разом із заслінкою 19 під дією зусилля пружини 20 повертається проти часової стрілки прикриваючи канал 21, одночасно збільшуючи відкриття канала 22, збільшуючи подачу підігрітого повітря. Так як сигнал від датчика прискорення, в силу специфіки його роботи, подається тільки на режимах переміщення дросельної заслінки, після закінчення переміщення дросельної заслінки 7, повітряна заслінка 19 займає положення, що відповідає електричному сигналу датчика температури 16. В результаті цього при роботі двигуна на режимах розгону в циліндри двигуна збільшується подача підігрітого повітря, що призводить до покращення процесу випаровування і згоряння робочої суміші, підвищення ефективності згоряння, зменшення кількості продуктів неповного згоряння палива у відпрацьованих газах і підвищення ефективності знешкодження шкідливих речовин в каталітичному нейтралізаторі. Джерела інформації: 1. Система живлення для двигуна внутрішнього згоряння. Гутаревич Ю.Ф., Говорун А.Г., Корпач А.О., Мороз О.Г. Деклараційний патент на винахід. UA, №54740A, 7 F02M13/06, опубл. 17.03.2003, Бюл. №3, 2003р. 2. Системы управления и впрыск топлива// Чарльз Уайт. - СПб.: Аьфамер Паблишинг, 2003. 320с. 3. Система живлення для двигунів внутрішнього згоряння. Говорун А.Г., Корпач А.О., Попов Д.В. Патент на корисну модель №17913, F02M13/00, опубл. 16.10.2006, Бюл. №10, 2006р. 7 Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 34788 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601