Система живлення багатоциліндрового двигуна внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням і впорскуванням палива з відключенням групи циліндрів

Реферат: UA 69965 U UA 69965 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до двигунобудування, зокрема до систем живлення двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) з іскровим запалюванням і впорскуванням палива. Відома система живлення двигуна з впорскуванням палива [1], яка складається з паливного бака, паливного насоса, фільтра очистки палива, регулятора тиску палива, електромагнітних форсунок, розподільника палива, дросельної заслінки, датчика положення дросельної заслінки, пристрою стабілізації холостого ходу, системи холодного пуску, витратоміра повітря, датчиків температури повітря і охолоджуючої рідини, кисневого датчика, датчика частоти обертання колінчастого вала двигуна, електронного блока керування. Робота системи живлення двигуна з впорскуванням палива здійснюється наступним чином. Кількість повітря, що надходить в двигун, змінюється дросельною заслінкою. У впускному трубопроводі перед дросельною заслінкою розміщений витратомір повітря з 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) дросельної заслінки, який електрично зв'язаний з електронним блоком. Регулятор тиску палива підтримує тиск палива в акумуляторі палива такої 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 впорскнутого палива визначається часом відкриття клапана форсунки. В режимах прискорення і при повному відкритті дросельної заслінки відповідні датчики, які контролюють положення дросельної заслінки, збільшують час відкриття клапана форсунки, забезпечуючи збагачення паливоповітряної суміші в цих режимах та зростання насосних втрат. В процесі запуску і прогріву холодного двигуна датчики температури повітря, що подається в двигун, і температури охолоджуючої рідини через блок керування коректують час відкриття клапана форсунки, збагачуючи паливоповітряну суміш. За роботи бензинового двигуна з такою системою в режимах малих навантажень і холостого ходу погіршується його паливна економічність, що є наслідком погіршення робочого процесу в цих режимах. Відома система живлення багатоциліндрового двигуна з впорскуванням палива з відключенням групи циліндрів [2], яка складається з паливного бака, електричного паливного насоса, паливного фільтра, електронного пристрою керування (мікропроцесор), акумуляторної батареї, вимикача запалювання, головного реле, реле включення насоса, баластного опору, форсунок, що відключаються, електронного блока керування форсунками, форсунок, що не відключаються, розподільника палива, системи холодного пуску, пристрою стабілізації холостого ходу, датчика положення і прискорення дросельної заслінки, дросельної заслінки, витратомір повітря, датчика температури повітря, -датчика, теплового реле часу, датчика температури двигуна, датчика кута повороту колінчастого вала, датчика частоти обертання, важеля привода дросельної заслінки, фіксуючого ролика, натяжного ролика, троса привода дросельної заслінки, педалі газу, реле включення електромагніта, електромагніта, колінчастого вала. Недоліком такої системи живлення є зростання концентрацій оксидів азоту NOх при відключенні групи циліндрів, за рахунок зростання температури циклу в працюючій групі циліндрів. В основу корисної моделі поставлена задача покращення екологічних показників багатоциліндрового двигуна з безпосереднім впорскуванням бензину з керованим відключенням групи циліндрів під час роботи на часткових навантаженнях шляхом застосування рециркуляції відпрацьованих газів, що зменшує кількість викидів оксидів азоту в процесі експлуатації. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що до системи живлення багатоциліндрового двигуна внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням і впорскуванням палива з відключенням групи циліндрів додається канал рециркуляції відпрацьованих газів, який з'єднує випускний колектор з впускним колектором, з встановленим електромагнітним клапаном зміни прохідного перерізу каналу рециркуляції відпрацьованих газів з'єднаний електрично з електронним блоком управління. Схема системи живлення багатоциліндрового двигуна внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням і впорскуванням палива з відключенням групи циліндрів, що пропонується, показана на кресленні. Система включає паливний бак 1, електричний паливний насос 2, паливний фільтр 3, електронний пристрій керування (мікропроцесор) 4, акумуляторну батарея 5, вимикач запалювання 6, головне реле 7, реле включення насоса 8, баластний опір 9, 1 UA 69965 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 форсунки, що відключаються 10, електронний блок керування форсунками 11, форсунки, що не відключаються 12, розподільник палива для форсунок, що відключаються, та форсунок, що не відключаються 13, систему холодного пуску 14, пристрій стабілізації холостого ходу 15, датчик положення і прискорення дросельної заслінки 16, дросельну заслінка 17, витратомір повітря 18, датчик температури повітря 19, -датчик 20, теплове реле часу 21, датчик температури двигуна 22, датчик кута повороту колінчастого вала 23, датчик частоти обертання 24, важіль приводу дросельної заслінки 25, фіксуючий ролик 26, натяжний ролик 27, трос приводу дросельної заслінки 28, педаль управління положенням дросельної заслінки 29, реле включення електромагніта 30, електромагніт 31, впускний колектор 32, випускний колектор 33, канал рециркуляції відпрацьованих газів 34, електромагнітний клапан зміни прохідного перерізу каналу рециркуляції відпрацьованих газів 35, колінчастий вал 36. До системи живлення багатоциліндрового двигуна внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням і впорскуванням палива з відключенням групи циліндрів додається канал рециркуляції відпрацьованих газів 34, котрий з'єднує впускний колектор 32 з випускним колектором 33. В каналі рециркуляції 34 встановлений електромагнітний клапан зміни прохідного перерізу каналу рециркуляції відпрацьованих газів 35. При часткових навантаженнях за командою електронного блока керування форсунками 11 до обмотки реле включення електромагніта 30 підводиться електричний струм. При включенні електромагніта 31 його сердечник переміщує натяжний ролик 27 на задану величину, внаслідок чого по фіксуючих роликах 26 натягується трос приводу дросельної заслінки 28, який через важіль привода дросельної заслінки 25 змінює кут відкриття дросельної заслінки 17 на задану величину, у відповідності до роботи двигуна з відключеними циліндрами. Одночасно з цим, електронний блок керування форсунками 11, одержуючи сигнали від датчиків частоти обертання 24 і положення дросельної заслінки 16, відключає блок форсунок 10, перемикаючи електричний струм на баластний опір 9. Внаслідок цього, двигун не переходить в аварійний режим роботи. При роботі двигуна з відключеною групою циліндрів, подача палива до працюючих циліндрів здійснюється за допомогою групи форсунок, що не відключаються 12. За цього режиму роботи з відключеною групою циліндрів, в залежності від положення дросельної заслінки 17 від датчика положення і прискорення дросельної заслінки 16 і датчика частоти обертання колінчастого вала 24, надходить сигнал до електронного пристрою керування 4, за його командою до електромагнітного клапана зміни прохідного перерізу каналу рециркуляції відпрацьованих газів 35 підводиться струм. Сила струму визначає величину зміни його положення в каналі рециркуляції на задану величину S, внаслідок чого змінюється на задану величину кількість відпрацьованих газів, які перепускаються з випускного колектора 33 у впускний колектор 32. Дані відпрацьовані гази, потрапивши в циліндри двигуна, діють як активні центри на початку реакції згорання, але разом з тим збільшують кількість баластних компонентів, сповільнюючи протікання реакції окислення і знижуючи її температуру. При цьому, співвідношення між кількістю відпрацьованих газів, які перепускаються з випускного колектора в впускний колектор, та кутом відкриття дросельної заслінки при роботі на частині циліндрів в режимах часткових навантажень витримується таким, яке забезпечує зменшення концентрацій оксидів азоту NOx без погіршення паливної економічності. При збільшенні навантаження двигуна до режиму, коли робота на частині циліндрів стає менш економічною за витратою палива, ніж робота на всіх циліндрах, при одній і тій же частоті обертання колінчастого вала 36 за сигналом датчика частоти обертання колінчастого вала 24, електронний блок керування форсунками 11, у відповідності до сигналу датчика положення дросельної заслінки 16, підключає форсунки, що відключаються 10 до системи живлення. Одночасно з цим припиняється подача струму на електромагнітний клапан зміни прохідного січення каналу рециркуляції відпрацьованих газів 35, таким чином він закривається, припиняючи перепуск відпрацьованих газів у впускний колектор 32, а також відключається електромагніт 31 управління натяжного ролика 27 і кут відкриття дросельної заслінки 17 змінюється до величини, відповідної роботі двигуна на всіх циліндрах. При зменшенні навантаження двигуна, або при переході на режим холостого ходу, коли більш ефективна робота двигуна при відключенні групи циліндрів, відбувається зворотний процес відключення блоку форсунок 10, включення електромагнітного клапану рециркуляції відпрацьованих газів 35 і включення в ланцюг баластного опору 9 з одночасною зміною кута відкриття дросельної заслінки 17 на величину, що відповідає роботі двигуна при відключеній групі циліндрів. Холодний пуск двигуна і його прогрівання відбуваються при роботі двигуна на всіх циліндрах з вимкненим електромагнітним клапаном рециркуляції відпрацьованих газів 35. Це відбувається 2 UA 69965 U 5 10 за допомогою датчика температури повітря 19 і датчика температури двигуна 22, сигнал з яких надходить на електронний блок керування форсунками 11. Таким чином, рециркуляція відпрацьованих газів покращує екологічні показники багатоциліндрового двигуна з безпосереднім впорскуванням бензину з керованим відключенням групи циліндрів під час роботи на часткових навантаженнях. Джерела інформації: 1. Системы управления и впрыск топлива / Чарльз Уайт. - СПб.: Альфамер Паблишинг, 2003. - 320 с. 2. Система живлення багатоциліндрового двигуна внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням і впорскуванням палива з відключенням групи циліндрів. Гутаревич Ю. Ф., Корпач А. О., Сирота О. В., Дядченко В. Л. Патент на корисну модель № 46937 Заявка № 4200907777 від 23.07.2009, Бюл. № 1, 2010 р. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 Система живлення багатоциліндрового двигуна внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням і впорскуванням палива з відключенням групи циліндрів, яка складається з паливного бака, електричного паливного насоса, паливного фільтра, електронного пристрою керування (мікропроцесор), акумуляторної батареї, вимикача запалювання, головного реле, реле включення насоса, баластного опору, форсунок, що відключаються, електронного блока керування форсунками, форсунок, що не відключаються, розподільника палива, системи холодного пуску, пристрою стабілізації холостого ходу, датчика положення і прискорення дросельної заслінки, дросельної заслінки, витратоміра повітря, датчика температури повітря, λдатчика, теплового реле часу, датчика температури двигуна, датчика кута повороту колінчастого вала, датчика частоти обертання, важеля привода дросельної заслінки, фіксуючого ролика, натяжного ролика, троса приводу дросельної заслінки, педалі управління дросельної заслінки, реле включення електромагніта, електромагніта, колінчастого вала, яка відрізняється тим, що до системи додається канал рециркуляції відпрацьованих газів, який з'єднує випускний колектор з впускним колектором, з встановленим електромагнітним клапаном зміни прохідного перерізу каналу рециркуляції відпрацьованих газів, з'єднаним електрично з електронним блоком управління. 3 UA 69965 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4