Система автоматичного керування потужністю двигуна внутрішнього згоряння
Формула / Реферат
1. Система автоматичного керування потужністю двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), що містить принаймні дві камери згоряння (КЗ) з відповідними поршнями, електросвічкками, електроклапанами, електрофорсунками і вал ДВЗ, котрий кінематично з'єднано з маховиком, а також пристрій керування, що містить акселератор, відцентровий регулятор, першу котушку запалювання чотиритактної роботи (ЧР), датчик розподілу з рознощиком сигналів на електрофорсунки (РРСЕФ), відповідні виходи котрого через першу релейну групу з'єднано з відповідними електрофорсунками КЗ, датчик розподілу моменту запалювання (РМЗ), відповідні виходи котрого з'єднані з відповідними електросвічками, чотиритактний вхід його рознощика з'єднаний з виходом високої напруги першої котушки запалювання ЧР, яка відрізняється тим, що пристрій керування додатково містить регулятор потужності по навантаженню, золотник газорозподілу, вісь котрого через перший редуктор кінематично з'єднана з валом ДВЗ, другу котушку запалювання двотактної роботи (ДР), з виходом високої напруги котрої з'єднано двотактний вхід рознощика датчика РМЗ, роздавач сигналів від регулятора потужності по навантаженню і відцентрового регулятора (СРПНВР), датчик розподілу низької напруги (РНН), чотиритактний і двотактний виходи котрого з'єднано відповідно з входами першої ЧР та другої ДР котушок запалювання, при цьому перша частина виходів роздавача СРПНВР через другу релейну групу з'єднана з чотиритактним входом рознощика датчика РРСЕФ і чотиритактним входом рознощика датчика РНН, друга частина виходів роздавача СРПНВР через третю релейну групу з'єднана з двотактним входом рознощика датчика РРСЕФ і двотактним входом датчика РНН, при цьому рознощики датчиків РРСЕФ, РНН, РМЗ і відцентровий регулятор розташовані на осі золотника, з якою через другий редуктор кінематично з'єднана вісь рознощика датчика СРПНВР, важіль регулятора потужності по навантаженню кінематично з'єднаний з першою та другою групою перемикачів для відповідного включення/відключення відповідно другої і третьої релейних груп.
2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що регулятор потужності по навантаженню розташований в площині маховика і виконаний у вигляді трьох пружин, один кінець котрих жорстко закріплено на маховикові, а другий кінець закріплено на важелі у вигляді кільця, що може повертатися при контактуванні з диском зчеплення, причому вказаний важіль у вигляді кільця кінематично з'єднано з першою та другою групою перемикачів.
3. Система за будь-яким з пп. 1 чи 2, яка відрізняється тим, що відцентровий регулятор має важіль, який кінематично з'єднаний з третьою групою перемикачів, котрі відповідно і паралельно з'єднані з перемикачами першої групи перемикачів.
4. Система за п. 3, яка відрізняється тим, що містить важіль чотиритактної роботи ДВЗ, який кінематично з'єднаний з третьою групою перемикачів.
5. Система за будь-якими з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що містить четверту групу перемикачів, яка кінематично з'єднана з важелем акселератора і відповідно паралельно з'єднана з першою та другою групою перемикачів.
6. Система за будь-яким з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що один вихід роздавача СРПНВР прямо з'єднано з чотиритактним входом рознощика датчика РРСЕФ і чотиритактним входом датчика РНН.
7. Система за будь-яким з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що пристрій керування містить датчик розподілу сигналів на електроклапани (РСЕК), відповідні виходи котрого з'єднані з відповідними електроклапанами, причому вхід рознощика датчика РСЕК через третю релейну групу з'єднано з першою частиною виходів роздавача СРПНВР.
8. Система за п. 7, яка відрізняється тим, що датчик РСЕК виконано у вигляді нерухомого стакана, котрий виконано з електронепровідного матеріалу, а внутрішня твірна поверхня має чотири контакти для контактування з контактом входу рознощика датчика РСЕК, а вказані чотири контакти на поверхні стакана є відповідними виходами датчика РСЕК.
9. Система за будь-яким з пп. 1-8, яка відрізняється тим, що роздавач СРПНВР виконано у вигляді електрично провідного барабана, що обертається і котрий електрично з'єднаний з корпусом ДВЗ, при цьому зовнішня твірна поверхня барабана має ізолюючий шар, в якому виконано по колу дванадцять отворів для замикання через них на провідну поверхню барабана десяти рівномірно розташованих по колу нерухомих повзунків, котрі є виходами роздавача СРПНВР і містять першу і другу частину виходів, а також один окремий вихід.
10. Система за будь-яким з пп. 1-9, яка відрізняється тим, що датчик РРСЕФ виконано у вигляді електронепровідного і необертового барабана, що кінематично з'єднаний з відцентровим регулятором для зміщення цього барабана вдовж його осі, причому на внутрішній твірній поверхні цього барабана розташовано чотири контакти у вигляді трикутників для контактування з двоплечим обертовим рознощиком, що виконаний відповідно з чотиритактним і двотактним входами, а вказані трикутники є відповідно входами датчика РРСЕФ.
11. Система за будь-яким з пп. 1-10, яка відрізняється тим, що датчик РНН виконано з рознощиком у вигляді барабана, що обертається усередині нерухомого стакана, котрі виконані з електронепровідного матеріалу, при цьому на внутрішній твірній поверхні стакана розташовано паралельно його осі дві пари контактів для замикання кожної пари контактів чотирма контактами на зовнішній твірній поверхні барабана рознощика, причому з одного боку стакана розташовані один контакт чотиритактного і один контакт двотактного входів датчика РНН, а з другого боку стакана розташовані відповідно один контакт чотиритактного і один контакт двотактного виходів датчика РНН.
12. Система за будь-яким з пп. 1-11, яка відрізняється тим, що датчик РМЗ виконано у вигляді нерухомого стакана з електронепровідного матеріалу, на внутрішній твірній поверхні котрого розташовано чотири контакти для контактування з двоплечим обертовим рознощиком, що виконаний відповідно з чотиритактним і двотактним входами датчика РМЗ, а вказані чотири контакти на поверхні цього стакана є відповідними виходами датчика РМЗ.
13. Система за будь-яким з пп. 1-12, яка відрізняється тим, що містить перший та другий термовимикачі захисту ДВЗ для послідовного виключення живлення відповідно третьої та другої релейних груп.
Текст
Винахід стосується галузі машинобудування, зокрема до систем автоматичного керування потужності двигуна внутрішнього згоряння, шляхом зміни чотиритактного і двотактного режиму його роботи в залежності від зміни навантаження на нього в процесі його експлуатації. Може найти застосування в автомобілебудуванні, авіабудуванні, суднобудуванні, в стаціонарних установках, на шляхових, будівельних, сільгоспмашинах і інших. Найбільш близьким до заявляємого рішення по технічній суті та досягаємому технічному результату е система автоматичного керування потужності двигуна внутрішнього згорання, котра розкрита у патенті Російської Федерації №2032825, опубл. 10.04.95г., МПК 6 F02D17/02, що містить принаймні дві камери згорання (КЗ) з відповідними поршнями, електросвічами, електроклапанами, електрофорсунками і вал ДВЗ, котрий кінематичне з'єднано з маховиком, а також пристрій керування, що містить акселератор, відцентровий регулятор, першу котушку запалення чотиритактної роботи (ЧР), датчик розподілу з рознощиком сигналів на електрофорсунки (РРСЕФ), відповідні виходи котрого через релейну групу з'єднано з відповідними електрофорсунками КЗ, датчик розподілу моменту запалення (РМЗ), відповідні виходи котрого з'єднані з відповідними електросвічами, а чотиритактний вхід його рознощика з'єднано з виходом високої напруги першої котушки запалення ЧР. В цій системі керування датчик РРСЕФ виконано у вигляді чотирьох нерухомих контактів, що є його виходами і двох обертаючих рознощиків, входи котрих відповідно з'єднаю з першим і другим логічними елементами "I", на виходах котрих сигнал прямо залежить від швидкості обертання вала ДВЗ тому, що входи елементів "І" з'єднані з генератором напруги, котрий кінематичне з'єднано з валом ДВЗ. Перша релейна група виконана у вигляді чотирьох ланцюжків, кожна з котрих містить мультивібратор і підсилювач. Схема керування також містить фазозмішувач з відцентровим регулятором для передачі обертання другому рознощику датчика РРСЕФ. Відцентровий регулятор змінює кут обертання між першим і другим рознощиком, що призводить до зміни циклової подачі палива в КЗ і відповідну зміну потужності ДВЗ. Основним недоліком даної системи автоматичного керування потужності двигуна внутрішнього згоряння € недостатня автоматизація зміни потужності ДВЗ в залежності від його навантаження, що обумовлено відсутністю автоматичного переходу з чотиритактного на двотактний режим його роботи і навпаки. Другим недоліком даної системи с відсутність автоматичного підбору потужності при змінюванні навантаження з підтримкою постійних обертів ДВЗ тому, що відсутній елемент визначення цього навантаження і видачі відповідних сигналів на нейтралізування його у вигляді регулятора потужності, робота котрого не залежить від швидкості обертання вала ДВЗ. Крім того, виконання регулювання потужності ДВЗ тільки по зміні подачі паливоповітряної суміші на електрофорсунки в залежності від кількості обертів вала ДВЗ також призводить ще до підвищеної витрати пального і підвищеного викиду продуктів згорання в навколишнє середовище. В основу винаходу покладено завдання створення ефективної системи автоматичного керування потужності двигуна внутрішнього згоряння шляхом забезпечення автоматичного переходу з чотиритактного на двотактний режим його роботи і навпаки, а також забезпечення автоматичного підбору потужності при зміні навантаження з підтримкою постійних обертів ДВЗ. А це дозволить підсилити автоматизацію роботи системи при зміні потужності ДВЗ в залежності від його навантаження, тобто дозволить забезпечити максимально потрібну в даний момент потужність ДВЗ при мінімальній витраті пального і зниження викиду продуктів згорання в навколишнє середовище. Поставлене завдання вирішується тим, що в системі автоматичного керування потужності двигуна внутрішнього згоряння, що містить принаймні дві камери згорання (КЗ) з відповідними поршнями, електросвічами, електроклапанами, електрофорсунками і вал ДВЗ, котрий кінематичне з'єднано з маховиком, а також пристрій керування, що містить акселератор, відцентровий регулятор, першу котушку запалення чотиритактної роботи (ЧР), датчик розподілу з рознощиком сигналів на електрофорсунки (РРСЕФ), відповідні виходи котрого через першу релейну групу з'єднано з відповідними електрофорсунками КЗ, датчик розподілу моменту запалення (РМЗ), відповідні виходи котрого з'єднані з відповідними електросвічами, чотиритактний вхід його рознощика з'єднано звиходом високої напруги першої котушки запалення ЧР. При цьому пристрій керування додатково містить регулятор потужності по навантаженню, золотник газорозподілу, вісь котрого через перший редуктор кінематичне з'єднана з валом ДВЗ, другу котушку запалення двотактної роботи (ДР), з виходом високої напруги котрої з'єднано двотактний вхід рознощика датчика РМЗ, роздатчик сигналів від регулятора потужності по навантаженню і відцентрового регулятора (СРПНВР), датчик розподілу низької напруги (РНН), чотиритактний і двотактний виходи котрого з'єднано відповідно з входами першої ЧР та другої ДР котушок запалення, при цьому перша частина виходів роздатчика СРПНВР через другу релейну групу з'єднані з чотиритактним входом рознощика датчика РРСЕФ і чотиритактним входом рознощика датчика РНН, друга частина виходів роздатчика СРПНВР через третю релейну групу з'єднані з двотактним входом рознощика датчика РРСЕФ і двотактним входом датчика РНН, при цьому рознощики датчиків РРСЕФ, РНН, РМЗ і відцентровий регулятор розташовані на осі золотника, з якою через другий редуктор кінематичне з'єднана вісь рознощика датчика СРПНВР, важіль регулятора потужності по навантаженню кінематичне з'єднана з першою та другою групою перемикачів для відповідного включення/відключення відповідно другої і третьої релейних груп. Регулятор потужності по навантаженню розташовано в площині маховика і виконано у вигляді трьох пружин, один кінець котрих жорстко закріплено на маховикові, а другий кінець закріплено на важелі у вигляді кільця, що може повертатися при контактуванні з диском зчеплення, причому вказаний важіль у вигляді кільця кінематичне з'єднаний з першою та другою групою перемикачів. Відцентровий регулятор має важіль, який кінематичне з'єднаний з третьою групою перемикачів, котрі відповідно і паралельно з'єднані з перемикачами першої групи перемикачів. Важіль чотиритактної роботи ДВЗ, який кінематичне з'єднаний з третьою групою перемикачів. Система містить четверту групу перемикачів, яка кінематичне з'єднана з важелем акселератора і відповідно і паралельно з'єднана з першою та другою групою перемикачів. Один вихід роздатчика СРПНВР прямо з'єднано з чотиритактним входом рознощика датчика РРСЕФ і чотиритактним входом датчика РНН. Пристрій керування містить датчик розподілу сигналів на електроклапани (РСЕК), відповідні виходи котрого з'єднані з відповідними електроклапанами, причому вхід рознощика датчика РСЕК через третю релейну групу з'єднано з першою частиною виходів роздатчика СРПНВР. Датчик РСЕК виконано у вигляді нерухомого стакана, котрий виконано з електричне непровідного матеріалу, а внутрішня твірна поверхня має чотири контакти для контактування з контактом входу рознощика датчика РСЕК, а вказані чотири контакти на поверхні стакана є відповідними виходами датчика РСЕК. Роздатчик СРПНВР виконано у вигляді електричне провідного барабана, що обертається і котрий електрично з'єднано з корпусом ДВЗ, при цьому зовнішня твірна поверхня барабана має ізолюючий шар, в якому виконано по колу дванадцять отворів для замикання через них на провідну поверхню барабана десяти, рівномірно розташованих по колу нерухомих повзунків, котрі є виходами роздатчика СРПНВР і які містять першу і другу частину виходів, а також один окремий вихід. Датчик РРСЕФ виконано у вигляді електричне непровідного і необертаємого барабана, що кінематичне з'єднаний з відцентровим регулятором для зміщення цього барабана вдовж його осі, причому на внутрішній твірной поверхні цього барабана розташовано чотири контакти у вигляді трикутників для контактування з двоплечим рознощиком, що обертається і котрий виконай відповідно з чотиритактним і двотактним входами, а вказані трикутники є відповідно входами датчика РРСЕФ. Датчик РНН виконано з рознощиком у вигляді барабана, що обертається у середині нерухомого стакана і котрі виконані з електричне непровідного матеріалу, при цьому на внутрішній твірной поверхні стакана розташовано паралельно його осі дві пари контактів для замикання кожної пари контактів чотирма контактами на зовнішній твірной поверхні барабана рознощика, причому з одного боку стакана розташовані один контакт чотиритактного і один контакт двотактного входів датчика РНН, а з другого боку стакана розташовані відповідно один контакт чотиритактного і один контакт двотактного виходів датчика РНН. Датчик РМЗ виконано у вигляді нерухомого стакана з електрино непровідного матеріалу, на внутрішній твірной поверхні котрого розташовано чотири контакти для контактування з двоплечим рознощиком, що обертається і котрий виконано відповідно з чотиритактним і двотактним входами датчика РМЗ, а вказані чотири контакти на поверхні цього стакана є відповідними виходами датчика РМЗ. Система містить термовимикач захисту ДВЗ для виключення живлення третьої релейної групи, а також другий термовимикач для виключення живлення другої релейної групи і переводу ДВЗ на холостий хід. Введення в пристрій керування регулятора потужності по навантаженню, золотника газорозподілу, другої котушки запалення двотактної роботи, роздатчика СРПНВР, датчика РНН, другої та третьої релейних груп з розташуванням датчиків РРСЕФ, РНН, РМЗ і відцентрового регулятора на осі золотника, з яким через другий редуктор кінематичне з'єднано вісь рознощика СРПНВР, важелі регулятора потужності по навантаженню, що кінематичне з'єднані з першою та другою групами перемикачів для відповідного включення/відключення відповідно другої і третьої релейних груп, дозволяє створити ефективну систему автоматичного керування потужністю ДВЗ, тому що забезпечується автоматичний перехід з чотиритактного на двотактний режим роботи ДВЗ і навпаки. А також забезпечується автоматичний підбір потужності при зміні навантаження з підтримкою постійних обертів ДВЗ. А все це разом дозволяє підсилити автоматичну роботу системи для зміни потужності ДВЗ в залежності від його навантаження, тобто дозволяє забезпечити максимально потрібну в даний момент потужність ДВЗ при мінімальній витраті пального, що також призводить до зниження викиду продуктів згорання в навколишнє середовище. При цьому використання регулятора потужності по навантаженню з першою і другою групою перемикачів для відповідного включення /виключення відповідно другої і третьої релейних груп забезпечує визначення зміни навантаження незалежно від швидкості обертання вала ДВЗ і видачу відповідних сигналів на компенсування цієї зміни навантаження. Використання золотника газорозподілу забезпечує чотиритактний и двотактний режим газорозподілу за рахунок розташування в ньому вікон газорозподілу вдовж його довжини і по колу його твірної поверхні, а також за рахунок використання першого редуктора, завдяки якому вісь золотника обертається один раз, а вал ДВЗ два рази. Використання другої котушки запалення забезпечує двотактний режим роботи ДВЗ. Використання роздатчика СРПНВР в сполученні з датчиками РНН, РМЗ, РРСЕФ і золотника забезпечує підтримання основної чотиритактної роботи ДВЗ з відключенням чи включенням необхідної кількості робочих ходів при багатоциліндровому ДВЗ, та включення короткочасно двотактної роботи ДВЗ. А це забезпечується розташуванням на осі золотника рознощиків датчиків РРСЕФ, РНН, РМЗ і відцентрованого регулятора. З'єднання кінематичне вісі рознощика датчика СРПНВР з віссю золотника через другий редуктор, коли рознощик датчика СРПНВР робить один оберт за п'ять обертів золотника, дозволяє забезпечити автоматичне керування кількістю робочих ходів поршнів. Виконання регулятора потужності по навантаженню з розташуванням його в площині маховика у вигляді трьох пружин з важелем, котрий кінематичне з'єднаний з першою та другою групою перемикачів, дозволяє забезпечити визначення зміни навантаження незалежно від швидкості обертання вала ДВЗ і забезпечити автоматичний підбір потужності при цьому з підтримкою постійних обертів вала ДВЗ. Виконання відцентрового регулятора з важелем, що кінематичне з'єднаний з третьою групою перемикачів, котрі відповідно і паралельно з'єднані з перемикачами першої групи перемикачів, дозволяє забезпечити чотиритактний режим роботи ДВЗ при постійному навантаженні з підтримкою заданої швидкості обертання вала ДВЗ. Виконання системи керування з важелем чотиритактної роботи ДВЗ, що кінематичне з'єднаний з третьою групою перемикачів, котрі, в свою чергу, кінематичне з'єднані з важелем відцентрового регулятора, дозволяє забезпечити запуск ДВЗ водієм, якщо двигун ще холодний. Виконання системи керування з важелем акселератора, що кінематичне з'єднаний з четвертою групою перемикачів, котрий відповідно і паралельно з'єднаний з першою та другою групою перемикачів регулятора потужності по навантаженню, дозволяє водію незалежно від роботи регулятора потужності по навантаженню здійснювати втручання в його роботу з забезпеченням чотиритактної роботи ДВЗ і /або двотактної. З'єднання одного окремого виходу роздатчика СРПНВР прямо з чотиритактним входом рознощика датчика РРСЕФ і чотиритактним входом датчика РНН дозволяє забезпечити чотиритактний режим роботи ДВЗ на холостому ході. Виконання системи керування з датчиком РСЕК, відповідні виходи котрого з'єднанні з відповідними електроклапанами, дозволяє забезпечити випуск через відповідні електроклапани стисненого поршнем повітря в відповідній КЗ в момент пропуску робочого ходу при чотиритактній роботі ДВЗ, що зменшує навантаження на деталі циліндро-поршневої групи (не показана) і кривошипно-шатунного механізму (не показаний) ДВЗ. Виконання датчика РСЕК у вигляді нерухомого стакана з чотирма контактами, які контактують з контактом входу обертаємого рознощика датчика РСЕК, дозволяє здійснити електромеханічне виконання датчика РСЕК, котре і в теперішній час більш надійне в роботі ніж інше, наприклад електронне. Виконання роздатчика СРПНВР у вигляді електричне провідного барабана, що обертається і котрий електричне з'єднано з корпусом ДВЗ, з виконанням в ізолюючому шарі барабана по колу дванадцяти отворів для замикання через них на провідну поверхню барабана десяти нерухомих повзунків, також дозволяє здійснити електромеханічне виконання роздатчика СРПНВР, котре також більш надійне в роботі. Виконання датчика РРСЕФ у вигляді непровідного і необертаємого барабана, що кінематичне з'єднаний з відцентровим регулятором для зміщення цього барабана вдовж його осі, з чотирма контактами на ньому у вигляді трикутників для контактування з двоплечим рознощиком, що має чотиритактний і двотактний входи, також дозволяє здійснити електромеханічне виконання датчика РРСЕФ, котре також більш надійне в роботі. Крім того, таке виконання контактів у вигляді трикутників дозволяє забезпечити при запуску ДВЗ більшу подачу паливоповітряної суміші і відповідні КЗ, а в подальшому при набиранні обертів автоматичного зменшення її подачі, тому що входи рознощика вже будуть контактувати з меншою поверхньою контактів у вигляді трикутників за рахунок зміщення барабана при цьому. А це забезпечить економічну витрату пального. Виконання датчика РНН з рознощиком у вигляді барабана, що обертається у середині нерухомого стакана, в котрому дві пари контактів почергово замикаються чотирма контактами барабана рознощика, також дозволяє здійснити електромеханічне виконання датчика РНН, котре також більш надійне в роботі. Крім того, забезпечується розподіл сигналів чотиритактної і двотактної роботи на відповідні чотиритактну і двотактну котушки запалення. Виконання датчика РМЗ у вигляді нерухомого стакана, контакти котрого контактують з двоплечим рознощиком, що обертається і котрий має чотиритактний і двотактний входи, також дозволяє здійснити електромеханічне виконання датчика РМЗ, котре також більш надійне в роботі. Крім того, забезпечується розподіл сигналів з чотиритактного і двотактного виходів відповідних котушок запалення на відповідні електросвічи. Виконання системи керування з термовимикачем захисту ДВЗ для виключення живлення третьої релейної групи дозволяє забезпечити захист від порушення умов його експлуатації. Так при підвищенні температури масла цей термовимикач розімкнеться і виключить ДВЗ, забезпечуючи середню потужність при чотиритактній роботі, а при ще більшому підвищенні температури масла спрацьовує другий термовимикач, який виключає живлення другої релейної групи і переводить ДВЗ на холостий хід. Викладене вище підтверджує наявність причино-наслідкових зв'язків між сукупністю суттєвих ознак винаходу, що заявляється, та досягаємим технічним результатом. Дана сукупність суттєвих, ознак дозволяє в порівнянні з прототипом забезпечити автоматичний перехід в роботі ДВЗ з чотиритактного на двотактний режим його роботи і навпаки, а також забезпечити автоматичний підбір його потужності при зміні його навантаження з підтримкою постійних обертів ДВЗ. А це дозволить підсилити автоматизацію роботи системи при зміні потужності ДВЗ в залежності від його навантаження, тобто дозволить забезпечити максимально потрібну в даний момент потужність ДВЗ при мінімальній витраті пального і зниження викиду продуктів згорання в навколишнє середовище. Крім того, забезпечується відключення двотактної роботи системи при порушенні умов експлуатації ДВЗ, а також чотиритактної і переводу ДВЗ на холостий хід. На думку автора, технічне рішення, що заявляється, відповідає критеріям винаходу "новизна" і "винахідницький рівень", тому що сукупність суттєвих ознак, які характеризують заявляєму систему автоматичного керування потужності двигуна внутрішнього згорання, є новою і не випливає явно з відомого рівня техніки. Заявлюваний винахід пояснюється кресленням, на якому однакові елементи мають однакові цифрові позначення і де на: на фіг.1 - наведена блок-схема автоматичного керування потужності двигуна внутрішнього згоряння; фіг.2 - електрична схема електромеханічного варіанта виконання системи автоматичного керування потужності двигуна внутрішнього згорання; фіг.3 - маховик з регулятором потужності по навантаженню; фіг.4 - вид з боку фіг. З з важелем у вигляді кільця і диском зчеплення; фіг.5 - розгортка поверхні барабана датчика розподілу з рознощиком сигналів на електрофорсунки; фіг.6 - розгортка нерухомого стакана датчика розподілу моменту запалення; фіг.7 - розгортка нерухомого стакана датчика розподілу сигналів на електроклапани; фіг.8 - розгортка нерухомого стакана датчика розподілу низької напруги; фіг.9 - розгортка рознощика у вигляді барабана датчика розподілу низької напруги; фіг.10 - розгортка барабана роздатчика сигналів від регулятора потужності гю навантаженню і відцентрового регулятора. Кращий варіант системи автоматичного керування потужності двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) відповідно з фіг.1, 2 містить чотири камери 1 (1.1-1.4) згоряння (КЗ), котрі мають відповідні поршні 2, електросвічи 3 (3.1-3.4), електроклапани 4 (4.1-4.4), електрофорсунки5 (5.1-5.4), вал 6, котрий кінематичне з’єднано з маховиком 7, а також містить пристрій керування, до складу якого входить: акселератор 8, важіль 9 чотиритактної роботи ДВЗ, регулятор 10 потужності по навантаженню, котрий розташований в площині маховика 7, золотник 11 газорозподілу, першу 12 і другу 13 котушки запалення, відповідно двотактної (ДР) і чотиритактної (ЧР) роботи, датчик 14 розподілу з рознощиком сигналів на електрофорсунки 5 (РРСЕФ), датчик 15 розподілу сигналів на електроклапани 4 (РСЕК), датчик 16 розподілу низької напруги (РНН), датчик 17 розподілу моменту запалення (РМЗ), роздатчик 18 сигналів від регулятора 10 потужності по навантаженню і відцентрового регулятора 19 (СРПНВР), першого 20 і другого 21 редукторів, першу 22 (22.1-22.4 релейні одиниці), другу 23 (23.1 - 23.4 релейні одиниці) та третього 24 (24.5-24.9 релейні одиниці) релейні групи, перша 25 (25.1-25.4), друга 26 (26.5-26.9), третя 27 (27.1-27.4), четверта 28 (28.1-28.9) групи перемикачів. Регулятор 10 потужності по навантаженню, згідно з фіг 3,4, виконаний у вигляді трьох пружин 29, 30, 31, котрі розташовані по колу в площині маховика 7, причому один кінець кожної із пружин 29, 30, 31 жорстко закріплено на маховикові 7, а другий їх кінець закріплено на важелі 32 у вигляді кільця, що може повертатися при контактуванні з диском 33 зчеплення. Важіль 32 кінематичне з'єднаний з першою 25 та другою 26 групами перемикачів, з якими відповідно і паралельно приєднані четверта 27 група перемикачів, яка кінематичне з'єднана з акселератором 8. Третя 27 група перемикачів відповідно і паралельно приєднана до першої 25 групи перемикачів і кінематичне з'єднана з важелем відцентрового регулятора 19 і з важелем 9 чотиритактної роботи ДВЗ. Ці групи 25, 26, 27, 28 перемикачів призначені для включення/відключення другої 23 і третьої 24 релейних груп. Датчик 14 РРСЕФ, що визначає момент тривалості і уприску пального в КЗ 1.1-1.4, виконано, згідно з фіг.2, 5, у вигляді необертаємого барабана 34, що кінематичне з'єднаний з відцентровим результатом 19 для зміщення барабана 34 вздовж його осі. Барабан 34 виконано з електрично непровідного матеріалу, на внутрішній твірній його поверхні розташовано чотири контакти 35.1 - 35.4 у вигляді трикутників з електричне провідного матеріалу, і виконаних переважно прямокутниками, вершина яких спрямована на осі барабана 34 до відцентрового регулятора 19, а один з катетів - паралельно цій осі. Ці контакти 35.1-35.4 контактують з двоплечим рознощиком 36, що обертається і який виконано з чотиритактним і двотактним входами, а вказані контакти 35.1-35.4 є входами датчика 14 РРСЕФ, які через першу релейну групу 22 з'єднані з відповідними електрофорсунками 5.1-5.4 Датчик 17 РМЗ виконано, згідно з фіг.2, 6, у вигляді нерухомого стакана 37 з електричне непровідного матеріалу , на внутрішній твірній поверхні якою розташовано чотири контакти 38.1-38.4 для контактування з двоплечим рознощиком 39, що обертається і який виконано з чотиритактним і двотактним входами, а вказані чотири контакти 38.1-38.4 на поверхні стакана 37 є відповідними виходами датчика 17 РМЗ, які з'єднані з відповідними електросвічами 3.1-3.4. А чотиритактний і двотактний входи рознощика 39 з'єднані відповідно з виходами першої 12 ЧР і другої 13 ДР котушок запалення. Датчик 15 РСЕК виконано, згідно з фіг.2, 7, у вигляді нерухомого стакана 40, який виконано з електричне непровідного матеріалу і внутрішня твірна поверхня якого має чотири контакти 41.1-41.4 для контактування з входом рознощика 42 датчика 15 РСЕК, а чотири контакти 41.1-41.4 на поверхні стакана 40 є відповідними виходами датчика 15 РСЕК, які з'єднані з відповідними електроклапанами 4.1-4.4. Датчик 16 РНН виконано, згідно з фіг.2, 8, 9 з рознощиком 43 у вигляді барабана, що обертається в середині нерухомого стакана 44 і які виконані з електричне непровідного матеріалу. При цьому на внутрішній твірній поверхні стакана 44 розташовано паралельно його осі дві пари контактів 45.1-45.2 і 46.1-46.2 для замикання кожної з цих пар відповідними чотирма контактами 47.1-47.4, які розташовані на зовнішній твірній поверхні барабана рознощика 43. При цьому з одного боку стакана 44 розташовані один контакт 45.1 чотиритактного і один контакт 45.2 двотактного входів датчика 16 РНН. А з другого боку стакана 44 розташовані відповідні один контакт 46.1 чотиритактного і один контакт 46.2 двотактного виходів датчика 16 РНН. Чотиритактний 46.1 і двотактний 46.2 виходи з'єднано відповідно з входами першої 12 ЧР та другої 13 ДР котушок запалення. Роздатчик 18 СРПНВР виконано, згідно з фіг.2, 10, з рознощиком 48 у вигляді електричне провідного барабана, що обертається і який електрично з'єднано з корпусом ДВЗ, при цьому зовнішня твірна поверхня барабана 48 має ізолюючий шар, в якому виконано по колу дванадцять отворів 49.1-49.12 для замикання через них на провідну поверхню цього барабана десяти, рівномірно розташованих по колу нерухомих повзунків, які є виходами 50.1-50.10 роздатчика 18 СРПНВР. Це виходи поділені на один вихід 50.1, на першу частину виходів 50.2, 50.3, 50.4, 50.5 і на другу частину виходів 50.6, 50.7, 50.8, 50.9, 50.10. Вісь золотника 11 газорозподілу через перший редуктор 20 з коефіцієнтом передачі два до одного пов'язана з валом 6 ДВЗ, при цьому рознощики 36, 43, 39 датчиків 14 РРСЕФ, 16 РНН, 17 РМЗ і відцентрований регулятор 19 розташовані на осі золотника 11, з якою через другий редуктор 21 з коефіцієнтом передачі п'ять до одного кінематичне з'єднана вісь рознощика 48 роздатчика 18 СРПНВР. Другий редуктор 21 виконаний планетарного типу, а перший редуктор 20 - с циліндричною передачею. Перша частина виходів 50.2-50,5 роздатчика 18 СРПНВР через другу релейну групу 23, а один його окремий вихід 50.1 прямо з'єднані з чотиритактним входом рознощика 36 датчика 14 РРСЕФ і чотиритактним входом датчика 16 РНН. Друга частина виходів 50.6-50.10 роздатчика 18 СРПНВР через третю релейну групу 24 з'єднано з двотактним входом рознощика 36 датчика 14 РРСЕФ і двотактним входом датчика 16 РНН. В іншому варіанті виконання системи автоматичного керування потужності двигуна внутрішнього згорання датчика РРСЕФ, РНН, РМЗ, РСЕК, роздатчик СРПНВР, перемикачі першої та другої груп регулятора потужності по навантаженню, а також перемикачі третьої і четвертої груп можуть бути виконані безконтактними, при цьому перша, друга і третя релейні групи можуть бути виконані у вигляді електронної логічної схеми. Система автоматичного керування потужності двигуна внутрішнього згоряння працює таким чином. В вихідному положенні третя 27 групи перемикачів замкнені, що при запуску ДВЗ забезпечує чотиритактний режим його роботи. Запуск ДВЗ здійснюється відомим способом, тобто включенням ключем (не показано) запалення живлення від акумулятора (не показано) на стартер (не показано) запуску ДВЗ. Ключ запалення одночасно підключає живлення на систему автоматичного керування ДВЗ. При обертанні вала 6 від стартера разом з рухом поршнів 2 в КЗ 1 починають обертатися золотник 11, рознощики 36, 43, 39, 42, 48 датчиків 14 РРСЕФ, 16 РНН, 17 РМЗ, 15 РСЕК, роздатчика 18 СРПНВР і відцентровий регулятор 19, маховик 7, з регулятором 10 потужності по навантаженню. При цьому в відповідні моменти, в відповідності з чотиритактним режимом роботи ДВЗ, з датчика 14 РРСЕФ подається сигнал на включення електрофорсунок 5.1-5.4 для подачі паливної суміші в КЗ 1.1-1.4, а з датчиків 16 РНН і 17 РМЗ сигналів на електросвічи 3.1-3.4 для запалення паливоповітряної суміші. Причому за рахунок того, що відцентровий регулятор 19 ще не набрав достатніх обертів при запуску ДВЗ, то рознощик 36 датчика 14 РРСЕФ ще не зсунутий вздовж своєї осі і тому сигнал з нього через першу релейну групу 22 на електрофорсунки 5.1 - 5.4 знімається з широкої частини контактів 35.1-35.4 у вигляді трикутників на барабані 34 датчика 14, що забезпечується максимальна подача паливної суміші в КЗ 1.1-1.4Після запуску ДВЗ живлення системи автоматичного керування переходить на живлення від електрогенератора (не показано). З набиранням обертів спочатку вимикаються послідовно, з більшого номера до меншого, перемикачі третьої 27 групи, тому що спрацьовує відцентровий регулятор 19. При розмиканні останнього перемикача в третій групі 27 чотиритактна робота ДВЗ на холостому ходу продовжується, тому що в роботі будуть задіяні чотири робочих ходи за десять обертів вала 6 без порушення послідовності робочих ходів, що забезпечує тимчасова послідовність сигналів з роздатчика 18 по його одному окремому виходу 50.1 на датчики 14 РРСЕФ, 16 РНН (котушку 12 запалення, датчик 17 РМЗ). А кількість подачі паливної суміші через електрофорсунки 5.1-5.4 зменшиться, тому що відцентровий регулятор 19 зсуне по осі рознощик 36 датчика 14 РРСЕФ і сигнал з нього на електрофорсунки 5.1-5.4 буде зніматись з вузької частини контактів 35.1-35.4 на барабані 34 датчика 14 РРСЕФ. Це буде режим холостого ходу ДВЗ. При роботі ДВЗ на холостом ходу без навантаження, якщо з якоїсь причини (холодний двигун, холодне масло та інше) його оберти після запуску зменшаться, тоді відцентровим регулятором 19 почергово почнуть включаться перемикачі третьої 27 групи з меншого номера 21.1 до більшого 21.4 і одночасно через кінематичний зв'язок відцентрового регулятора 19 з рознощиком 36 датчика 14 почнуть включатись відповідні релейні одиниці 22.122.4 першої релейної групи 22 для підвищення подачі паливної суміші на відповідні електрофорсунки 5.1-5.4 для підвищення обертів ДВЗ до набирання ДВЗ рівномірних обертів холостого ходу, при якому виключені всі перемикачі третьої 27 групи, а також другої 26 і першої 25 груп регулятора 10 потужності по навантаженню. Якщо ж паливоповітряна суміш і іскра запалення в якусь КЗ 1.1-1.4 не подаються, тоді спрацює датчик 15 РСЕК на відповідні електроклапани 4.1-4.4 для забезпечення розвантаження кривошипно-шатунних механізмів (не показано), циліндро-лоршневих груп (не показано) відповідних КЗ 1.1-1.4. При роботі ДВЗ з навантаженням, в міру його зростання, зменшуються оберти вала 6 і відповідно маховика 7, що спричиняє спрацьовування регулятора 10 потужності навантаження шляхом послідовного включення контактів 25.1-25-4, 26.5-26.9, відповідно першої 25 і другої 26 груп перемикачів, від меншого номера до більшого, і які включають відповідні релейні одиниці 23.1-23.4, 24.5-24.9 відповідно другої 23 і третьої 24 релейних груп. Дані для пояснення роботи системи автоматичного керування потужності ДВЗ наведені в таблиці. При мінімальному навантажені (позиції два, три, чотири таблиці) при рухові автомобіля по рівній дорозі, або при польоті літака в горизонтальному режимі, тобто в початковому моментові перед включенням більшого навантаження, замикаються послідовно перемикачі 25.1 - 25.3 регулятора 10 потужності по навантаженню і подаються сигнали на виходи 50.2 - 50.4 роздатчика 18 СРПНВР, що спричиняє послідовне включення релейних одиниць 23.1 - 23.3 другої релейної групи 23 і передачі сигналів з виходів 50.2 - 50.4 роздатчика 18 СРПНВР на чотиритактні входи датчика 14 РРСЕФ і датчика 16 РНН. При цьому кількість робочих ходів за десять обертів вала 6 збільшується відповідно з чотирьох до восьми, дванадцяти, шістнадцяти, що спричиняє збільшення рівня потужності послідовно до ста двадцяти восьми к.с. При цьому з виходів 50.2-50.4 роздатчика 18 СРПНВР через нормально-замкнені контакти релейних одиниць 24.5-24.8 третьої 24 релейної групи, котрі не включені, подаються сигнали на вхід рознощика 42 датчика 15 РСЕК і далі для включення відповідних електроклапанів 4.14.4, як і при холостому ході в ДВЗ. Середньому навантаженню (позиція п'ять таблиці) відповідає потужність ДВЗ при його повній чотиритактній роботі, при котрій не тільки замкненні перемикачі 25.1-25-3, а і 25.4 регулятора 10 потужності по навантаженню, або послідовно замкненні перемикачі 27.1-27.4 третьої групи перемикачів від відцентрового регулятора 19 і подається сигнал також на вихід 50.5 роздатчика 18 СРПНВР для включення релейної одиниці 23.4 другої релейної групи 23 і передачі сигналів з виходів 50.2-50.5 роздатчика 18 СРПНВР на чотиритактний вхід датчика 14 РРСЕФ і датчика 16 РНН. Причому кількість робочих ходів за десять обертів вала 6 збільшується до двадцяти при потужності ДВЗ в сто шістдесят одну к.с. При цьому датчик 15 РСЕК працює з повним навантаженням на електроклапани 4.1-4.4, тому що з виходів 50.2-50.5 роздатчика 18 СРПНВР їх сигнали йдуть не тільки через нормально замкнені контакти релейних одиниць 24.5 - 24.8, але і 24.9 третьої 24 релейної групи. При крейсерському навантаженні (позиції шість-дев'ять таблиці), що діє в короткочасному режимі не більше ніж тридцять хвилин, замикаються послідовно ще і перемикачі 26.5-26.8 регулятора 10 потужності по навантаженню і подаються сигнали на входи 50.6-50.9 роздатчика 18 СРПНВР, що спричиняє послідовне включення релейних одиниць 24.5-24.8 третьої релейної групи 24 і подачі сигналів з виходів 50.6-50 9 роздатчика 18 СРПНВР на двотактні входи датчика 14 РРСЕФ і датчика 16 РНН. При цьому за сигналами з виходів 50.1-50.5 роздатчика 18 СРПНВР здійснюється чотиритактний режим роботи ДВЗ, а з виходів 50.6-50.9 здійснюється двотактний режим його роботи, що збільшує кількість робочих ходів за десять обертів вала 6 з двадцяти чотирьох до тридцяти шести при збільшенні рівня потужності ДВЗ з сто вісімдесят семи до двісті шістдесяти чотирьох. І в цьому режимі роботи ДВЗ, при його двотактній роботі, сигнали на електроклапани 4.1-4.4 відсутні, тому що нормально - замкнені контакти релейних одиниць 24.5-24.8 третьої 24 релейної групи розімкнеш, а при чотиритактній роботі сигнал на роботу електроклапанів 4.1-4.4 находить лише через нормально - замкнений контакт релейної одиниці 24.9 Максимальне навантаження (позиція десять таблиці), що має діяти не більше тридцяти хвилин, здійснюється автоматично при зрушенні автомобіля з місця, при короткочасному подоланні перешкод (рухові автомобіля угору, наборі швидкості, висоти при зльоті літака, виходу на глісування човна та інше). В цьому режимі виконується тільки двотактна робота ДВЗ, при котрій замкненні всі перемикачі 26.5-26.9 регулятора 10 потужності по навантаженню і подаються сигнали на виходи 50.6-50.1- роздатчика 18 СРПНВР, що спричиняє включення всіх релейних одиниць 24.5-24.9 третьої релейної групи 24 і передачі сигналів з виходів 50.6-50 10 роздатчика 18 СРПНВР на двотактні входи датчика 14 РРСЕФ і датчика 16 РНН. В цьому режимі здійснюється максимальна подача паливної суміші на елекрофорсунки 5.1-5.4, тому що зменшується швидкість рознощика 14 РРСЕФ, а сигнали на включення електроклапанів 4.1-4.4 відсутні, тому що всі нормально-замкнені контакти релейних 24.524.9 третьої 24 релейної групи розімкнеш. При роботі ДВЗ в цьому режимі більше тридцяти хвилин спрацьовує захист ДВЗ і перехід його роботи на чотиритактний режим, при цьому живлення третьої 24 релейної групи розривається і працює тільки друга 23 та перша 22 релейні групи, що забезпечується спочатку спрацьовуванням першого термовимикача К 14 при першій високій температурі масла ДВЗ, а потім другий термовимикач К 15 при другій високій температурі з виключенням вже і другої 23 релейної групи. При необхідності водій може втручатися в роботу ДВЗ за допомогою важеля 9 чотиритактної роботи і/або акселератора 8. При запуску ДВЗ, коли він холодний, водій натискує на важіль 9 чотиритактної роботи, при цьому виконується послідовне замикання перемикачів 27.1 - 27.4 третьої групи 27 перемикачів, що збільшує кількість робочих ходів ДВЗ за десять обертів вала 6, і ДВЗ легше заводиться. При натискуванні на акселератор 8 виконується послідовне замикання перемикачів 28.1-28.9 четвертої 28 групи перемикачів, що дублює роботу перемикачів першої 25 і другої 26 груп перемикачів регулятора 10 потужності по навантаженню, що забезпечує як чотиритактний режим роботи ДВЗ, так і/або двотактний (як в позиціях один - десять таблиці). Хоча тут показані й описані варіанти, що визнані кращими для здійснення теперішнього винаходу, фахівцям у даній галузі техніки буде зрозуміло, що можна здійснювати різноманітні зміни і модифікації, і елементи можна заміняти на еквівалентні, не виходячи при цьому за межі обсягу домагань теперішнього винаходу. Відповідність технічного рішення що заявляється, критерію винаходу "промислова придатність" підтверджується зазначеним прикладом системи автоматичного керування потужності двигуна внутрішнього згорання. Таблиця Кількість Кількість Перемикачі робочих робочих КЗ в №№ ПеремиВиходи качі роботі і тактність ходів за регуляпозіроздат-чика їх роботи за десять тора акселеції СРПНВР десять обертів обертів ратора потужності вала вала 1 50.1 4кз/4т 4 2 28.1 25.1 50.2 8кз/4т 8 3 28.2 25.2 50.3 12кз/4т 12 4 28.3 25.3 50.4 16кз/4т 16 5 28.4 25.4 50.5 20кз/4т 20 6 28.5 26.5 50.6 16кз/4т + 4кз/2т 24 7 8 9 10 28.6 28.7 28.8 28.9 26.6 26.7 26.8 26.9 50.7 50.8 50.9 50.10 12кз/4т+ 8кз/2т 8кз/4т+12кз/2т 4кз/4т+16кз/2т 20кз/2т 28 32 36 40 Рівень Рівень навантаження потуж ності на ДВЗ ДВЗ Холостий хід мінімальний Середній До 32 64 96 128 161 крейсерський 187 максимальній 212 237 264 290 Режим навантаження постійний -"-"-"-"Коротко часний, більше 30 хвилин -"-"-"До 30 хвилин
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюSystem for automated control of power of combustion engine
Назва патенту російськоюСистема автоматического управления мощностью двигателя внутреннего сгорания
МПК / Мітки
МПК: F02D 17/00
Мітки: згоряння, внутрішнього, система, керування, автоматичного, двигуна, потужністю
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-68006-sistema-avtomatichnogo-keruvannya-potuzhnistyu-dviguna-vnutrishnogo-zgoryannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Система автоматичного керування потужністю двигуна внутрішнього згоряння</a>
Попередній патент: Компаунд – свк
Наступний патент: Спосіб вилучення металів з води і водних розчинів
Випадковий патент: Перетворювач постійної напруги