Система живлення двигуна внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням

Реферат: Система живлення двигуна внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням 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, електронного блока керування форсунками, розподільника палива, системи холодного пуску, пристрою стабілізації холостого ходу, датчика положення і прискорення дросельної заслінки, дросельної заслінки, витратоміра повітря, датчика температури повітря, λ-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, елемента для з'єднання троса привода дросельних заслінок, датчик положення, елемента з'єднання сердечника з тросом привода дросельної заслінки. UA 75766 U (12) UA 75766 U UA 75766 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, розподілювача 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, витратоміра повітря, датчика температури повітря, λ-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 зниження температурного режиму, зростання насосних втрат у відключеній групі циліндрів, а також зростання викидів вуглеводнів за рахунок більшого потрапляння оливи в камеру згоряння при високому розрідженні у впускній системі відключеної групи циліндрів. Задачею корисної моделі є покращення паливної економічності та екологічних показників багатоциліндрового двигуна з безпосереднім впорскуванням бензину з керованим відключенням групи циліндрів під час роботи на часткових навантаженнях за рахунок підтримання постійного температурного режиму у відключеній групі циліндрів та зменшення розрідження в ній, і як наслідок - зменшення викидів вуглеводнів (оливи) та насосних втрат. Поставлена задача вирішується тим, що до системи живлення багатоциліндрового двигуна внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням і впорскуванням палива з відключенням групи циліндрів додається елемент для з'єднання троса привода дросельних заслінок, датчик положення і прискорення дросельної заслінки І-ої групи циліндрів, датчик положення і прискорення дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів, елемент з'єднання сердечника з тросом привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів, елемент з'єднання сердечника з тросом привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів, дросельна заслінка І-ої групи циліндрів, реле включення електромагніта І-ої групи циліндрів, реле включення електромагніта ІІ-ої групи циліндрів, дросельна заслінка ІІ-ої групи циліндрів, електромагніт привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів, електромагніт привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів, система 1 UA 75766 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 холодного пуску І-ої групи циліндрів, система холодного пуску ІІ-ої групи циліндрів, електромагнітний клапан зміни прохідного січення каналу рециркуляції відпрацьованих газів І-ої групи циліндрів, канал рециркуляції відпрацьованих газів ІІ-ої групи циліндрів, впускний колектор І-ої групи циліндрів, електромагнітний клапан зміни прохідного перерізу каналу рециркуляції відпрацьованих газів ІІ-ої групи циліндрів, впускний колектор ІІ-ої групи циліндрів, канал рециркуляції відпрацьованих газів І-ої групи циліндрів, розподільник палива для форсунок І-ої групи циліндрів, випускний колектор І-ої групи циліндрів, розподільник палива для форсунок ІІ-ої групи циліндрів, випускний колектор ІІ-ої групи циліндрів, теплове реле часу І-ої групи циліндрів, датчик температури І-ої групи циліндрів, теплове реле часу ІІ-ої групи циліндрів, датчик температури ІІ-ої групи циліндрів, пружина повернення дросельної заслінки І-ої групи циліндрів в закрите положення, пружина повернення дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів в закрите положення, трос привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів, трос привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів, І-а група циліндрів, ІІ-а група циліндрів. Схема системи живлення бензинового двигуна 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; баластний опір 5; форсунки 1-ої групи циліндрів 6; електронний блок керування форсунками 7; форсунки ІІ-ої групи циліндрів 8; елемент для з'єднання троса привода дросельних заслінок 9; трос привода дросельних заслінок 10; фіксуючі ролики троса привода дросельної заслінки 11; натяжний ролик троса привода дросельної заслінки 12; педаль управління положенням дросельних заслінок 13; реле включення електромагніта 14; електромагніт 15; датчик температури повітря 16; витратомір повітря 17; датчик положення і прискорення дросельної заслінки І-ої групи циліндрів 18; датчик положення і прискорення дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 19; елемент з'єднання сердечника з тросом привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів 20; елемент з'єднання сердечника з тросом привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 21; дросельну заслінка І-ої групи циліндрів 22; реле включення електромагніта І-ої групи циліндрів 23; реле включення електромагніта ІІ-ої групи циліндрів 24; дросельну заслінка ІІ-ої групи циліндрів 25; електромагніт привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів 26; електромагніт привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 27; систему холодного пуску І-ої групи циліндрів 28; систему холодного пуску ІІ-ої групи циліндрів 29; електромагнітний клапан зміни прохідного перерізу каналу рециркуляції відпрацьованих газів ІІ-ої групи циліндрів 30; канал рециркуляції відпрацьованих газів ІІ-ої групи циліндрів 31; впускний колектор І-ої групи циліндрів 32; λ-датчик 33; електромагнітний клапан зміни прохідного перерізу каналу рециркуляції відпрацьованих газів І-ої групи циліндрів 34; впускний колектор ІІ-ої групи циліндрів 35; реле включення насоса 36; головне реле 37; канал рециркуляції відпрацьованих газів І-ої групи циліндрів 38; розподільник палива для форсунок I-ої групи циліндрів 39; випускний колектор І-ої групи циліндрів 40; розподільник палива для форсунок ІІ-ої групи циліндрів 41; випускний колектор ІІої групи циліндрів 42; теплове реле часу I-ої групи циліндрів 43; датчик температури І-ої групи циліндрів 44; теплове реле часу ІІ-ої групи циліндрів 45; датчик температури II-ої групи циліндрів 46; датчик кута повороту колінчастого вала 47; колінчастий вал 48; датчик частоти обертання колінчастого вала 49; акумуляторну батарею 50; пружину повернення дросельної заслінки І-ої групи циліндрів в закрите положення 51; пружину повернення дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів в закрите положення 52; вимикач запалювання 53; І-а група циліндрів 54; IIа група циліндрів 55; трос привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів 56; трос привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 57; Система живлення двигуна внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням працює наступним чином. Холодний пуск двигуна і його прогрів відбувається при роботі двигуна на всіх циліндрах. Управління відкриттям дросельної заслінки І-ої групи циліндрів 22 та дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 25 відбувається через педаль управління положенням дросельних заслінок 13. Педаль управління положенням дросельних заслінок 13 з'єднана з тросом привода дросельних заслінок 10, який через елемент для з'єднання троса привода дросельних заслінок 9 з'єднується з тросом привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів 56 та тросом привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 57. Автоматичний перехід на відключення групи циліндрів здійснюється за сигналом електронного пристрою керування (мікропроцесор) 4 після сигналів від теплового реле часу І-ої групи циліндрів 43 та теплового реле часу ІІ-ої групи циліндрів 45 після прогріву двигуна до нормальної температури охолоджуючої рідини в системі охолодження та оливи в системі мащення і двигун починає працювати на І-ій групі циліндрів 54 (при часткових навантаженнях): 2 UA 75766 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - за командою електронного блока керування форсунками 7 до обмотки реле включення електромагніта 14 підводиться електричний струм. При включенні електромагніта 15 його сердечник переміщує натяжний ролик привода дросельної заслінки 12 на задану величину, внаслідок чого по фіксуючим роликам троса привода дросельної заслінки 11 натягується трос приводу дросельної заслінки 10, яка змінює кут відкриття дросельної заслінки І-ої групи циліндрів 22 на задану величину, відповідно до роботи двигуна з відключеними циліндрами. При цьому від мікропроцесора 4 подається сигнал до реле включення електромагніта І-ої групи циліндрів 23, внаслідок чого, включається електромагніт привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів 26, який жорстко закріплений з дросельною заслінкою І-ої групи циліндрів 22. Через з'єднання сердечника з тросом привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів 20 з'єднується електромагніт привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів 26 з тросом привода дросельної заслінки 10; - електронний блок керування форсунками 7, одержуючи сигнали від датчика частоти обертання колінчастого вала 49 і датчика положення і прискорення дросельної заслінки І-ої групи циліндрів 18, відключає форсунки ІІ-ої групи циліндрів 8, перемикаючи електричний струм на баластний опір 5, внаслідок цього, двигун не переходить в аварійний режим роботи; - припиняється подача струму на реле включення електромагніта 24, внаслідок чого виключається електромагніт привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 27, і дросельна заслінка ІІ-ої групи циліндрів 25, за допомогою пружини повернення дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів в закрите положення 52, закривається, чим забезпечується ізольованість впускного колектора ІІ-ої групи циліндрів 35 від навколишнього середовища та від впускного колектора І-ої групи циліндрів 32; - за командою від електронного пристрою керування (мікропроцесора) 4 подається струм до електромагнітного клапана зміни прохідного перерізу каналу рециркуляції відпрацьованих газів ІІ-ої групи циліндрів 30, за рахунок чого він відкривається. Після відкриття електромагнітного клапана зміни прохідного перерізу каналу рециркуляції відпрацьованих газів ІІ-ої групи циліндрів 30 відпрацьовані гази з випускного колектора І-ої групи циліндрів 40 через канал рециркуляції відпрацьованих газів ІІ-ої групи циліндрів 31 потрапляють у впускний колектор ІІ-ої групи циліндрів 35. При роботі двигуна з відключеною ІІ-ою групою циліндрів 55, подача палива до І-ої групи циліндрів 54 здійснюється за допомогою форсунок І-ої групи циліндрів 6. При зменшенні температурного режиму (температури) ІІ-ої групи циліндрів 55, нижче зазначеної в програмі електронного пристрою керування (мікропроцесор) 4, що порівнюється з визначеною температурою від датчика температури ІІ-ої групи циліндрів 46, відбувається зміна працюючої групи циліндрів: - за командою електронного блока керування форсунками 7 до обмотки реле включення електромагніта 14 підводиться електричний струм. При включенні електромагніта 15 його сердечник переміщує натяжний ролик привода дросельної заслінки 12 на задану величину, внаслідок чого по фіксуючим роликам троса привода дросельної заслінки 11 натягується трос привода дросельної заслінки 10, яка змінює кут відкриття дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 25 на задану величину, відповідно до роботи двигуна з відключеними циліндрами. При цьому від мікропроцесора 4 подається сигнал до реле включення електромагніта ІІ-ої групи циліндрів 24, внаслідок чого, включається електромагніт привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 27, який жорстко закріплений з дросельною заслінкою ІІ-ої групи циліндрів 25. Через елемент з'єднання сердечника з тросом привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 21 з'єднується електромагніт привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 27 з тросом привода дросельної заслінки 10; - електронний блок керування форсунками 7, одержуючи сигнали від датчика частоти обертання колінчастого вала 49 і датчика положення і прискорення дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 19, відключає форсунки І-ої групи циліндрів 6, перемикаючи електричний струм на баластний опір 5, внаслідок цього, двигун не переходить в аварійний режим роботи; - припиняється подача струму на реле включення електромагніта 23, внаслідок чого виключається електромагніт привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів 26, і дросельна заслінка І-ої групи циліндрів 22, за допомогою пружини повернення дросельної заслінки І-ої групи циліндрів в закрите положення 51, закривається, чим забезпечується ізольованість впускного колектора І-ої групи циліндрів 32 від навколишнього середовища та від впускного колектора ІІ-ої групи циліндрів 35; - за командою від мікропроцесора 4 подається струм до електромагнітного клапана зміни прохідного перерізу каналу рециркуляції відпрацьованих газів І-ої групи циліндрів 34, за рахунок чого він відкривається. Після відкриття електромагнітного клапана зміни прохідного перерізу 3 UA 75766 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 каналу рециркуляції відпрацьованих газів І-ої групи циліндрів 34 відпрацьовані гази з випускного колектора ІІ-ої групи циліндрів 42 через канал рециркуляції відпрацьованих газів І-ої групи циліндрів 38 потрапляють у впускний колектор І-ої групи циліндрів 32. При роботі двигуна з відключеною І-ою групою циліндрів 54, подача палива до ІІ-ої групи циліндрів 55 здійснюється за допомогою форсунок ІІ-ої групи циліндрів 8. При зменшенні температурного режиму (температури) І-ої групи циліндрів 54 нижче зазначеної в програмі електронного пристрою керування (мікропроцесор) 4, що порівнюється з визначеною температурою від датчика температури І-ої групи циліндрів 44 відбувається зміна працюючої групи циліндрів. 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 48 за сигналом датчика частоти обертання колінчастого вала 49, електронний блок керування форсунками 7 переключає роботу двигуна на всі циліндри. При цьому, при працюючій І-ій групі циліндрів 54: - припиняється подача струму на електромагнітний клапан зміни прохідного перерізу канала рециркуляції відпрацьованих газів ІІ-ої групи циліндрів 30, таким чином він закривається, припиняючи перепуск відпрацьованих газів у впускний колектор ІІ-ої групи циліндрів 35; - відключається електромагніт 15 управління натяжного ролика 12 і кут відкриття дросельної заслінки І-ої групи циліндрів 22 змінюється до величини, відповідної роботі двигуна на всіх циліндрах; - подається струм на реле включення електромагніта 24, внаслідок чого включаєтьсяелектромагніт привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 27, і дросельна заслінка ІІ-ої групи циліндрів 25 через елемент з'єднання сердечника з тросом привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 21 з'єднується з тросом привода дросельної заслінки 10, за рахунок чого робота дросельних заслінок І-ої та ІІ-ої групи синхронізуються. При працюючій ІІ-ій групі циліндрів 55: - припиняється подача струму на електромагнітний клапан зміни прохідного січення каналу рециркуляції відпрацьованих газів І-ої групи циліндрів 34, таким чином він закривається, припиняючи перепуск відпрацьованих газів у впускний колектор І-ої групи циліндрів 32; - відключається електромагніт 15 управління натяжного ролика 12 і кут відкриття дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 25 змінюється до величини, відповідної роботі двигуна на всіх циліндрах; - подається струм на реле включення електромагніта 23, внаслідок чого включається електромагніт привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів 26, і дросельна заслінка І-ої групи циліндрів 22 через елемент з'єднання сердечника з тросом привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів 20 з'єднується з тросом привода дросельної заслінки 10, за рахунок чого робота дросельних заслінок І-ої та ІІ-ої групи синхронізується. Елементи системи живлення двигуна внутрішнього згорання з іскровим запалюванням такі як: паливний бак 1; електричний паливний насос 2; паливний фільтр 3; датчик температури повітря 16; витратомір повітря 17; система холодного пуску І-ої групи циліндрів 28; система холодного пуску ІІ-ої групи циліндрів 29; λ-датчик 33; реле включення насоса 36; головне реле 37; розподільник палива для форсунок І-ої групи циліндрів 39; розподільник палива для форсунок ІІ-ої групи циліндрів 41; датчик кута повороту колінчастого вала 47; акумуляторна батарея 50; вимикач запалювання 53 працюють як в системі живлення прототипу. При зменшенні навантаження на двигун, тобто перехід на роботу на при часткових навантаженнях, відключення частини циліндрів (ІІ-а група циліндрів 55) здійснюється аналогічно описаному вище. Джерела інформації. 1. Системы управления и впрыск топлива/ Чарльз Уайт. - СПб.: Аьфамер 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. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Система живлення двигуна внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням, яка складається з паливного бака, електричного паливного насоса, паливного фільтра, електронного пристрою керування (мікропроцесор), акумуляторної батареї, вимикача запалювання, головного реле, 4 UA 75766 U 5 10 15 20 25 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 привода дросельної заслінки, педалі газу, реле включення електромагніта, електромагніта, колінчастого вала, яка відрізняється тим, що до системи додається елемент для з'єднання троса привода дросельних заслінок, датчик положення і прискорення дросельної заслінки І-ої групи циліндрів, датчик положення і прискорення дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів, елемент з'єднання сердечника з тросом привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів, елемент з'єднання сердечника з тросом привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів, дросельна заслінка І-ої групи циліндрів, реле включення електромагніта І-ої групи циліндрів, реле включення електромагніта ІІ-ої групи циліндрів, дросельна заслінка ІІ-ої групи циліндрів, електромагніт привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів, електромагніт привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів, система холодного пуску І-ої групи циліндрів, система холодного пуску ІІ-ої групи циліндрів, електромагнітний клапан зміни прохідного перерізу каналу рециркуляції відпрацьованих газів Іої групи циліндрів, канал рециркуляції відпрацьованих газів ІІ-ої групи циліндрів, впускний колектор І-ої групи циліндрів, електромагнітний клапан зміни прохідного перерізу каналу рециркуляції відпрацьованих газів ІІ-ої групи циліндрів, впускний колектор ІІ-ої групи циліндрів, канал рециркуляції відпрацьованих газів І-ої групи циліндрів, розподільник палива для форсунок І-ої групи циліндрів, випускний колектор І-ої групи циліндрів, розподільник палива для форсунок ІІ-ої групи циліндрів, випускний колектор ІІ-ої групи циліндрів, теплове реле часу І-ої групи циліндрів, датчик температури І-ої групи циліндрів, теплове реле часу ІІ-ої групи циліндрів, датчик температури ІІ-ої групи циліндрів, пружина повернення дросельної заслінки І-ої групи циліндрів в закрите положення, пружина повернення дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів в закрите положення, трос привода дросельної заслінки І-ої групи циліндрів, трос привода дросельної заслінки ІІ-ої групи циліндрів, І-а група циліндрів. ІІ-а група циліндрів. 5 UA 75766 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 6