устройство для снижения токсичности отработавших газов транспортного средства

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА с дизельным двигателем, содержащее топливный насос с рейкой и трубу воздухозаборника, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком загрузки дизеля, выполненным в виде датчика перемещения рейки топливного насоса, источником напряжения постоянного тока, сравнивающим элементом, первый вход которого подключен к выходу датчика перемещения рейки топливного насоса, а второй - к выходу источника напряжения постоянного тока, релейным полупроводниковым усилителем, выполненным на двух транзисторах с обратной связью, входом подключенным к выходу сравнивающего элемента, причем в коллектор выходного транзистора усилителя включена обмотка электромагнита, сердечник которого соединен с тягой привода заслонки, установленной в трубе воздухозаборника с возможностью поворота ее на своей оси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспорту, а именно к транспортным средствам с дизельными двигателями.

Известно транспортное средство, содержащее двигатель внутреннего сгорания (дизель), рейку топливного насоса, систему питания дизеля воздухом, включающую в себя трубу воздухозаборника. Недостатком известного транспортного средства является высокая токсичность отработавших газов при малых его загрузках, так как при значительном обеднении смеси в этом случае происходит неполное сгорание топлива.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является транспортное средство, содержащее дизель, рейку топливного насоса, трубу воздухозаборника.

Недостатком известного транспортного средства является высокая токсичность отработавших газов, ухудшающих экологическую атмосферу городов.

Указанный недостаток обусловлен тем, что в известном транспортном средстве при малых нагрузках дизель работает в нижней части регуляторной области скоростной характеристики (см. фиг.1, точка А). Топливо подается регулятором мало по сравнению с номинальным режимом работы дизеля, а воздуха подается столько же практически, столько и на номинальном режиме. Поэтому происходит значительное обеднение смеси, полнота сгорания уменьшается, что приводит к возрастанию задержки воспламенения, а при больших задержках значительная часть капель топлива успевает испариться и образовать зоны однородной переобедненной смеси, в которой горение сильно замедленно или вообще невозможно. Токсичность отработавших газов при этом резко возрастает.

Целью изобретения является снижение токсичности отработавших газов при работе транспортного средства на малых нагрузках за счет исключения значительного обеднения смеси.

Указанная цель достигается тем, что транспортное средство, содержащее дизель, рейку топливного насоса, трубу воздухозаборника снабжено датчиком загрузки дизеля, выполненным в виде датчика перемещения рейки топливного насоса, источником напряжения постоянного тока, сравнивающим элементом, первый вход которого подключен к выходу датчика перемещения рейки топливного насоса, второй вход сравнивающего элемента подключен к выходу источника напряжения постоянного тока, релейным полупроводниковым усилителем, выполненным на двух транзисторах с обратной связью, входом подключенным к выходу сравнивающего элемента, в коллектор второго транзистора усилителя включена обмотка электромагнита, сердечник которого соединен с тягой привода заслонки, установленной в трубе воздухозаборника с возможностью поворота ее на своей оси.

Наличие датчика загрузки дизеля транспортного средства позволяет измерять загрузку дизеля, а выполнение датчика в виде датчика перемещения рейки топливного насоса упрощает схему устройства, так как датчик является бесконтактным, отличается простотой конструкции, наличие релейного полупроводникового усилителя позволяет при достижении порога срабатывания усилителя, равного разности напряжения источника постоянного тока и датчика перемещения рейки при малой нагрузке транспортного средства, включить электромагнит, сердечник которого соединен с тягой привода заслонки, установленной в трубе воздухозаборника с возможностью поворота ее на своей оси. При включении электромагнита сердечник перемещается вместе с тягой, заслонка поворачивается и частично перекрывает трубу, количество воздуха при заборе уменьшается, что исключает обеднение смеси, токсичность отработавших газов снижается. При увеличении нагрузки количество топлива увеличивается, выходной сигнал датчика перемещения рейки возрастает, сигнал на входе релейного усилителя уменьшается, электромагнит обесточивается, заслонка приходит в естественное полностью открытое состояние.

На фиг. 1 показан график механической характеристики дизеля; на фиг.2 изображена общая схема устройства.

Устройство содержит дизель 1, рейку 2 топливного насоса 3, трубу 4 воздухозаборника 5, датчик 6 перемещения рейки топливного насоса 3, источник 7 напряжения постоянного тока, сравнивающий элемент 8, первый вход которого подключен к выходу датчика 6 перемещения рейки 2 топливного насоса 3, второй вход сравнивающего элемента 8 подключен к выходу источника 7 напряжения постоянного тока, релейный полупроводниковый усилитель 9, выполненный на транзисторах 10 и 11 с обратной связью, реализованной на резисторе 12, входом подключенный к выходу сравнивающего элемента 8, в коллектор транзистора 11 включена обмотка 13 электромагнита 14, сердечник 15 которого соединен с тягой 16 привода заслонки 17, установленной в трубе 4 воздухозаборника 5 с возможностью поворота ее на своей оси. Датчик 6 перемещения рейки топливного насоса 3 включает в себя мультивибратор 18, согласующий усилитель 19, конденсатор 20, катушку 21 индуктивности, детектор модулированных колебаний 22. Релейный усилитель 9 имеет резисторы 23 и 24 для установления порога срабатывания, резистор 25 нагрузки транзистора 10, резистор 26 смещения транзистора 11.

При уменьшении загрузки двигателя 1 рейка 2 топливного насоса 3 перемещается в сторону уменьшения подачи топлива. На выходе датчика 6 сигнал уменьшается. Происходит это следующим образом. На выходе мультивибратора 18 формируется периодическая последовательность прямоугольных импульсов (см. фиг.3а), которая посредством согласующего усилителя 19 поступает на последовательный резонансный контур, образованный конденсатором 20 и катушкой 21 индуктивности и имеющий амплитудно-частотную характеристику, изображенную на фиг. 3б. Резонансный контур из всего спектра частот входного на конур периодического сигнала с прямоугольными импульсами (этот спектр изображен на фиг. 3в), имеющего практически неограниченную полосу частот, выделяет гармоническую составляющую с частотой, которая равна резонансной частоте контура. Эта составляющая, выделенная контуром, изображена на фиг.3г. При изменении положения рейки топливного насоса дизеля меняется индуктивность резонансного контура, поэтому меняется амплитуда выделяемой гармонической составляющей на выходе резонансного контура (см. фиг.3д). Для выделения изменения амплитуды этой составляющей служит детектор 22, при этом сигнал сначала выпрямляется (фиг.3е), а потом отфильтровывается высокочастотная составляющая. Поэтому на первый вход сравнивающего элемента 8 подается сигнал, изображенный на фиг. 3ж. На выходе сравнивающего элемента 8 формируется сигнал разности, так как на второй вход сравнивающего элемента подается постоянно сигнал от источника 7 напряжения постоянного тока. При достижении сигналом разности порога срабатывания релейного усилителя 9 в обмотке 13 появляется ток, электромагнит 14 срабатывает, сердечник 15 посредством тяги 16 поворачивает заслонку 17 в трубе 4 воздухозаборника 5. Заслонка частично перекрывает трубу 4, количество воздуха при заборе уменьшается, исключается обеднение смеси, токсичность отработавших газов снижается. При увеличении нагрузки рейка перемещается, сигнал на выходе датчика 6 возрастает, сигнал на входе релейного усилителя уменьшается, катушка электромагнита обесточивается, заслонка приходит в исходное состояние.