устройство управления углом зажигания для двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

Устройство управления углом зажигания для двигателей внутреннего сгорания, содержащее всасывающую магистраль с дроссельной заслонкой, первую вакуумную магистраль, соединяющую отверстие во всасывающей магистрали, расположенное до дроссельной заслонки, через селекторный клапан с вакуумной камерой, имеющей диафрагму, связанную с элементом управления углом зажигания, вторую вакуумную магистраль, соединяющую отверстие во всасывающей магистрали, расположенной за дроссельной заслонкой, через селекторный клапан с тем же элементом управления углом зажигания и средство, чувствительное к температуре двигателя внутреннего сгорания, операционно связанное с вакуумной камерой, отличающееся тем, что элемент управления содержит датчик давления, подключенный к выходу электронного блока управления, а к другому выходу подключен шаговый двигатель, связанный со штоком, который жестко закреплен с платформой, перемещающейся в сторону запаздывания или опережения зажигания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к системам зажигания автомобилей, и может быть использовано для управления углом зажигания двигателей внутреннего сгорания.

Известно устройство управления углом зажигания для двигателей внутреннего сгорания [АС СССР № 826066], которое содержит корпус из двух тарельчатых частей, между соединительными фланцами которых закреплена мембрана, взаимодействующая с тягой и пружиной, шайбу, переходник и патрубок для соединения внутренней полости регулятора с источником разряжения. На переходнике имеется проточка для соединения его с корпусом, состоящим из двух тарельчатых частей. Переходник снабжен также осевым каналом для сообщения внутренней полости регулятора с источником разряжения через патрубок.

Недостатком аналога является то, что он не обеспечивает оптимизацию режимов работы двигателя внутреннего сгорания из-за большой инерционности вакуумной камеры с диафрагмой.

В качестве прототипа выбрано устройство управления углом зажигания для двигателей внутреннего сгорания [АС СССР № 976859], которое содержит всасывающую магистраль с дроссельной заслонкой, первую вакуумную магистраль, соединяющую отверстие во всасывающей магистрали, расположенное до дроссельной заслонки, через селекторный клапан с вакуумной камерой, имеющей диафрагму, связанную с элементом управления углом зажигания, вторую вакуумную магистраль, соединяющую отверстие во всасывающей магистрали, расположенной за дроссельной заслонкой, через селекторный клапан с вакуумной камерой, и средство, чувствительное к температуре двигателя внутреннего сгорания (ДВС), операционно связанное с вакуумной камерой. Также устройство содержит обратный клапан для перетекания воздуха из вакуумной камеры во вторую вакуумную магистраль при повышении давления в вакуумной камере, а средство, чувствительное к температуре ДВС, выполнено с возможностью обеспечения уменьшения разряжения в вакуумной камере при повышении температуры ДВС. В первой вакуумной магистрали установлен перепускной клапан с диафрагмой, выполненный с возможностью обеспечения перетекания воздуха из первой вакуумной магистрали в вакуумную камеру, причем диафрагма расположена параллельно клапану. Перепускной клапан с диафрагмой размещен на половине длинны первой вакуумной магистрали. Селекторный клапан содержит клапанный элемент, связанный со средством чувствительным к температуре ДВС, и выполненный с возможностью перемещения между первым его положением, в котором первая вакуумная магистраль соединена с вакуумной камерой, и вторым его положением, в котором вторая вакуумная магистраль соединена с вакуумной камерой. Диафрагма вакуумной камеры снабжена упором для ограничения перемещения элемента управления углом зажигания в сторону опережения.

К недостаткам прототипа относится то, что он имеет недостаточную точность и высокую инерционность вакуумной камеры.

Технический результат заключается в оптимизации режимов работы ДВС за счет внедрения электронного узла, который обеспечивает оптимальный расход топлива и позволяет снизить вредные выбросы в отработавших газах.

Технический результат решается благодаря тому, что в устройстве управления углом опережения зажигания, содержащем: всасывающую магистраль; дроссельную заслонку; отверстие до дроссельной заслонки; отверстие после дроссельной заслонки; первую вакуумную камеру; ограничительное отверстие; отверстие пластины; клапан первой вакуумной камеры; клапан второй вакуумной камеры; пружину клапана второй вакуумной камеры; вторую вакуумную камеру; вторую вакуумную магистраль; первую вакуумную магистраль; катушку соленоида; пружину селекторного клапана; элементы с отверстиями; селекторный клапан; отверстия селекторного клапана; корпус соленоида; переключатель; замок зажигания; источник питания; массу; патрубок на датчик; датчик давления; нормализатор сигнала датчика; электронный блок управления (ЭБУ); шаговый двигатель; управляющий шток; контакты прерывателя, бегунок прерывателя; прерыватель; пластину прерывателя, предусмотрены следующие отличия: вместо вакуумной камеры с диафрагмой установлен датчик давления, подключенный к выходу электронного блока управления, а к другому выходу подключен шаговый двигатель, связанный со штоком, который жестко закреплен с платформой, перемещающейся в сторону запаздывания или опережения зажигания.

Изобретение позволяет сделать электронный блок, который обладает достаточно высокой точностью и надежностью что определяет приемлемую работу всего устройства в целом.

Техническая сущность предложенного изобретения поясняется чертежом на фиг.1. Предлагаемое устройство управления углом зажигания для двигателя внутреннего сгорания состоит из:

1 - всасывающая магистраль; 2 - дроссельная заслонка; 3 - отверстие до дроссельной заслонки; 4 - отверстие после дроссельной заслонки; 5 -первая вакуумная камера; 6 - ограничительное отверстие; 7 - отверстие пластины; 8 - клапан первой вакуумной камеры; 9 - клапан второй вакуумной камеры; 10 - пружина клапана второй вакуумной камеры; 11 - вторая вакуумная камера; 12 - вторая вакуумная магистраль; 13 - первая вакуумная магистраль; 14 - катушка соленоида; 15 - пружина селекторного клапана; 16, 21 - элементы с отверстиями; 17 - селекторный клапан; 18, 20 -отверстия селекторного клапана; 19 - корпус соленоида; 22 - переключатель; 23 - замок зажигания; 24 - источник питания; 25 - масса; 26 - патрубок на датчик; 27 - датчик давления; 28 - нормализатор сигнала датчика; 29 - ЭБУ; 30 - шаговый двигатель; 31 - управляющий шток; 32 - контакты прерывателя, 33 - бегунок прерывателя; 34 - прерыватель; 35 - пластина прерывателя.

Перечисленные выше конструктивные элементы выполнены следующим образом: во всасывающей магистрали 1 ДВС установлена дроссельная заслонка 2. До дроссельной заслонки 2, во всасывающей магистрали 1, выполнено отверстие до дроссельной заслонки 3, а за дроссельной заслонкой отверстие после дроссельной заслонки 4. Эти отверстия соединены соответственно первой 13 и второй 12 вакуумной магистралью с датчиком давления 27, который дает сигнал на электронный блок управления 29 и тот, в свою очередь, управляет шаговым двигателем 30, который перемещает управляющий шток 31. Датчик давления 27 может быть соединен как с первой вакуумной магистралью 13, ведущей к отверстию до дроссельной заслонки 3, так и со второй вакуумной магистралью 12, ведущей к отверстию после дроссельной заслонки 4, в зависимости от положения селекторного клапана 17. Поток, проходящий через первую вакуумную магистраль 13, контролируется ограничительным отверстием 6, и регулируется клапаном первой вакуумной камеры 8, расположенным параллельно ограничительному отверстию 6. Клапан первой вакуумной камеры 8 открывается тогда, когда разряжение в патрубке датчика давления 27 выше, чем в канале, соединенном с отверстием до дроссельной заслонки 3. Во второй вакуумной магистрали 12 также установлен клапан второй вакуумной камеры 9, закрывающейся, когда разряжение в патрубке датчика давления 27 выше, чем в канале соединенном с отверстием после дроссельной заслонки 4. Селекторный клапан 17 установлен на элементах с отверстиями 16, 21. Пружина селекторного клапана 15 смещает элемент с отверстием 16 в направлении отверстия селекторного клапана 18, закрывая это отверстие селекторным клапаном 17. В катушку соленоида 14 при включении тока втягивается элемент с отверстием 16, при этом пружина селекторного клапана 15 сжимается, а селекторный клапан 17 закрывает отверстие селекторного клапана 20. Отверстие селекторного клапана 20 соединено с первой вакуумной магистралью 13, а отверстие селекторного клапана 18 со второй вакуумной магистралью 12. Переключатель 22 отключается, тогда когда температура ДВС достигнет определенного значения. Последовательно с переключателем 22 включен в цепь замок зажигания 23, соединяющий катушку соленоида 14 с источником питания 24. Если температура ДВС низкая, переключатель 22 замкнут и селекторный клапан 17 закрывает отверстие селекторного клапана 20, при этом вторая вакуумная магистраль 12 соединена с датчиком давления 27. При повышении температуры ДВС переключатель 22 отключается, разрывается цепь питания катушки соленоида 14. Под действием пружины селекторного клапана 15 перемещается элемент с отверстием 16, и селекторный клапан 17 перекрывает отверстие селекторного клапана 18. При этом датчик давления 27 соединяется с первой вакуумной магистралью 13 через элемент с отверстием 21. Включенный во вторую вакуумную магистраль 12 клапан второй вакуумной камеры 9 удерживается в закрытом состоянии пружиной клапана второй вакуумной камеры 10. Включением замка зажигания 23 ДВС запускается, переключатель 22 включен, если температура ДВС низкая. Селекторный клапан 17 перемещается, открывая отверстие селекторного клапана 18 и тем самым, соединяя датчик давления 27 с отверстием после дроссельной заслонки 4 через вторую вакуумную магистраль 12. Сравнительно высокое разряжение в отверстии после дроссельной заслонки 4 передается к датчику давления 27, при этом управляющий шток 31 устанавливает опережение зажигания. Клапан второй вакуумной камеры 9 обеспечивает сравнительно стабильное разряжение в патрубке датчика давления 27. Если разряжение в отверстии после дроссельной заслонки 4 в значительной мере изменяется, клапан второй вакуумной камеры 9 открывается только тогда, когда разряжение достаточно высоко, так, что в патрубке датчика давления 27 обычно устанавливается состояние стабильного разряжения. Управляющий шток 31 устанавливается в положение, определяемое упорной поверхностью, соответствующее максимальной величине угла опережения зажигания. Когда ДВС прогревается, переключатель 22 выключается, селекторный клапан 17 открывает отверстие селекторного клапана 20 и закрывает другое отверстие селекторного клапана 18, соединяя датчик давления 27 с отверстием до дроссельной заслонки 3 через первую вакуумную магистраль 13, ограничительное отверстие 6 и клапан первой вакуумной камеры 8, при этом разряжения в патрубке датчика давления 27 падает и угол опережения зажигания устанавливается на запаздывание. Если дроссельная заслонка 2 открывается, то повышение разряжения в патрубке датчика давления 27 задерживается, поскольку движение потока через ограничительное отверстие 6 ограничено. Такая задержка препятствует внезапному изменению угла зажигания, что в свою очередь уменьшает вредные выбросы в отработавших газах в этот момент. При длительном открытии дроссельной заслонки 2 в патрубке датчика давления 27 после некоторой задержки устанавливается разряжение, соответствующее разряжению в отверстии до дроссельной заслонки 3. Шаговый двигатель 30 перемещает управляющий шток 31, который в свою очередь прикреплен к пластине 35. При этом угол зажигания максимальный, обеспечивающий оптимальный расход топлива. Если дроссельная заслонка 2 закрывается, то разряжение в отверстии до дроссельной заслонки 3 снижается, и клапан первой вакуумной камеры 8 открывается под действием высокого давления в патрубке датчика давления 27. Далее давление в патрубке датчика давления 27 снижается, шаговый двигатель 30 посредством управляющего штока 31 перемещает пластину 35 в сторону запаздывания зажигания, при этом наблюдается снижение вредных выбросов в отработавших газах.