Система нейтрализации отработавших газов с электронной коррекцией состава горючей смеси карбюраторных двигателей

Авторы патента:

Полезная модель относится к области автомобильного двигателестроения и может быть использована в системах снижения токсичности отработавших газов как эксплуатируемых, так и вновь производимых карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, выпускной коллектор которых оборудован нейтрализатором отработавших газов.

Система содержит: 1 - магистраль подачи бензина 2 - карбюратор с жиклерами главной дозирующей системы, обеспечивающие формирование карбюратором обогащенной горючей смеси; 3 - впускной коллектор; 4 -выпускной коллектор; 5 - проставка экономайзера принудительного холостого хода; 6 - экономайзер принудительного холостого хода; 7 - нейтрализатор отработавших газов, 8 - датчик кислорода; 9 - электронный блок управления; 10 - датчик температуры системы охлаждения двигателя, 11 - исполнительный или измерительный элемент системы зажигания; 12 - датчик закрытого положения дроссельной заслонки карбюратора; 13 - блок индикации пропусков воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя; 14 - регулятор холостого хода; 15 - магистраль подачи воздуха, что позволяет выполнить нормы «ЕВРО-2» по токсичности отработавших газов, а также информировать водителя о возникновении пропусков воспламенения горючей смеси и, как следствие этого, существенное снижение опасности перегрева нейтрализатора и возникновения пожароопасной ситуации.

Известна система стабилизации состава горючей смеси, содержащая электронный блок управления, магистрали подачи бензина и воздуха, карбюратор, регулятор дополнительного потока воздуха во впускной коллектор и последовательно соединенные между собой карбюратор, переходную полость с дополнительным входом подачи воздуха, впускной коллектор, блок цилиндров, выпускной коллектор, - зонд и нейтрализатор отработавших газов [1]. За счет подачи дополнительного потока воздуха обедняется горючая смесь, сформированная карбюратором, отрегулированным на формирование обогащенной горючей смеси, что позволяет улучшить тем самым экологические характеристики карбюраторного двигателя с нейтализатором.

Недостаток известной системы состоит в том, что автоматическое - регулирование состава горючей смеси с помощью дополнительного потока воздуха осуществляется в узком диапазоне заданного типового режима работы карбюраторного двигателя.

Наиболее близким известным техническим решением, в качестве прототипа, является система стабилизации состава горючей смеси карбюраторных двигателей, содержащая последовательно соединенные между собой карбюратор, переходную полость с дополнительным входом, магистрали подачи бензина и воздуха, впускной и выпускной коллекторы двигателя, электронный блок управления, входы которого посредством жгута проводов соединены с соответствующими выходами датчика кислорода, установленного в выпускном коллекторе

перед нейтрализатором, датчика температуры системы охлаждения двигателя, исполнительного или измерительного элемента системы зажигания, датчик закрытого положения дроссельной заслонки карбюратора, блок инициации переменной и широтно-импульсный преобразователь, выход электронного блока управления подключен к управляющему входу регулятора холостого хода, установленного в магистрали подачи воздуха [2]. За счет включения контроллера в контур автоматического - регулирования, использования блока инициации переменной и широтно-импульсного преобразователя повышается точность стабилизации заданного состава горючей смеси и тем самым обеспечивается более полная очистка отработавших газов нейтрализатором.

Недостаток прототипа заключается в том, что установка переходной полости в виде проставки карбюратора [3] требует дополнительных конструктивных переделок в подкапотном пространстве, а именно подъем карбюратора и корпуса воздушного фильтра на высоту переходной полости, замену шпилек крепления карбюратора на шпильки, удлиненные на высоту переходной полости. Недостатком прототипа является также ограниченные возможности по исходной регулировке диапазона обогащения горючей смеси штатного карбюратора, что ограничивает возможности системы по поддержанию стехиометрического состава горючей смеси во впускном коллекторе и как следствие этого снижает степень очистки отработавших газов на выходе из нейтрализатора. Одним из самых существенных недостатков прототипа является отсутствие непрерывного диагностирования пропусков воспламенения горючей смеси в процессе работы двигателя, что может привести к перегреву нейтрализатора и возгоранию автомобиля.

Целью полезной модели является уменьшение объема конструктивных переделок и сохранения пространственного положения карбюратора и корпуса воздушного фильтра в подкапотном пространстве автомобиля за счет исключения переходной полости между карбюратором и впускным коллектором, установкой проставки экономайзера принудительного холостого хода с каналом подачи дополнительного воздуха через регулятор холостого хода, расширение

диапазона обогащения горючей смеси за счет установки жиклеров главной дозирующей системы, обеспечивающих формирование карбюратором обогащенной горючей смеси широкого диапазона, что расширяет диапазон регулирования по составу горючей смеси, а также непрерывное диагностирование пропусков воспламенения рабочей смеси за счет установки в кабине автомобиля блока индикации пропусков воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя, вход которого подключен к выходу электронного блока управления, что позволяет исключить перегрев нейтрализатора и воспламенения автомобиля.

Сущность полезной модели состоит в том, что, кроме известных и общих отличительных признаков, а именно: карбюратор с экономайзером принудительного холостого хода, магистрали подачи бензина и воздуха, впускной и выпускной коллекторы двигателя, электронный блок управления, входы которого посредством жгута проводов соединены с соответствующими выходами датчика кислорода, установленного в выпускном коллекторе перед нейтрализатором, датчика температуры системы охлаждения двигателя, исполнительного или измерительного элемента системы зажигания и датчик закрытого положения дроссельной заслонки карбюратора, выход электронного блока управления подключен к управляющему входу регулятора холостого хода, установленного в магистрали подачи воздуха, предлагаемая система нейтрализации отработавших газов с электронной коррекцией состава горючей смеси карбюраторных двигателей содержит проставку экономайзера принудительного холостого хода с каналом подачи дополнительного воздуха через регулятор холостого хода, жиклеры главной дозирующей системы, обеспечивающие формирование карбюратором обогащенной горючей смеси и блок индикации пропусков воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя, вход которого подключен к выходу электронного блока управления

Новизна полезной модели состоит в том, что предлагаемая система нейтрализации отработавших газов с электронной коррекцией состава горючей смеси карбюраторных двигателей содержит проставку экономайзера принудительного холостого хода с каналом подачи дополнительного воздуха через

регулятор холостого хода, жиклеры главной дозирующей системы, обеспечивающие формирование карбюратором обогащенной горючей смеси и блок индикации пропусков воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя, вход которого подключен к выходу электронного блока управления.

Функциональная схема предлагаемой полезной модели изображена на чертеже, где обозначено: 1 - магистраль подачи бензина 2 - карбюратор с жиклерами главной дозирующей системы, обеспечивающие формирование карбюратором обогащенной горючей смеси; 3 - впускной коллектор; 4 - выпускной коллектор; 5 - проставка экономайзера принудительного холостого хода; 6 - экономайзер принудительного холостого хода; 7 - нейтрализатор отработавших газов, 8 - датчик кислорода; 9 - электронный блок управления; 10 - датчик температуры системы охлаждения двигателя, 11 - исполнительный или измерительный элемент системы зажигания; 12 - датчик закрытого положения дроссельной заслонки карбюратора; 13 - блок индикации пропусков воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя; 14 - регулятор холостого хода; 15 - магистраль подачи воздуха.

В исходном положении магистраль подачи бензина 1 подключена к одному из входов карбюратора 2 с жиклерами главной дозирующей системы, карбюратор соединен с впускным коллектором 3, который соединен с выпускным коллектор 4, через проставку 5 экономайзер принудительного холостого хода 6, соединен с одним из входов карбюратора, отработавшие газы выбрасываются в атмосферу через нейтрализатор 7, на входе в нейтрализатор установлен датчик кислорода 8, соединенный выходным каналом с электронным блоком управления 9, входы которого посредством жгута проводов соединены также с соответствующими выходами, датчика температуры системы охлаждения двигателя 10, исполнительного или измерительного элемента системы зажигания 11 и датчик закрытого положения дроссельной заслонки карбюратора 12, выход электронного блока управления подключен к блоку индикации пропусков воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя 13, управляющему входу регулятора холостого хода 14, который соединен дополнительным воздушным

каналом с магистралью подачи воздуха 15 и проставкой 5, магистраль подачи воздуха соединена с одним из входов карбюратора.

Предлагаемая система нейтрализации отработавших газов с электронной коррекцией состава горючей смеси карбюраторных двигателей в упращенном варианте работает следующим образом.

После начала вращения коленчатого и распределительного валов двигателя из магистрали подачи топлива 1 и магистрали подачи воздуха 15 в карбюратор 2 поступают топливо и воздух, при этом жиклеры главной дозирующей системы карбюратора подобраны таким образом, что обеспечивают формирование на выходе из карбюратором обогащенной горючей смеси. После прогрева датчика кислорода 8, сигнал о составе смеси поступает из датчика кислорода на вход электронного блока управления 9, на вход которого поступают также сигналы от датчика температуры системы охлаждения двигателя 10, исполнительного или измерительного элемента системы зажигания 11 и датчика закрытого положения дроссельной заслонки карбюратора 12. Электронный блок управления по заданному алгоритму обрабатывает поступающие на его вход сигналы и выдает сигнал на управление положением регулятора холостого хода 14, который обеспечивает дополнительную подачу воздуха в карбюратор через проставку 5 экономайзера принудительного холостого хода 6, с целью обеспечения на его выходе карбюратора стехиометрического состава горючей смеси, которая поступает во впускной коллектор 3 и далее после сгорания в двигателе через выпускной коллектор 7 выбрасывается в атмосферу. В случае возникновения пропусков зажигания горючей смеси электронный блок управления 9, после обработки поступающих на его вход сигналов выдает сигнал блок индикации 13, в следствии чего водитель получает информацию о возможности перегрева нейтрализатора и возникновению пожароопасной ситуации.

Промышленная применимость предлагаемой полезной модели система нейтрализации отработавших газов с электронной коррекцией состава горючей смеси карбюраторных двигателей обосновывается тем, что в ней используются типовые известные в аналоге [1] и прототипе [2] функциональные блоки по своему

прямому назначению. Заявитель по материалам заявки изготовил в 2003 г. опытный образец заявляемой системы и установил ее на Газель Газ-2705,госномер Т 854 АС 97 RUS (гараж РАН РФ). После установки системы автомобиль проехал более 50 000 км пробега и до настоящего момента отказов в работе системы не наблюдалось.

Основной положительный эффект от использования полезной модели состоит в том, что применение ее на карбюраторных автомобилях позволяет выполнить нормы «ЕВРО-2» по токсичности отработавших газов, что в аналоге и прототипе данной системы не удавалось, а также информировать водителя о возникновении пропусков воспламенения горючей смеси и, как следствие этого, существенное снижение опасности перегрева нейтрализатора и возникновения пожароопасной ситуации.

Литература:

1. Свидетельство Российской Федерации на полезную модель №22638, МПК 7

В 60 К 15/077, приоритет 01.10.2001 г. Стабилизатор состава горючей смеси карбюраторных двигателей. Авторы Гальченко В.П. и др. (аналог).

2. Свидетельство Российской Федерации на полезную модель №25464, МПК 7 В 60 К 15/077, приоритет 04.04.2002 г. Система стабилизации горючей смеси карбюраторных двигателей. Авторы Гальченко В.П. и др. (прототип).

3. Свидетельство Российской Федерации на полезную модель №27844, МПК 7 F 02 М 23/00, приоритет 09.08.2002 г. Проставка карбюратора.

Система нейтрализации отработавших газов с электронной коррекцией состава горючей смеси карбюраторных двигателей, содержащая карбюратор с экономайзером принудительного холостого хода, магистрали подачи бензина и воздуха, впускной и выпускной коллекторы двигателя, электронный блок управления, входы которого посредством жгута проводов соединены с соответствующими выходами датчика кислорода, установленного в выпускном коллекторе перед нейтрализатором, датчика температуры системы охлаждения двигателя, исполнительного или измерительного элемента системы зажигания и датчика закрытого положения дроссельной заслонки карбюратора, выход электронного блока управления подключен к управляющему входу регулятора холостого хода, установленного в магистрали подачи воздуха, отличающаяся тем, что система содержит проставку экономайзера принудительного холостого хода с каналом подачи дополнительного воздуха через регулятор холостого хода, жиклеры главной дозирующей системы, обеспечивающие формирование карбюратором обогащенной горючей смеси и блок индикации пропусков зажигания горючей смеси в цилиндрах двигателя, вход которого подключен к выходу электронного блока управления.