Устройство управления дроссельной заслонкой двигателя внутреннего сгорания

Полезная модель относится к области автомобилестроения, в частности к системе управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС) автомобиля.

Устройство управления дроссельной заслонкой ДВС содержит, в частности, дроссельный клапан, выполненный в виде корпуса, внутри которого на оси установлена дроссельная заслонка, ось которой снабжена возвратной пружиной и соединена посредством рычага с тягой педали акселератора и возвратной пружиной педали акселератора.

Новым является то, что устройство дополнительно снабжено датчиком положения дроссельной заслонки, электронным блоком управления и электромагнитным исполнительным элементом, якорь которого кинематически связан с возвратной пружиной педали акселератора, а обмотка через электронный блок управления подключена к датчику положения дроссельной заслонки, контролирующему угол ее поворота.

Такая конструкция устройства управления дроссельной заслонкой ДВС, благодаря применению электромагнитного исполнительного элемента, связанного с возвратной пружиной педали акселератора, обеспечивает надежное закрытие заслонки при переходе на режим холостого хода и при остановке двигателя автомобиля.

Преимущественно полезная модель предназначена для применения в системах управления автомобильных ДВС, в частности легковых автомобилей, оснащенных электронными системами управления двигателем.

Полезная модель относится к машиностроению, преимущественно к автомобилестроению, в частности к системе управления двигателем внутреннего сгорания (далее ДВС) автомобиля.

Известна конструкция дроссельного клапана фирмы "Dell' Orto S. р. А" серии 11400 TF (прилагается), в которой управление дроссельной заслонкой осуществляется с помощью простейшего устройства: рычага и возвратной пружины, одетой на ось и закрепленной с одной стороны на корпусе дроссельного клапана, с другой на рычаге привода. Такая конструкция привода заслонки имеет линейную характеристику момента возврата заслонки в закрытое положение, далее по тексту момента возврата, с относительно большим углом наклона. Обеспечить надежное закрытие заслонки возможно только за счет увеличения минимального момента возврата (в начале открытия заслонки), это влечет увеличение максимального момента возврата (в конце открытия заслонки) и увеличения усилия на педаль акселератора автомобиля, что нежелательно с точки зрения требований эргономики, ограничивающих величину усилия на педаль акселератора.

Сохранить максимальный момент возврата заслонки дроссельного клапана в допустимых пределах при увеличении минимального возвратного момента возможно за счет управления заслонкой с помощью сложной системы рычагов, как в дроссельном клапане фирмы "Dell' Orto S. р. А" серии 11100 TD (прилагается), которая позволяет уменьшить угол наклона линейной характеристики момента возврата. Недостаток данной конструкции в сложности применяемой системы рычагов и её больших габаритах.

Недостатки, указанные в вышеописанных конструкциях, отчасти устранены в дроссельном клапане, см. заявку Великобритании №2254485, МКИ F 02 D 9/10, публикация 92.10.21, выбранном в качестве прототипа и представляющем из себя заслонку, установленную в отверстии корпуса на оси со смещением от центра отверстия, в результате чего при закрытии заслонки из-за разности давлений на её поверхности возникает крутящий момент, стремящийся закрыть заслонку, в дополнение к усилиям возвратных пружин. Причем, чем ближе заслонка к положению полного закрытия, тем больше возникающий крутящий момент, поскольку растет разрежение за заслонкой. При повороте заслонки до положения полного открытия вышеупомянутый крутящий момент уменьшается до нуля и не увеличивает максимальный момент возврата заслонки, формируемый возвратными пружинами.

Недостаток данного дроссельного клапана в ограниченности величины момента, который можно создать на поверхности заслонки, из-за конструктивного ограничения величины смещения оси заслонки от оси отверстия заслонка со значительным смещением либо не будет открываться, либо не будет обеспечивать герметичность в закрытом положений, поскольку для её открытия потребуются значительные зазоры между кромкой заслонки и стенками отверстия дроссельного клапана, при относительно больших величинах смещения оси заслонки необходимо применение специального профиля для отверстия в корпусе дроссельного клапана.

Предлагаемое техническое решение позволяет в значительной степени устранить обозначенные выше недостатки и оптимизировать характеристики момента возврата заслонки дроссельного клапана ДВС в закрытое положение.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что известное устройство управления дроссельной заслонкой ДВС, содержащеее, в частности, дроссельный клапан, выполненный в виде корпуса, внутри которого на оси установлена дроссельная заслонка, ось которой снабжена возвратной пружиной и соединена посредством рычага с тягой педали акселератора и возвратной пружиной педали акселератора, дополнительно содержит датчик положения дроссельной заслонки, электронный блок управления и электромагнитный исполнительный элемент, якорь которого кинематически связан с возвратной пружиной педали акселератора, а обмотка через электронный блок управления подключена к датчику положения дроссельной заслонки, контролирующему угол ее поворота.

На фиг.1 показана конструкция заявляемого устройства.

Предлагаемое устройство состоит из корпуса 1, в отверстии 2 которого установлена без смещения ось 3, на которой размещены заслонка 4 и возвратная пружина 5. Ось 3 жестко связана с рычагом 6, который в свою очередь соединен с тягой педали акселератора 7 и возвратной пружиной педали акселератора 8, позади которой установлен электромагнитный исполнительный элемент 9. Последний содержит корпус, состоящий из двух полукорпусов 10 и 11. Полукорпус 10 снабжен отверстием 12, в котором размещен шток 13, кинематически связанный с возвратной пружиной педали акселератора 8. На штоке 12 закреплен якорь 14. А обмотка 15 элемента 9 неподвижно установлена в полукорпусе 11 и через электронный блок управления 16 подключена к датчику положения дроссельной заслонки 17, контролирующему угол ее поворота.

Принцип работы устройства следующий. При полностью открытой заслонке 4 на ось 3 действует только возвратный момент от пружины 5 и от рычага 6, на который действует усилие от тяги педали акселератора 7 и возвратной пружины педали акселератора 8, полностью выдвигающее шток 13 электромагнитного исполнительного элемента 9 через отверстие 12 полукорпуса 10. Обмотка 15 в этот момент обесточена. При отпускании педали акселератора, заслонка 4 закрывается под воздействием возвратных пружин 5 и 8. В определенный момент (близкий к положению полного закрытия) блок управления 16, по сигналу датчика положения дроссельной заслонки 17, на некоторое время подает напряжение на выводы обмотки 15, которая втягивает во внутрь сердечник 14, компенсируя сжатие возвратной пружины 8 и не позволяя тем самым уменьшаться усилию, действующему на рычаг 6.

Заявляемое устройство, благодаря применению электромагнитного исполнительного элемента, связанного с возвратной пружиной педали акселератора, обеспечивает надежное закрытие заслонки при переходе на режим холостого хода и при остановке двигателя автомобиля без увеличения усилия на педаль акселератора автомобиля.

Заявляемое устройство удовлетворяет основным требованиям массового производства: а) простота конструкции обеспечивает малые габариты устройства и его низкую себестоимость; б) конструкция клапана обеспечивает легкость его установки на двигатель автомобиля без применения специального инструмента, что делает его промышленно применимым.

Вышеописанное устройство предназначено для применения в системе управления двигателем автомобилей, в частности легковых автомобилей, оснащенных электронными системами управления.

Устройство управления дроссельной заслонкой двигателя внутреннего сгорания, содержащее, в частности, дроссельный клапан, выполненный в виде корпуса, внутри которого на оси установлена дроссельная заслонка, ось которой снабжена возвратной пружиной и соединена посредством рычага с тягой педали акселератора и возвратной пружиной педали акселератора, отличающийся тем, что устройство дополнительно содержит датчик положения дроссельной заслонки, электронный блок управления и электромагнитный исполнительный элемент, якорь которого кинематически связан с возвратной пружиной педали акселератора, а обмотка через электронный блок управления подключена к датчику положения дроссельной заслонки, контролирующему угол ее поворота.