Устройство для регулирования состава горючей смеси, подаваемой карбюратором

Данная полезная модель относится к машиностроению, а именно к регулировочным устройствам рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием.
Среди различных типов карбюраторов довольно редко встречаются конструкции, в которых существует возможность изменять состав горючей смеси (коэффициент избытка воздуха) на режимах, отличных от холостого хода. Так, например, в конструкции отечественного карбюратора К-22П (http://www.redmotor.ru/karburator/34.html), выбранного в качестве прототипа, предусмотрено устройство для регулирования состава горючей смеси, подаваемой карбюратором. Главный топливный жиклер имеет регулировочную иглу. В боковой стенке блока жиклеров, выше калиброванного сечения главного жиклера, имеется дополнительное калиброванное отверстие диаметром 1,1 мм, соединенное каналом непосредственно с поплавковой камерой карбюратора. Регулирование состава смеси в таком карбюраторе осуществляется изменением положения регулировочной иглы, которая в свою очередь увеличивает или уменьшает проходное сечение канала главного топливного жиклера для, соответственно, увеличения или уменьшения количества топлива, подаваемого из поплавковой камеры карбюратора в двигатель внутреннего сгорания. Однако такое устройство не позволяет точно отрегулировать состав смеси, так как это в большей степени зависит от навыков человека, которому необходимо провести такую процедуру, а в некоторых случаях, например, при проведении стендовых испытаний, этот процесс является очень трудоемким, вследствие необходимости изменения качества смеси на различных испытательных режимах.
Известно устройство для регулирования состава горючей смеси, подаваемой карбюратором (патент РФ №156883, опубл. 23.11.2015), выбранное в качестве прототипа. Устройство состоит из электронного блока управления, связанного с источником давления и разрежения, с датчиком давления, установленным в ресивере, и с блоком заслонок, вход которых соединен с источником давления и разрежения, а выход соединен с ресивером, выход которого с помощью трубопровода подключен к поплавковой камере карбюратора. Недостатком прототипа является низкая точность регулирования состава топливо-воздушной смеси, вследствие неравномерности заполнения ресивера.
Задачей полезной модели является устранение указанного недостатка.
Технический результат заключается в повышении точности регулирования состава смеси, а также возможность регулирования состава во время работы двигателя в любом диапазоне изменения нагрузки двигателя.
Технический результат достигается за счет устройства для регулирования состава горючей смеси, состоящее из электронного блока управления, связанного с источником давления и разрежения, с датчиком давления, установленным в ресивере, и с блоком заслонок, вход которых соединен с источником давления и разрежения, а выход соединен с ресивером, выход которого с помощью трубопровода подключен к поплавковой камере карбюратора, при этом каждая заслонка в блоке заслонок соединена с шаговым электродвигателем, управляемым электронным блоком управления, кроме того, дополнительно установлены датчики давления, расположенные в трубопроводе между каждой заслонкой блока заслонок и источником давления и разрежения, при этом дополнительные датчики давления соединены с электронным блоком управления.
На представленной фигуре изображена схема управления составом горючей смеси.
На приведенной фигуре 1 - двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием (ДсИЗ), имеющий поплавковую камеру карбюратора 2, связанную трубопроводом 3 с ресивером 4. Давление (разрежение) в ресивере 4 контролируется с помощью датчика давления 5, соединенного с электронным блоком управления 8 (ЭБУ). Источник давления (разрежения) 7 связан с ресивером через блок заслонок бис ЭБУ для управления величиной давления (разрежения). Положение заслонок управляется ЭБУ 8. В первом положении воздух забирается источником давления (разрежения) 7 из окружающего пространства и после сжатия поступает в ресивер 4. Во втором положении воздух забирается из ресивера 4, создавая в нем разрежение, и после воздуходувки выбрасывается в атмосферу. Каждая заслонка блока заслонок 6 соединена с шаговым электродвигателем (не показаны). Дополнительные датчики давления расположены перед каждой заслонкой блока заслонок и соединены с электронным блоком управления 8.
Устройство для регулирования состава горючей смеси работает следующим образом.
атм
Перед подключением устройства балансировочный канал карбюратора разобщается с приемным патрубком (на чертеже не показаны). Трубопроводом 3 соединяется ресивер 4 с поплавковой камерой 2 карбюратора. Перед запуском двигателя внутреннего сгорания 1 ЭБУ 8 считывает показания датчика давления 5 для определения атмосферного давления р.
упр
атм
упр
атм
Каждая заслонка блока заслонок 6 выполнена с возможностью вращения на угол от 0 до 90° с шагом в 1° благодаря шаговым электродвигателям, что позволяет осуществлять более точную подачу давления (разрежения) в ресивер 4. При этом заслонки выполняют две основные функции, которые регулируются ЭБУ 8. Первая функция соответствует забору воздуха источником давления (разрежения) 7 из окружающего пространства и после сжатия воздух поступает в ресивер 4 (р>р). Вторая функция позволяет забирать воздух из ресивера 4, создавая в нем разрежение (р<р), и после источника давления (разрежения) 7 выбрасывается в атмосферу. Для изменения величины управляющего давления (разрежения) в ресивере 4 источник давления (разрежения) 7 подключен к ЭБУ 8, позволяющему дистанционно управлять составом горючей смеси в зависимости от программы, которая запущена на ЭБУ 8, или от требования оператора. Благодаря датчикам давления, установленным перед каждой заслонкой блока заслонок 6, и привода заслонок блока заслонок 6 от шаговых электродвигателей достигается равномерность подачи воздуха или его откачка из ресивера 4, что обеспечивает повышенную точность определения давления непосредственно в ресивере 4 и как следствие повышение точности регулирования состава горючей смеси.
Также, например, для изменения величины управляющего давления (разрежения) в ресивере 4 может быть применена воздуходувка с приводом от электродвигателя, который питается через регулятор напряжения, управляемый электронным блоком управления8, позволяющим менять обороты рабочего колеса воздуходувки. Также возможен вариант, при котором источником давления (разрежения) 7 являются два устройства, управляемые ЭБУ 8.
Данное устройство может применяться на двигателях в составе транспортного средства, либо при стендовых испытаниях, когда двигатель установлен на стенд.
ЭБУ 8 может управлять качеством смеси в зависимости от выбранной программы, либо в ручном режиме в зависимости от выбора оператора.
Таким образом, устройство обеспечивает высокую точность регулирования состава смеси за счет использования микроконтроллерного управления (ЭБУ 8), а также возможность регулирования состава смеси во время работы двигателя в любом диапазоне изменения нагрузки двигателя.