Устройство регулирования угла опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (1980634 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 30.12 ° 75 (21) 2305957/25-06 (23) Приоритет — (32) (5I) М. KJI.

F 02 Р 5/10

Гесударетееллый комитет

СССР (31) (33) (53) УДК 621,436, ° 038.5(088.8) Опубликовано 07. 12. 82.Бюллетень М 45

Ilo делам кзебретенкй и еткрытнй

Дата опубликования описания 07. 12 . 82

Иностранец

Исаму Ота (Япония) (72) Автор изобретения I

) t

t с

f ч:. °

Иностранная фирма н IJ

Тойота Дзидося Когио Кабусики Кайся (Япония) с

E

3 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ

ЗАЖИГАНИЯ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, Изобретение относится к средствам для регулирования угла опережения зажигания в двигателях внутреннего сгорания. Известно устройство регулирова= .

5 ния угла опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания, содер жащее вакуумный регулятор, распределитель зажигания, первое клапанное устройство, термочувствительный элемент и первый, второй и третий трубопроводы, причем вакуумный регулятор выполнен с полостями опережения и запаздывания и связан с распределителем зажигания, первый трубопровод связывает полость опережения с впускным коллектором до дроссельной заслонки, первое клапанное устройство соединено вторым трубопроводом с впускным коллектором, около дроссельной заслонки, а третьим - с полостью запаздывания вакуумного регулятора113, Однако в известном -.устройстве диапазон регулирования момента зажигания в зависимости от режимов работы

2 двигателя либо ограничен, либо до" стигается сложными средствами;при одновременном ограничении режимов работы, на которых это регулирование возможно.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования угла опережения зажигания в зависимости от режимов работы двигателя.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содер.жит четвертый, пятый и шестой тру-, бопроводы и второе клапанное устройство, которое при помощи четвертого трубопровода соединено с полостью впускного коллектора за дроссельной заслонкой, а при помощи пятого - с третьим трубопроводом, причем шестой трубопровод связывает первое клапанное устройство с первым трубопро" водом.

Кроме того, первое клапанное устройство содержит корпус с крышкой и днищем, цилиндрический клапан с фланцем, цилиндрическим гнездом и боковы980634

3 ми и осевым отверстиями, клапанный элемент, кольцевое и дисковое седла, наружную, внут реннюю и малую пружины и эластичные кольца, причем в корпусе выполнены осевое отверстие для

, связи,Ч, шестым трубопроводом „боковое отверстие для связи с вторым трубопроводом и отверстие в днище для связи с третьим трубопроводом, термочувствительный элемент размещен в днище корпуса и на последнем выполнено кольцевое седло, дисковое седло размещено на крышке корпуса у осевого отверстия, одно эластичное кольцо расположено между крышкой корпуса и цилиндрическим клапаном, другое - между цилиндрическим клапаном и клапанным элементом, который нагружен внутренней пружиной, наружная пружина размещена между фланцем цилиндрического клапана и крышкой корпу са, а малая пружина - в цилиндрическом гнезде с опорой на термочувствительный элемент.

Второй клапанный элемент содержит корпус, подпружиненную мембрану и клапан, связанный с мембраной, причем мембрана делит полость корпуса на первую полость, связанную с четвертым трубопроводом, и вторую по лость, связанную постоянно с атмосферой и через клапан - с пятым трубопроводом.

На фиг. 1 приведена схема, поясняющая в целом конструкцию одного из вариантов исполнения устройства (первое и второе клапанные устройства изображены в разрезе); на фиг. 2 первое клапанное устройство при низкой температуре двигателя, увеличенный продольный разрез; на фиг. 3то же, при высокой температуре двигателя; на фиг. 4 - первое и второе клапанные устройства при высокой температуре двигателя и высоком вакууме во впускном коллекторе, увеличенный продольный разрез; на фиг. 5 вакуумный регулятор опережения и вакуумный регулятор запаздывания, вертикальный разрез.

Устройство содержит карбюратор 1, с дроссельной заслонкой, впускной кол лектор 2, один из цилиндров 3 двигателя внутреннего сгорания и впускной клапан 4. Распределитель 5 зажигания связан с запальными свечами (не показаны) соответствующих цилиндров.

С распределителем 5 соединены ваку4 умные регуляторы 6 и 7 опережения и запаздывания.

Устройство содержит также первое

8 и второе 9 клапанные устройства.

Трубопровод 10 соединен с карбюратором- 1 и с первым клапанным устройством 8. От трубопровода 11, являющегося первым трубопроводом и соединяющего вакуумный регулятор 6 опережения с карбюратором 1 в точке, расположенной перед дроссельной заслонкой, ответвляется трубопровод 12, который соединен с первым клапанным устройством 8. Имеется также трубопровод 13 передачи вакуума, одним своим концом соединенный с впускным коллектором 2, а другим — с вторым клапанным устройством 9. Трубопровод 10 является вторым трубопроводом. Второе клапанное устройство 5 соединено. с вакуумным регулятором 7 запаздывания трубопроводом 14 и, кроме того, с первым клапанным устройством 8 трубопроводом 15, ответвляющимся от трубопровода 14, являющегося вместе с трубопроводом 15 третьим трубопроводом. Четвертым трубопроводом является трубопровод 13.

Первое клапанное устройство 8

З© (фиг. 2) содержит закрытый корпус, цилиндрической формы. К отверстиям, выполненным в двух торцах корпуса, подключены трубопроводы 12 и 15, а к отверстию, выполненному по центру цилиндрической стенки корпуса, трубопровод 10 передачи вакуума. Трубопровод 11 содержит калиброванный участок 16. В противоположных внутренних торцах корпуса первого клапан4О ного устройства 8 выполнены кольцевое седло 17 клапана и имеющее форму диска седло 18 клапана. В корпусе установлен полый цилиндрический клапан 19, избирательно входящий в гер4> метйчный контакт с седлами 17 и 18 клапана. Наружный диаметр клапана

l9 (фиг. 2) значительно меньше внутреннего диаметра корпуса, вследствие чего между внутренней периферийной поверхностью корпуса и наружной периферийной поверхностью клапана 19 имеется сравнительно большое пространство. Клапан 19 входит в контакт с одним из седел 17 и 18, одновремен55 но отходя от другого седла. Таким образом. седла 17 и 18 клапана и клапан 19 образуют клапанное устройство. управляющее сообщением трубопроводо» сообщается с атмосферой. В камере 33 расположен соединенный с мембраной

31 клапан 36, нормально перекрывающий сообщение между камерой 33 и трубопроводом 14.

В трубопроводе 11 в месте, прилежащем к его выходу в карбюратор 1, имеется калиброванный участок 16.

Другой калиброванный участок 37 имеется в трубопроводе 15 в месте, прилежащем к точке его соединения с первым клапанным устройством 8. Калиброванные участки 16 и 37 выполнены так, что давление перед дроссельной заслон кой карбюратора 1 и давление в первом клапанном устройстве 8 могут не оказывать влияния на давление в трубопроводах 12 и 15, ответвленных от трубопроводов 11 и l4 соответственно.

Как видно из фиг. 5, вакуумные регуляторы 6 и 7 опережения и запаздывания выполнены как единый узел.

Их корпуса 38 и 39 соответственно соединены через мембрану 40, установленную между открытыми торцами корпусов 38 и 39 ° В корпусах 38 и 39 расположены спиральные пружины 41 и

42 соответственно одинаковой жесткости. Спиральная пружина 41 одним своим торцом контактирует с внутренней поверхностью торцовой стенки корпуса 38, а другим - с диском 43, расположенным между этой пружиной и мембраной 40. Спиральная пружина 42 одним своим торцом контактирует с внутренней поверхностью торцовой стенки корпуса 39, а другим - с диском 44, установленным между спиральной дружиной 42 и мембраной 40. При такой конструкции в случае равенства давлений в регуляторах опережения и запаздывания мембрана 40 занимает нейтральное положение. Полости регуляторов 6 и 7 равны по объему и сообщаются с трубопроводами 11 и 14 соответственно. В центральной части мембраны 40 закреплена .своим внутренним концом тяга 45, которая проходит дерез торцовую стенку корпуса 39 в эластичном герметизирующем элементе

47, изолирующем полость корпуса 39 от атмосферы. Тяга 45 своим наружным концом шарнирно соединена с пластиной 46 прерывателя распределителя 5.

Благодаря описанной выше конструкции узла регуляторов опережения и запаздывания в случае, когда вакуум в полости, ограниченной корпусом 38 и мембраной 40, превышает вакуум в

5 980634 б

l2, 15 и 10. На клапан 19 свободно надета спиральная пружина 20, стремящаяся переместить клапан 19 аксиально вниз. Одним своим концом спиральная пружина 20 упирается в верхнюю внутреннюю торцовую поверхность корпуса, а другим - в фланец 21 клапана

19. Согласно фиг. 2, клапан 19 нормалько смещен спиральной пружиной 20 вниз. 1О

В одном из торцов клапана 19 выполнено отверстие 22, обеспечивающее сообщение трубопровода 12 с внутренней полостью клапана 19. В цилиндрической стенке клапана 19 выполнена группа сквозных отверстий:23, обеспечивающих сообщение между полостью клапана и полостью корпуса. На наружной и внутренней поверхностях назван (його выше первого торца клапана 19 щ закреплены (например приклеены) два эластичных кольца 24, в каждом из которых имеется отверстие, соосное отверстию 22. Эти кольца препятствуют ударному взаимодействию торца с соответствующей частью корпуса.

Во втором торце клапана 19 выполнено цилиндрическое гнездо 25, в котором установлена спиральная пружина

26. Одним своим концом пружина 26 упирается в термочувствительный элемент 27, закрепленный в корпусе. Термочувствительный элемент 27 выполнен по внешним очертаниям практически цилиндрическим. В этом элементе заключено вещество, расширяющееся и сжимающееся пропорционально температуре двигателя. В клапане 19 расположен также клапанный элемент 28 в форме диска, нормально закрывающий отверстие 22, и спиральная пружина

29, действующая таким образом, что клапанный элемент 28 нормально закрывает отверстие 22 за счет прижатия пружиной 29 к эластичному кольцу 24, закрепленному на внутренней поверх= . ности верхнего торца клапана. 19.

Второе клапанное устройство 9 содержит корпус 30, разделенный мембраной 31 на две камеры (полости) 32 и

33 (фиг. 1 и 4) . К камере 32 подключен четвертый трубопровод 13, передающий вакуум и действующий во впускном коллекторе 2. В камере 32 расположена пружина 34 мембраны 31 нор55 мально смещающая последнюю вниз в положение, показанное:на фиг. 1. Каме ра 33 через группу отверстий 35, выполненных в нижней стенке корпуса 30, 980634 полости, ограниченной корпусом 39 и мембраной 40, последняя деформируется влево. В результате этой деформации пластина 46 поворачивается тягой 45, против часовой стрелки и момент зажигания в распределителе 5 устанавливается

c,oïåðåæåíèåì. В случае, когда вакуум в полости, ограниченной корпусом 39 и мембраной 40, становится больше вакуума.в полости, ограниченной карпу- 10 сом 38 и мембраной 40, последняя деформируется вправо. В результате такой деформации пластина 46 поворачивается тягой 45 по часовой стрелке и момент зажигания устанавливается в распределителе с запаздыванием.

Деформация мембраны 40 регулируется спиральными пружинами 41 и 42, и вследствие этого жесткость каждой из пружин и усилие, развиваемое ею,; щ должны выбирать такими, чтобы получить заданный по величине ход мембраны 40 под действием разности действующих на ее противоположные стороны давлений. 25

Устройство работает следующим образом.

При температуре двигателя, не превышающей некоторого уровня, т. е. при запуске двигателя или по истечении небольшого периода времени после пуска, термочувствительный элемент

27 в первом клапанном устройстве 8 находится в сжатом состоянии. В таком состоянии термочувствительный эле35 мент 27 не отжимает клапан 19 от седла 17 и клапан.в контакте с седлом

17 (фиг. 2) . Вследствие этого сообщение между трубопроводом 10 передачи вакуума и трубопроводом 15 отсутст.40 вует, и трубопровод 10 сообщается с трубопроводом 12 через полость корпуса.

Вакуум, действующий за дроссельной заслонкой карбюратора 1, подается в вакуумный регулятор 6 опережения через трубопровод 10 передачи вакуума, полость корпуса, седло 18 клапана и трубопроводы 11 и 12, обусловливая установку момента зажигания с

50 опережением. В рассматриваемом состоянии устройства вакуум, действующий перед дроссельной заслонкой карбюратора 1, не подается в вакуумный регулятор 6 опережения и трубопровод

12 вследствие наличия калиброванного

55 участка 16, расположенного вблизи места соединения трубопровода ll c карбюратором 1.

После запуска и прогрева двигателя термочувствительный элемент 27 выходит из состояния, изображенного на фиг. 2, и расширается по направлению вверх, смещая клапан 19 вверх и выводя его из контакта с седлом

17 клапана в положение, показанное на фиг. 3. Выход фланца 21 клапана

19 из соприкосновения с седлом 17 клапана создает возможность сообщения между трубопроводом 10 передачи вакуума и трубопроводом 15. В результате вакуум, действующий за дроссельной заслонкой карбюратора, передается в вакуумный регулятор 7 запаздывания и вызывает запаздывание момент.а зажигания. В рассматриваемом состоянии вакуум, передаваемый в вакуумный регулятор 7 запаздывания, пропорционален углу поворота дроссельной заслонки.

При установке дроссельной заслонки в положение, показанное на фиг. 1 сплошными линиями, т. е. при прогреве двигателя до температуры, превышающей заданный уровень, в режиме холостого хода, в трубопроводе 11 передачи вакуума действует избыточное давление и вакуумный регулятор 6 опережения не работает. При последующей работе двигателя под нагрузкой и переходе дроссельной заслонки в положение, показанное на фиг. 1 штрих; пунктиром, в трубопроводе 11.передачи вакуума создается вакуум, а в трубопроводе 10 передачи вакуума дей- . ствует избыточное давление, в результате чего вакуумный регулятор 6 опережения приводится в действие, а вакуумный регулятор 7 запаздывания бездействует. Таким образом, при работе двигателя под нагрузкой момент зажигания устанавливается с опережением.

Во всех описанных выше случаях второе клапанное устройство 9 бездействует вплоть до момента, пока вакуум во впускном коллекторе 2 не пре одолеет усилие пружины 34 мембраны., Второе клапанное приспособление приводится в действие, например, при движении накатом на высокой скорости или при торможении двигателем и.возникновении во впускном коллекторе 2 весьма большого разрежения. Второе клапанное устройство 9 при срабатывании меняет установку момента зажигания, как описано выше.

Когда в. процессе. движения накатом на высокой скорости или, например, 980634 10

Формула изобретения

9 торможения дви гателем во впускном коллекторе 2 создается весьма значительный вакуум, мембрана 31 второго клапанного устройства 9 смещается вверх, как показано на фиг. 4, и соединенный с мембраной 31 клапан 36 отводится вверх, в результате чего трубопровод 14 соединяется с атмосферой через отверстия 35; Следствием этого является переход вакуумного ре- 10 гулятора 7 запаздывания в нерабочее состояние. Одновременно вакуум; создаваемый при всасывании, передается по трубопроводу,10 передачи вакуума в первое клапанное устройство 8 и отжимает клапанный элемент 28 вниз (фиг. 4}, в результате чего вакуум передается через трубопровод 10, полость клапана 19, отверстие 22 клапана 19 и трубопроводы 12 и 11 в ва- gg куумный регулятор 6 опережения. гаки% образом, момент зажигания устанав ливается с опережением, пропорциональным по величине уровню вакуума при всасывании. В рассматриваемом 2S состоянии воздействие атмосферного давления перед дроссельной заслонкой карбюратора 1 на давление в трубопро- . воде 11 передачи вакуума исключается наличием в этом трубопроводе калиб- З0 рованного участка 16. Воздействие атмосферного давления в трубопроводе

14 на давление во впускном коллекторе исключается наличием в трубопроводе

15 калиброванного участка 37.

1. Устройство регулирования угла 4, опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания, содержащее вакуумный регулятор, распределитель зажигания, первое клапанное устройство, термочувствительный элемент и и первый, второй и третий трубопроводы, причем вакуумный регулятор выполнен с полостями опережения и запаздывания и связан с распределителем зажигания, первый трубопровод связывает полость опережения .с впускным коллектором до дроссельной заслонки, первое клапанное устройство соединено-вторым трубопроводом с впускным коллектором около дроссельной заслонки, а треSS . тьим — с полостью запаздывания ваку.умного регулятора, о т л и ч а ющ е е. с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования в зависимости от режимов работы двигателя, устройство дополнительно содержит четвертый, пятый и шестой трубопроводы и второе клапанное устройство, которое .при помощи четвертого трубопровода соединено с полостью впускного коллектора за дроссельной заслонкой, а при помощи пятого - с третьим трубопроводом, причем шестой трубопровод связывает первое клапанное устройство с первым трубопроводом.

2. Устройство по и. 1, î r л ич а ю щ е е с я тем, что первое клапанное устройство содержит корпус с крышкой и днищем, цилиндрический клапан с фланцем, цилиндрическим гнездом и боковыми и осевым отверстиями, клапанный элемент, кольцевое и дисковое седла, наружную, внутреннюю и малую гружины и эластичные кольца, причем в корпусе выполнены осевое отверстие, для связи с шестым трубопроводом, боковое отверстие для связи с вторым трубопроводом и отверстие в днище для связи с третьим трубопроводом, термочувствительный элемент размещен в днище корпуса, и на последнем выполнено кольцевое седло, дисковое седло размещено на крышке корпуса у . осевого отверстия, одно эластичное кольцо расположено между крышкой корпуса и цилиндрическим клапаном, другое - между цилиндрическим клапаном и клапанным элементом, который нагружен внутренней пружиной, наружная пружина размещена между фланцем цилиндрического клапана и крышкой корпуса, а малая пружина - в цилиндрическом гнезде с опорой на термочувствительный элеьант.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что второй клапанный элемент содержит корпус, подпружиненную мембрану и клапан, связанный с мембраной, причем мембрана делит полость корпуса на первую полость, связанную с четвертым трубопроводом, и вторую полость, связанную постоянно с атмосферой и через клапан - с пятым трубопроводом, т

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3631845, кл. 123-117, опублик. 1972.

980634

Заказ 9401/51

Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Патрахальцев

Редактор А. Огар Техред С.Мигунова Корректор О. Билак