Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВС

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при эксплуатации двигателя внутреннего сгорания (далее - ДВС) в условиях низких температур при повторно-кратковременных включениях.

В практике эксплуатации ДВС нередки случаи, когда двигатель периодически включают на непродолжительное время, за которое свечи зажигания не успевают прогреться до температуры, соответствующей режиму их самоочистки. В результате за несколько сеансов включения ДВС происходит накопление слоя нагара на свече, и она перестает работать. В условиях низких температур окружающей среды накопление нагара происходит особенно интенсивно.

Из уровня техники известны ДВС с распределенным впрыском топлива (см., например, Шестопалов С.К. Устройство, техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей: Учеб. для нач. проф. образования; Учеб. пособие для сред. проф. образования. - 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия»; ПрофОбрИздат, 2002 г., стр.98-99), система подачи воздуха в которых включает в себя дроссельный патрубок с дроссельной заслонкой и канал холостого хода с установленным в нем клапаном холостого хода. Канал холостого хода выполнен для подачи воздуха в обход закрытой дроссельной заслонки, а клапан холостого хода снабжен приводом от шагового электродвигателя.

Известен также способ управления такими ДВС (см., например, Топливная экономичность автомобилей с бензиновыми двигателями / Т.У.Асмус, К.Боргнакке, С.К.Кларк и др.; Под ред. Д.Хиллиарда, Дж.С.Спрингера; Пер. с англ. A.M.Васильева; Под ред. А.В.Кострова. - М.: Машиностроение, 1988 г., стр.189, 204), при котором прикрывают дроссельную заслонку, блоком управления ДВС определяют наступление режима холостого хода, а подачу воздуха осуществляют через канал холостого хода, причем для достижения наилучших показателей топливной экономичности управление клапаном холостого хода организуют таким образом, чтобы частота вращения коленчатого вала была минимально возможной.

Недостатком упомянутого выше способа управления является значительное время нагрева ДВС до температуры, при которой происходит самоочищение свечей зажигания от нагара.

Из уровня техники известен ДВС с системой впрыска топлива «K-Jetronic» (см. Росс Твег. Системы впрыска бензина. Устройство, обслуживание и ремонт. М.: «За рулем», 1999 г., стр.25), в котором клапан холостого хода снабжен приводом, выполненным в виде биметаллической пластины. На режиме холостого хода, когда дроссельная заслонка прикрыта, а ДВС холодный, клапан холостого хода оказывается приоткрытым. По мере прогрева ДВС биметаллическая пластина изгибается и воздействует на клапан холостого хода, заставляя его перекрывать канал холостого хода.

За прототип заявляемого способа взят способ управления описанного выше ДВС с системой впрыска топлива «K-Jetronic», при котором в режиме холостого хода изменяют положение клапана холостого хода в зависимости от температуры ДВС.

Способ-прототип способствует более быстрому, по сравнению с предшествующим способом, разогреву ДВС.

Однако, поскольку положение клапана холостого хода зависит от температуры ДВС, то прогрев ДВС до температуры, при которой обеспечивается самоочищение свечей зажигания от нагара, происходит недостаточно быстро.

Задачей заявляемого изобретения является создание способа управления ДВС, при котором в режиме холостого хода достигается максимально быстрый прогрев свечи зажигания, установленной в камере сгорания ДВС, до температуры, обеспечивающей самоочищение свечи от нагара.

Задача решается в способе управления ДВС, в состав которого входит, по меньшей мере, одна камера сгорания, при котором в режиме холостого хода воздух в ДВС подают через канал холостого хода с расположенным в канале управляемым клапаном холостого хода.

Задача решается тем, что в постоянное запоминающее устройство блока управления ДВС записывают характеристику ДВС, отражающую зависимость величины массы топливно-воздушной смеси, которую необходимо сжечь в камере сгорания ДВС для очищения свечи, от начальной температуры охлаждающей жидкости ДВС, соответствующей началу работы ДВС в режиме холостого хода, отслеживают наступление режима холостого хода, полностью открывают клапан холостого хода, измеряют начальную температуру охлаждающей жидкости ДВС в режиме холостого хода, по характеристике, записанной в постоянном запоминающем устройстве блока управления ДВС, определяют значение массы топливно-воздушной смеси, соответствующее начальной температуре охлаждающей жидкости ДВС, подсчитывают суммарную массу топливно-воздушной смеси, подаваемой в ДВС, и при достижении суммарной массы определенного значения переводят клапан холостого хода в положение, при котором обеспечивается работа ДВС на минимальных для режима холостого хода оборотах, соответствующих текущей температуре охлаждающей жидкости ДВС.

Изобретение поясняется чертежом, где изображена блок-схема системы управления ДВС. Сокращенные надписи на блок-схеме обозначают:

- КАНАЛ XX - канал холостого хода;

- ПКХХ - привод клапана холостого хода;

- ДМРВ - датчик массового расхода воздуха;

- ДПД3 - датчик положения дроссельной заслонки;

- ДПКВ - датчик положения коленчатого вала ДВС;

- ПЗУ - постоянное запоминающее устройство блока управления ДВС;

- СВЕЧА - свеча зажигания;

- ФОРСУНКА - топливная форсунка.

Изобретение может быть успешно реализовано в ДВС 1 (см. чертеж), в состав которого входят, по меньшей мере, одна камера 2 сгорания и устройство 3 подачи воздуха с дроссельным патрубком 4 и каналом 5 холостого хода.

Указанный ДВС 1 оснащают системой управления, включающей в себя блок 6 управления, снабженный микропроцессором 7 и постоянным запоминающим устройством 8, датчик 9 положения коленчатого вала, датчик 10 массового расхода воздуха, клапан 11 холостого хода, установленный в канале 5 холостого хода и снабженный электроприводом 12, дроссельную заслонку 13, установленную в дроссельном патрубке 4 и снабженную датчиком 14 угла поворота дроссельной заслонки, устройство 15 зажигания, топливную форсунку 16 и свечу 17 зажигания, установленную в камере 2 сгорания ДВС 1.

Для реализации изобретения выполняют следующие действия:

- для камеры 2 сгорания ДВС 1 с учетом калильного числа используемой свечи 17 зажигания экспериментально определяют характеристику ДВС, отражающую зависимость величины массы топливно-воздушной смеси, которую необходимо сжечь в камере 2 сгорания ДВС 1 для прогрева свечи 17 зажигания до температуры, обеспечивающей ее самоочищение, от начальной температуры охлаждающей жидкости ДВС, соответствующей началу работы ДВС в режиме холостого хода;

- записывают упомянутую выше характеристику ДВС в постоянное запоминающее устройство 8 блока 6 управления ДВС 1;

- после запуска ДВС 1 в условиях низких температур определяют (по сигналам датчиков 9, 14) наступление режима холостого хода;

- измеряют начальную температуру охлаждающей жидкости в ДВС;

- определяют и записывают в оперативное запоминающее устройство (не показано) блока 6 управления ДВС 1 по характеристике ДВС значение массы топливно-воздушной смеси, соответствующее измеренной начальной температуре охлаждающей жидкости ДВС;

- подают воздух в ДВС через максимально открытый канал 5 холостого хода;

- в блоке 6 управления ДВС 1 производят (с учетом сигнала датчика 10 и времени открытия топливной форсунки 16) подсчет суммарной массы топливно-воздушной смеси, подаваемой в камеру 2 сгорания ДВС 1;

- сравнивают текущее значение суммарной массы топливно-воздушной смеси с величиной, определенной по характеристике ДВС и записанной в оперативном запоминающем устройстве блока 6 управления ДВС 1;

- после того, как через камеру 2 сгорания пройдет масса топливно-воздушной смеси, равная величине, определенной по характеристике ДВС, считают, что свеча 17 зажигания, расположенная в камере 2 сгорания ДВС 1, прогрелась до температуры, при которой происходит ее самоочищение;

- по команде с блока 6 управления посредством электропривода 12 переводят клапан 11 холостого хода, расположенный в канале 5 холостого хода, в положение, при котором обеспечивается работа ДВС 1 на минимальных для режима холостого хода оборотах, соответствующих текущей температуре охлаждающей жидкости ДВС.

Характеристика ДВС может быть определена экспериментально и записана в постоянное запоминающее устройство блока 6 управления ДВС 1 в виде пар дискретных значений: масса топливно-воздушной смеси/начальная температура охлаждающей жидкости ДВС.

Предлагаемый способ позволяет повысить надежность работы ДВС в условиях низких температур без использования дополнительных устройств.