專利名稱：一種數(shù)字模塊控制汽油發(fā)動機工況的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽油發(fā)動機工況控制技術(shù)。具體地說是一種控制摩托車發(fā)動機各種工況條件下的可變進氣調(diào)節(jié)裝置。
在現(xiàn)有技術(shù)中，汽油發(fā)動機空氣、燃油供給系統(tǒng)還大量采用化油器技術(shù)，但性能上主要存在兩個不足之處，一是空燃比不能自適應(yīng)發(fā)動機工況變化，二是點火提前角也不能自適應(yīng)發(fā)動機工況的變化而變化，因而發(fā)動機油耗及其它性能落后于電控噴射技術(shù)。為了提高化油器供氣、供油系統(tǒng)的性能，基于二十世紀七十年代末提出的化油器稀混合氣極限控制理論，出現(xiàn)了一些對化油器供氣、供油技術(shù)的改進技術(shù)。例如公告號為1018228的專利技術(shù)。該技術(shù)以節(jié)氣門位置開關(guān)的負荷信號和點火系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速信號作為輸入信號，通過微機控制調(diào)節(jié)輔助進氣的數(shù)控閥，實現(xiàn)對發(fā)動機所處的不同工作環(huán)境以及加工摩損引起的偏差作自適應(yīng)閉環(huán)控制，使發(fā)動機經(jīng)常處于稀混合氣工作的優(yōu)化運行狀況。該技術(shù)只對空燃比作了控制，未對不同空燃比時的點火提前角進行控制，點火提前角是影響發(fā)動機經(jīng)濟運行的重要參數(shù)，缺少點火提前角與空燃比相適應(yīng)的控制，其結(jié)果發(fā)動機油耗只能達到平均降低5％-8％的水平，使該技術(shù)的先進性和適用性受到較大影響。該技術(shù)的輸入控制只設(shè)置了兩個參數(shù)，即發(fā)動機轉(zhuǎn)速和氣門位置兩個參數(shù)，對發(fā)動機工況的反映不夠全面。該技術(shù)的節(jié)氣門位置信號分為八段撿取，輸入信號的精度不高，不能提供點火提前角所需精度的控制信號。該技術(shù)的輔助進氣數(shù)控閥為多路電磁閥，進氣量為不連續(xù)的十六段階變?；谝陨蠁栴}，使該技術(shù)的應(yīng)用受到限制?，F(xiàn)有技術(shù)中，在摩托車發(fā)動機上，它由5個傳感器獲得發(fā)動機進氣溫度，轉(zhuǎn)速的曲軸相位、缸頭溫度、節(jié)流閥位置的工況參數(shù)及大氣壓力的環(huán)境參數(shù)，通過微機運算后輸出二個控制信號，控制汽油噴油器的開啟時刻及開啟時間，從而獲得發(fā)動機的最佳空燃比，降低油耗，降低排放量。但制造成本較高，一是傳感器裝置的成本，二是噴油器成本，成本較高降低了此技術(shù)的性能價格比，是防礙此技術(shù)廣泛應(yīng)用的最主要原因。目前此技術(shù)在多缸、大排量的汽油發(fā)動機上已開始應(yīng)用，因為成本不易降低的問題，在單缸、小排量的發(fā)動機上特別是摩托車上還很少應(yīng)用。
本實用新型的目的針對現(xiàn)有技術(shù)的弊端，提出一種用數(shù)字模塊控制發(fā)動機在各種工況條件下的可變進氣調(diào)節(jié)裝置，以達到降低能耗排放，易于發(fā)動機改造，而且成本低廉的目的。
實現(xiàn)本實用新型的具體技術(shù)措施是這種數(shù)字模塊控制汽油發(fā)動機工況的裝置，至少包括數(shù)字控制模塊，可變進氣控制裝置，汽油發(fā)動機、摩托車油門手握把、負荷傳感器裝置、化油器、空氣濾清器等；其摩托車油門手握把通過負荷傳器裝置與數(shù)字控制模塊CPU的A端連接，發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號與數(shù)字控制模塊CPU的B端連接，缸頭溫度信號與數(shù)字控制模塊CPU的C端連接，數(shù)字控制模塊CPU的輸出端E連接于可變進氣控制裝置的伺服電機，并通過可變進氣裝置傳遞于化油器兩端的接氣座與空氣濾清器之間，與發(fā)動機進氣道連通；上述所述的負荷傳感器傳置，其油門拉索通過拉桿與精密填線電位器連接，油門開度的初始狀態(tài)由位置調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)固定，精密直線電位器的輸出端與數(shù)字控制模塊CPU的A端連接，負荷傳感器裝置中的拉桿和精密直線電位器用支架固定在車架上；上述所述的可變進氣控制裝置是一個滑閥，其閥芯與伺服電機轉(zhuǎn)軸連接，閥體兩端的通道接口分別連接在空氣濾清器下端開設(shè)的出氣口上，另一端連接在發(fā)動機接氣座的進氣通道上。
本實用新型在臺架試驗中，充分地顯示出了優(yōu)越性1、有顯著降低油耗的效果經(jīng)過大量試驗表明油耗可平均降低25％。明顯的降低油耗主要是采用了較全面的控制系統(tǒng)，特別是控制點火提前角的動態(tài)變化。
2、有明顯的降低發(fā)動機排放的效果。
依據(jù)化油器稀混合氣極限控制理論，采用了與空燃比相適應(yīng)的點火提前角控制，使發(fā)動機氣缸中的混合氣燃燒更完全，明顯降低了發(fā)動機的尾氣排放。
3、容易對現(xiàn)有的發(fā)動機，特別是摩托車發(fā)動機進行改造。
連續(xù)無級的節(jié)氣門開度位置信號檢取裝置在摩托車上極易改造；電子點火器與CPU同時固化在同一模塊上，可變進氣裝置體積小，基本不增加安裝空間。
4、成本低廉在實施中制造成本很低，基本不影響原發(fā)動機售價，而改進后使發(fā)動機的性能價格比大大提高。
下面進一步用
本實用新型的結(jié)構(gòu)。
附圖1是本實用新型的邏輯框附圖2是附圖1中的負荷傳感器裝置結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是附圖1中可變進氣控制結(jié)構(gòu)示意圖。
本實用新型發(fā)動機的三個工況參數(shù)信號檢測，即負荷傳感器裝置信5、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號6、缸頭溫度信號7、均通過數(shù)字控制模塊CPU1進行運算，并輸出點火提前角信號11和可變進氣控制裝置信號2。(見附圖1)負荷傳感器裝置5的信號參數(shù)的獲取，通過摩托車油門手握把4的轉(zhuǎn)動，帶動油門拉索18，與拉桿同步拉動精直線電位器20，產(chǎn)生連續(xù)的電信號，并由引出線21輸入到數(shù)字控制模塊CPU1的A端，油門開度的初始調(diào)節(jié)，通過位置調(diào)節(jié)螺栓19調(diào)節(jié)固定，整個負荷傳感器由支架22固定在車架上(見附圖2)；發(fā)動機轉(zhuǎn)速6的參數(shù)獲取是利用發(fā)動機3上的磁電機產(chǎn)生的觸發(fā)點火信號，并輸入列數(shù)字控制模塊CPU1的B端；缸頭溫度信號7的獲取是利用嵌入缸頭火花塞附近的溫度傳感器，并輸入到數(shù)字模制模塊CPU1的C端。三個獲取的發(fā)動機3工況參數(shù)信號5、6、7、經(jīng)數(shù)字控制模塊CPU1比較運算后經(jīng)D端和E端輸出點火提前角11和可變進氣裝置2兩個控制信號。本實用新型涉及的電子點火器系統(tǒng)與數(shù)字控制模塊CPU1在同一芯片上固化。同時，在化油器9一端設(shè)置的可變進氣控制裝置2，由一個伺服電機14，一個滑閥體12組成，(見附圖3)閥桿13通過位置傳感器15和伺服電機14動作，閥體12兩端的接口16、17分別連接在空氣濾清器8下端的出氣口和發(fā)動機3接氣座10上的進氣通道上。
本實用新型在實施中，應(yīng)根據(jù)汽油發(fā)動機在不同工況條件下的最佳運行參數(shù)，建立數(shù)字模型固化于CPU中，可變進氣控制裝置采用鋁質(zhì)材料鑄造。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字模塊控制汽油發(fā)動機工況的裝置，它至少包括數(shù)字控制模塊，可變進氣控制裝置，汽油發(fā)動機，摩托車油門手握把，負荷傳感器裝置，化油器、空氣濾清器，其特征在于摩托車手握把通過負荷傳感器裝置與數(shù)字控制模塊CPU的A端連接，發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號與數(shù)字控制模塊CPU的B端連接，缸頭溫度信號與數(shù)字控制模塊CPU的C端連接，數(shù)字控制模塊CPU的輸出端D通過電子點火器與發(fā)動機點火頭連接，數(shù)字控制模塊CPU的輸出端E連接于可變進氣控制裝置的伺服電機輸入端，并通過可變進氣控制裝置傳遞于化油器兩端的空氣濾清器與發(fā)動機接氣座的進氣通道上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字模塊控制汽油發(fā)動機工況的裝置，其特征在于負荷傳感器裝置上的油門拉索通過拉桿與精密直線電位器連接，油門開度的初始狀態(tài)由位置調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)固定。負荷傳感器裝置中的拉桿和精密直線電位器用支架固定在車架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字模塊控制汽油發(fā)動機工況的裝置，其特征在于可變進氣控制裝置包括一個滑閥和一個伺服電機，其閥芯與伺服電機轉(zhuǎn)軸連接，閥體兩端的通道接口分別連接在空氣濾清器下端開設(shè)的出氣口上，另一端連接在發(fā)動機接氣座的進氣通道上。
專利摘要一種數(shù)字模塊控制汽油發(fā)動機工況的裝置,本實用新型涉及汽油發(fā)動機工況的控制技術(shù)。本實用新型以節(jié)氣門開度位置、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、缸頭溫度三種工況為輸入信號,經(jīng)CPU中固化的程序比較、運算,輸出兩個控制發(fā)動機工況的信號,即可變進氣裝置的控制信號和點火提前角控制信號,使點火提前角優(yōu)化為最適應(yīng)當時的工況,使可變進氣量優(yōu)化為最佳的稀混合氣工作狀態(tài)。此控制系統(tǒng)使汽油機獲得最佳點火提前角和最佳空燃比,以達到汽油機易起動,運轉(zhuǎn)時能處于最優(yōu)化的工況,實現(xiàn)在保證汽油機的正常動力性能的前提下,降低汽油機的油耗,提高汽油機的經(jīng)濟指標的目標。
文檔編號F02D41/24GK2462370SQ0120154
公開日2001年11月28日 申請日期2001年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月18日
發(fā)明者高世倫, 李金生, 熊志剛, 夏金輝 申請人:應(yīng)城市神風(fēng)發(fā)動機有限責(zé)任公司