專利名稱：化油器式汽油發(fā)動機(jī)排氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種化油器式汽油發(fā)動機(jī)排氣凈化裝置，屬汽車電子技術(shù)領(lǐng)域。
目前，國內(nèi)生產(chǎn)的化油器供油式汽油發(fā)動機(jī)，采用的多是機(jī)械式分電器點(diǎn)火系統(tǒng)和機(jī)械式的化油器。由于機(jī)械方式控制點(diǎn)火提前角和空燃比的控制精度低，致使發(fā)動機(jī)排出的廢氣難于滿足即將實(shí)施新法規(guī)對有害排放物規(guī)定限值的要求。國外有單一功能的計(jì)算機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)，也有用在節(jié)氣門后補(bǔ)氣進(jìn)行閉環(huán)控制空燃比，減少排氣污染物的方法，但沒有用一個單片機(jī)將點(diǎn)火控制、化油器的怠速切斷閥的控制，以及采用氧傳感器、催化轉(zhuǎn)換器，在節(jié)氣門后補(bǔ)氣進(jìn)行空燃比閉環(huán)控制組成具有上述功能進(jìn)行綜合控制的裝置。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)一種單片計(jì)算機(jī)控制裝置，控制汽油發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火正時、怠速油路切斷閥，使汽車的排放達(dá)到98年即將實(shí)施的相當(dāng)于歐洲ECE15-04排放法規(guī)要求。在此基礎(chǔ)上，增加補(bǔ)氣閥、氧傳感器和催化轉(zhuǎn)換器組成的空燃比閉環(huán)控制系統(tǒng)，可使汽車的排放達(dá)到2000年相當(dāng)于歐洲ECER83排放法規(guī)要求。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的化油器式汽油發(fā)動機(jī)排氣凈化裝置，包括空氣濾清器、化油器、電子控制單元、節(jié)氣門位置傳感器、歧管壓力傳感器、冷卻液溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、怠速油路切斷閥和點(diǎn)火線圈。所述的節(jié)氣門位置傳感器、歧管壓力傳感器和怠速油路切斷閥分別通過信號線置于化油器與電子控制單元之間，冷卻液溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和點(diǎn)火線圈分別通過信號線置于發(fā)動機(jī)與電子控制單元之間。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的化油器式汽油發(fā)動機(jī)排氣凈化裝置中所用的電子控制單元，包括電源部分、信號輸入部分、信號處理部分和執(zhí)行器部分。其中的電源部分將車用12伏蓄電池電壓轉(zhuǎn)換成電子控制單元用的5伏電壓。信號輸入部分將轉(zhuǎn)速傳感器、歧管壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器的輸入信號經(jīng)由電容、電阻組成的調(diào)理電路后送給單片機(jī)U1。信號處理部分為單片機(jī)U1，將傳感器信號處理后輸出。執(zhí)行器輸出部分接收來自單片機(jī)的控制信號，通過功率驅(qū)動電路驅(qū)動點(diǎn)火線圈、怠速油路切斷閥工作。
本實(shí)用新型為進(jìn)一步滿足2000年國家實(shí)施的排放法規(guī)要求，因而設(shè)計(jì)了另一種化油器式汽油發(fā)動機(jī)排氣凈化裝置，包括補(bǔ)氣閥、空氣濾清器、化油器、催化轉(zhuǎn)換器、電子控制單元、油門位置傳感器、歧管壓力傳感器、冷卻液溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、氧傳感器、怠速油路切斷閥和點(diǎn)火線圈。所述的節(jié)氣門位置傳感器、歧管壓力傳感器和怠速油路切斷閥分別通過信號線置于化油器與電子控制單元之間。冷卻液溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和點(diǎn)火線圈分別通過信號線置于發(fā)動機(jī)與電子控制單元之間，氧傳感器通過信號線置于電子控制單元與發(fā)動機(jī)至催化轉(zhuǎn)換器氣體通道之間。
上述排氣凈化裝置中所用的電子控制單元包括電源部分、信號輸入部分、信號處理部分和執(zhí)行部分。其中的電源部分將車用12伏蓄電池電壓轉(zhuǎn)換成電子控制單元用的5伏電壓。信號輸入部分將轉(zhuǎn)速傳感器、歧管壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、氧傳感器的輸入信號經(jīng)由電容、電阻組成的調(diào)理電路后送給單片機(jī)U1。信號處理部分為單片機(jī)U1，將傳感器信號處理后輸出。執(zhí)行器輸出部分接收來自單片機(jī)的控制信號，通過功率驅(qū)動電路推動點(diǎn)火線圈、怠速油路切斷閥和補(bǔ)氣閥工作。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的化油器式發(fā)動機(jī)排氣凈化裝置，省去了傳統(tǒng)的分電器，而改為無分電器直接點(diǎn)火系統(tǒng)。發(fā)動機(jī)運(yùn)行時，電子控制單元根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、歧管壓力傳感器提供的信號，確定基本點(diǎn)火提前角，再根據(jù)冷卻液溫度傳感器提供的信號對基本點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正后，輸出驅(qū)動無分電器點(diǎn)火線圈，精確地控制發(fā)動機(jī)各缸準(zhǔn)確地點(diǎn)火。利用化油器上的怠速油路切斷閥，在達(dá)到設(shè)定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和油門位置，或在達(dá)到設(shè)定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和歧管壓力的數(shù)值時，將怠速油路電磁閥關(guān)斷，切斷怠速油路。發(fā)動機(jī)在常用部分負(fù)荷工況下運(yùn)行時將化油器所供的混合氣調(diào)濃，使在這種工況下運(yùn)行時的空燃比接近理論空燃比，但又小于理論空燃比。發(fā)動機(jī)在此工況下運(yùn)行時，單片機(jī)根據(jù)氧傳感器的反饋信號，利用補(bǔ)氣的方法調(diào)整送入進(jìn)氣歧管內(nèi)的空氣量，進(jìn)行閉環(huán)控制，使空燃比始終保持在理論空燃附近一個較小的范圍內(nèi)變化。


圖1是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1所示的裝置中電子控制單元的電路原理圖。
圖3是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的另一方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖3所示的裝置中電子控制單元的電路原理圖
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本實(shí)用新型的內(nèi)容。圖1和圖3中，1是補(bǔ)氣閥，2是空氣濾清器，3是化油器，4是發(fā)動機(jī)，5是催化轉(zhuǎn)換器，6是節(jié)氣門位置傳感器，7是歧管壓力傳感器，8是冷卻液溫度傳感器，9是轉(zhuǎn)速傳感器，10是氧傳感器，11是怠速油路切斷閥，12是點(diǎn)火線圈，13是電子控制單元，14為氣體通道，15為信號通道。圖3和4中，單片機(jī)的型號為MC68HC11，或其他型號的單片機(jī)。
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本實(shí)用新型的主要功能和工作原理1．點(diǎn)火正時控制發(fā)動機(jī)運(yùn)行時，電子控制單元13根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器9、歧管壓力傳感器7提供的信號，在存儲器中找到相應(yīng)運(yùn)行工況下的基本點(diǎn)火提前角，再根據(jù)冷卻液溫度傳感器8提供的信號對基本點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正后，輸出控制驅(qū)動信號給無分電器點(diǎn)火線圈12，精確地控制發(fā)動機(jī)各缸準(zhǔn)確的點(diǎn)火。
2．強(qiáng)制怠速斷油控制發(fā)動機(jī)在強(qiáng)制怠速工況下運(yùn)行時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較高，節(jié)氣門處于關(guān)閉狀態(tài)，這時進(jìn)氣歧管內(nèi)真空度很高，過量燃油從怠速油路中被吸出，致使混合氣過濃，排放惡化。該項(xiàng)控制功能是，電子控制單元13根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器9和節(jié)氣門的位置傳感6，或者根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器9和歧管壓力傳感器7標(biāo)定的數(shù)值(視具體發(fā)動機(jī)而定)，控制怠速油路切斷閥，關(guān)斷怠速油路。這樣會使發(fā)動機(jī)的排放大幅度的改善。
3．空燃比反饋控制將發(fā)動機(jī)在常用部分負(fù)荷工況下運(yùn)行時化油器所供的的混合氣調(diào)濃，使在這種工況下運(yùn)行時的空燃比接近理論空燃比，但又小理論空燃比。當(dāng)發(fā)動機(jī)在這種工況下運(yùn)行時，電子控制單元13，根據(jù)氧傳感器10輸出指示空燃比濃、稀的反饋信號，通過補(bǔ)氣閥1(占空比閥或步進(jìn)馬達(dá)空氣閥)調(diào)節(jié)補(bǔ)氣量，對進(jìn)入汽缸內(nèi)混合氣的空燃比進(jìn)行閉環(huán)制，使空燃比始終保持在理論空燃比附近一個較小的范圍內(nèi)變化。這時，催化轉(zhuǎn)換器的效率最高，發(fā)動機(jī)排出的廢氣在通過催化轉(zhuǎn)換器時，可使廢氣中的污染物得到充分的還原和氧化，變成無害氣體排出。
圖2是圖1所示裝置的電子控制單元的應(yīng)用實(shí)例電路原理圖。
電子控制單元可分為電源部分、信號輸入部分、信號處理部分和執(zhí)行器輸出部分。
1．電源部分電源電路在圖的上部。車用12V蓄電池電壓，經(jīng)蓄電池反接保護(hù)二極管D4、阻容濾波網(wǎng)絡(luò)R8、R9、C9、瞬態(tài)保護(hù)二極管Z1至電源調(diào)整集成電路LM2931轉(zhuǎn)換為5V電壓，提供給電子控制單元使用。
2．信號輸入部分圖左側(cè)的轉(zhuǎn)速、歧管壓力、節(jié)氣門位置、冷卻液溫度的輸入信號通過調(diào)理電路后，送給單片機(jī)MC68HC11。
3．信號處理部分單片機(jī)將各種傳感器送來的信號，處理后通過驅(qū)動電路推動各種執(zhí)行器工作。
4．執(zhí)行器輸出部分單片機(jī)輸出的控制信號，通過功率驅(qū)動電路推動點(diǎn)火線圈、怠速油路切斷閥工作。
圖4是圖3所示裝置的電子控制單元的應(yīng)用實(shí)例電路原理圖。
電子控制單元可分為電源部分、信號輸入部分、信號處理部分和執(zhí)行器輸出部分。
1．電源部分電源電路在圖的上部。車用12V蓄電池電壓，經(jīng)蓄電池反接保護(hù)二極管D4、阻容濾波網(wǎng)絡(luò)R8、R9、C9、瞬態(tài)保護(hù)二極管Z1至電源調(diào)整集成電路LM2931轉(zhuǎn)換為5V電壓，提供給電子控制單元使用。
2．信號輸入部分圖左側(cè)的轉(zhuǎn)速、歧管壓力、節(jié)氣門位置、冷卻液溫度、氧傳感器的輸入信號通過調(diào)理電路后，送給單片機(jī)MC68HC11。
3．信號處理部分單片機(jī)將各種傳感器送來的信號，處理后通過驅(qū)動電路推動各種執(zhí)行器工作。
4．執(zhí)行器輸出部分單片機(jī)輸出的控制信號，通過功率驅(qū)動電路推動點(diǎn)火線圈、怠速切斷閥、補(bǔ)氣閥工作。
權(quán)利要求1.一種化油器式汽油發(fā)動機(jī)排氣凈化裝置，包括補(bǔ)氣閥、空氣濾清器、化油器、催化轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括電子控制單元、節(jié)氣門位置傳感器、歧管壓力傳感器、冷卻液溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、氧傳感器、怠速切斷閥和點(diǎn)火線圈；所述的節(jié)氣門位置傳感器、歧管壓力傳感器和怠速切斷閥分別通過信號線置于化油器與電子控制單元之間，冷卻液溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和點(diǎn)火線圈分別通過信號線置于發(fā)動機(jī)與電子控制單元之間，氧傳感器通過信號線置于電子控制單元與發(fā)動機(jī)至催化轉(zhuǎn)換器氣體通道之間的通道上；所述的電子控制單元包括電源部分、信號輸入部分、信號處理部分和執(zhí)行部分；其中的電源部分將車用12伏蓄電池電壓轉(zhuǎn)換成電子控制單元用的5伏電壓；信號輸入部分將轉(zhuǎn)速傳感器、歧管壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、氧傳感器的輸入信號經(jīng)由電容、電阻組成的調(diào)理電路后送給單片機(jī)U1；信號處理部分為單片機(jī)U1，將傳感器信號處理后輸出；執(zhí)行器輸出部分接收來自單片機(jī)的信號，通過功率驅(qū)動電路推動點(diǎn)火線圈、怠速油路切斷閥和補(bǔ)氣閥工作。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種化油器式汽油發(fā)動機(jī)排氣凈化裝置,包括補(bǔ)氣閥,空氣濾清器,化油器,催化轉(zhuǎn)換器,電子控制單元,節(jié)氣門位置、歧管壓力、冷卻液溫度、轉(zhuǎn)速等傳感器、氧傳感器、怠速切斷閥和點(diǎn)火線圈。傳感器通過信號線分別置于化油器與電子控制單元、發(fā)動機(jī)與電子控制單元,電子控制單元與發(fā)動機(jī)至催化轉(zhuǎn)換器氣體通道之間的通道上。使用本裝置,可使汽車的尾氣排放達(dá)到國家98年的有關(guān)規(guī)定。
文檔編號F02D41/02GK2330795SQ9724902
公開日1999年7月28日 申請日期1997年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月10日
發(fā)明者袁大宏 申請人:袁大宏