CN203769956U - 怠速节油多缸发动机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及怠速节油减排多缸发动机系统，由检测制控机构、点火机构、动力传动机构组成，检测控制机构与点火机构连接，点火机构与动力传动机构连接，其检测控制机构包括：油门踏板上装有油门踏板传感器、汽车档位上装有档位传感器、发动机冷却液管道内设有泠却液温度传感器；油门踏板传感器、档位传感器、泠却液温度传感器均与行车电脑电连接，行车电脑内置计时器、行车电脑还与功能开关连接；本实用新型结构简单，使用方便、容易实施，较常规发动机成本增加少，怠速时节油运行，一方面可减少燃油的经济支出，另一方面可减少尾气污染物的排放，具有可观的经济效益和环境效益；可一定程度减少发动机相关部件的磨损，增加发动机使用寿命。

Description

怠速节油多缸发动机系统

技术领域

本实用新型涉及一种多缸发动机系统，尤其涉及一种在怠速运转时可以自动控制实现节油和减少污染物排放的多缸发动机系统。 

背景技术

作为现代文明的象征之一，毋庸置疑，汽车给人们生活带来了便捷，但由于现阶段大部分的汽车仍然采用石油作为主要燃料，其环境污染问题相伴而生。 

谈到环境污染，人们自然会想到霾。霾的形成与污染物的排放密切相关，城市中机动车尾气以及其它烟尘排放源排出粒径在微米级的细小颗粒物，停留在大气中，当逆温、静风等不利于扩散的天气出现时，就形成霾。 

据对某地霾主要来源的研究，大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物（也称为可入肺颗粒物，PM2.5）的来源构成中，机动车尾气约占五分之一。 

从长远讲，一方面，解决霾的根本措施是调整能源结构和合理的城市发展规划；另一方面，发动机的燃油经济性和燃油品质的提高是一个渐进的过程，一定时期内提升有限。从短期来讲，目前减少机动车的尾气污染物排放量是可行的办法之一。 

众所周知，对于燃油发动机来说只要运转，就会有污染物排放，这其中又有相当一部分是机动车在等候红灯和道路拥堵期间，即怠速运转时产生的。而汽车发动机怠速空转时，其黑碳排放量较行驶中更大。对于排气量较大的发动机，其污染物排放量相对更大。 

因此，设法降低机动车尾气污染物排放量成为当务之急。 

针对上述情况，有汽车制造厂商在部分车型上应用了自动启停技术，车辆行驶过程中临时停车、例如等候红灯时自动停机，当需要继续前进的时候，系统自动重启发动机。 

由于发动机在启动时的磨损和瞬时油耗均较正常运转时高，自动启停技术存在增加发动机磨损和节油、减排成效不确定等的不足。 

目前的汽车为了提高发动机的运转平稳性，多采用四缸、六缸甚至更多气缸组成。而怠速运转时，一般不对外做功，发动机要维持一定的怠速转速，燃油燃烧的能量转化为内部零部的摩擦和热耗上。 

发明内容       

为了减少发动机怠速时燃油消耗量和污染物排放量，本实用新型的目的是提供一种结构简单、既能保证发动机在等候时怠速运转，又能减少内部零部件的摩擦和热耗，还能减少燃油消耗量和污染物排放量的怠速节油多缸发动机系统。

本实用新型采用的技术方案如下： 

一种怠速节油多缸发动机系统，由检测部件、处理器和发动机本体组成，检测部件包括功能开关、油门踏板传感器、冷却液温度传感器、档位传感器；处理器包括行车电脑和行车电脑内置计时器；发动机本体包括动力单元和传动机构，动力单元包括点火线圈、火花塞、电磁阀、喷油嘴和气缸，活塞-连杆-曲轴总成为传动机构；在发动机每一喷油嘴对应的油路设一用于控制该油路通断的电磁阀；

检测部件通过导线与行车电脑连接，各点火线圈和各电磁阀通过导线与行车电脑连接。点火线圈与火花塞、电磁阀、喷油嘴和气缸一一对应为一组；每组点火线圈、火花塞、电磁阀、喷油嘴和气缸构成一个动力单元。

功能开关为设置在机动车中控制面板下部的按钮开关，有开和关两种状态，通过导线连接到行车电脑，功能开关的状态经由导线传递给行车电脑，行车电脑根据功能开关的状态决定是否启用怠速节油功能。 

油门踏板处装有用于检测油门踏板所处位置的油门踏板传感器，油门踏板的状态经由导线传递给行车电脑。在发动机运转时，如果油门踏板完全放松，这时行车电脑就判定发动机处于怠速状态。 

机动车档杆处装有用于检测档杠所在位置的档位传感器，档位传感器用于检测档杠所在位置，通过导线连接到行车电脑，档位传感器的状态经由导线传送给行车电脑。当档杆处于驻车或空档时，行车电脑结合功能开关、油门踏板传感器和冷却液温度传感器的输入信息，执行程序和输出控制命令，决定发动机是否按节油模式运行。 

冷却液温度传感器为装置在发动机冷却液管道内的温度传感器，用于检测发动机冷却液温度，通过导线连接到行车电脑，冷却液温度传感器的温度信号经由导线传递给行车电脑。当冷却液温度低于设定温度时，行车电脑决定不启动怠速节油模式。 

行车电脑内置计时器，集成在行车电脑内，由内部电路与行车电脑和输入输出信号进行联系，行车电脑在向电磁阀输出导通命令、同步向对应点火线圈输出工作命令时，行车电脑内置计时器即对该组动力单元进行计时；行车电脑在向电磁阀输出切断命令、同步向对应点火线圈输出停止工作命令时，计时停止。以此反复，累计每组电磁阀和点火线圈的运行时间。行车电脑经由内部电路读取行车电脑内置计时器的数据，以决定下次节油运行模式时，由哪组电磁阀和点火线圈工作，以使每组气缸、火花塞工况接近一致。 

活塞-连杆-曲轴总成，用于将由燃料的化学能转化为的机械能输出给车辆的驱动部件。 

本实用新型的工作原理是：在发动机运转时，油门踏板传感器检测到油门踏板完全放松，行车电脑判定发动机进入怠速运转状态，通过档位传感器检测档杆若处于驻车档或空档，延迟设定时间，例如10秒，若功能开关为开状态，通过冷却液温度传感器检测冷却液达到设定温度，行车电脑比较各组电磁阀和点火线圈的运行时间，选择运行时间最少的一组继续工作，其余各组电磁阀切断油路、点火线圈停止工作。实现怠速转的节油和减少污染物排放。 

当档位传感器检测到档杆不在驻车档和空档，说明车辆要继续行进，行车电脑控制其余全部电磁阀开通油路、点火线圈均工作。即将发动机转入正常运转模式。 

若发动机再次进入怠速运转状态，重复前述怠速节油运转过程。 

功能开关供驾驶人根据需要选择开启或关闭怠速节油功能。 

本实用新型的积极效果是： 

1、本实用新型结构简单，使用方便、容易实施，较常规发动机成本增加少，。只需增加电磁阀并对油路进行改造，增加功能开关、传感器、信号和控制连线，对控制软件进行升级，即可实现怠速时的节油运转；

2、怠速时节油运行，一方面可减少燃油的经济支出，另一方面可减少尾气污染物的排放，具有可观的经济效益和环境效益。

3、可减少发动机相关部件的磨损，增加发动机使用寿命。 

    附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的控制流程图。 

    具体实施方式

下面以四缸发动机为例，结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1可以看出：本怠速节油多缸发动机系统，由检测部件、处理器和发动机本体组成；检测部件包括功能开关11、油门踏板传感器12、冷却液温度传感器13、档位传感器14；处理器包括行车电脑15和行车电脑内置计时器16；发动机本体包括动力单元和传动机构，动力单元包括点火线圈、火花塞、电磁阀、喷油嘴和气缸，活塞-连杆-曲轴总成7为传动机构；

检测部件通过导线与行车电脑连接，各点火线圈和各电磁阀通过导线与行车电脑连接；点火线圈与火花塞、电磁阀、喷油嘴和气缸一一对应为一组；每组点火线圈、火花塞、电磁阀、喷油嘴和气缸构成一个动力单元；

油门踏板处装有用于检测油门踏板所处位置的油门踏板传感器12，发动机冷却液管道内设有冷却液温度传感器13，机动车档杆处装有用于检测档杠所在位置的档位传感器14；油门踏板传感器12、冷却液温度传感器13、档位传感器14均通过导线与行车电脑电连接，功能开关11通过导线与行车电脑15连接；行车电脑内置计时器16集成在行车电脑15内，由内部电路与行车电脑和输入输出信号进行联系。

由图1还可以看出：本实用新型的动力单元分为四组，每组部件一一对应，四组动力单元分别为：点火线圈一21、火花塞一31、电磁阀一41、喷油嘴一51和气缸一61；点火线圈二22、火花塞二32、电磁阀二42、喷油嘴二52和气缸二62；点火线圈三23、火花塞三33、电磁阀三43、喷油嘴三53和气缸三63；点火线圈四24、火花塞四34、电磁阀四44、喷油嘴四54和气缸四64；各组动力单元的动力通过活塞-连杆-曲轴总成7输出给车辆的驱动部件。 

由图1还可以看出：点火线圈一21、点火线圈二22、点火线圈三23、点火线圈四24、分别用于向火花塞一31、火花塞二32、火花塞三33、火花塞四34提供高电压；电磁阀一41、电磁阀二42、电磁阀三43、电磁阀四44分别用于控制喷油嘴一51、喷油嘴二52、喷油嘴三53、喷油嘴四54对应油路的通断。 

由图1还可以看出：当点火线圈一21工作和电磁阀一41开启时，气缸一61内火花塞一31点火、喷油嘴一51喷油，完成做功行程；当点火线圈二22工作和电磁阀二42开启时，气缸二62内火花塞二32点火、喷油嘴二52喷油，完成做功行程；当点火线圈三23工作和电磁阀三43开启时，气缸三63内火花塞三33点火、喷油嘴三53喷油，完成做功行程；当点火线圈四24工作和电磁阀四44开启时，气缸四64内火花塞四34点火、喷油嘴四54喷油，完成做功行程。通过活塞-连杆-曲轴总成7将发动机的动能输出给车辆的驱动部件。相反地，在行车电脑15控制下，若某一点火线圈不工作，对应的电磁阀关闭，则对应的火花塞不点火，喷油嘴不喷油，气缸不对外做功。而为避免发动机的频繁启动，要保持发动机的怠速运转，需留一组点火线圈工作，对应电磁阀开启。 

发动机怠速节油运转时，行车电脑15在向电磁阀输出导通命令、同步向对应点火线圈输出工作命令时，行车电脑内置计时器16对该组动力单元进行计时；行车电脑15在向电磁阀输出切断命令、同步向对应点火线圈输出停止工作命令时，计时停止。以此反复，累计每一电磁阀和点火线圈的运行时间。行车电脑15经由内部电路读取行车电脑内置计时器16的数据，由行车电脑15选定已工作时间最少的点火线圈工作，对应的电磁阀开启。 

电磁阀一41、电磁阀二42、电磁阀三43、电磁阀四44采用通电闭合型，以确保系统的运行可靠性。发动机熄火后，电磁阀一41、电磁阀二42、电磁阀三43、电磁阀四44均复归到开启状态。 

发动机启动时点火线圈一21、点火线圈二22、点火线圈三23、点火线圈四24均工作；电磁阀一41、电磁阀二42、电磁阀三43、电磁阀四44均开启，以使发动机快速热车待命。 

活塞-连杆-曲轴总成7用于将由燃料的化学能转化为的机械能输出给车辆的驱动部件。 

由图1和图2可以看出，功能开关11供驾驶人根据需要选择开启或关闭怠速节油功能。功能开关11设置在机动车中控面板下部，以便于操作；油门踏板传感器12用于检测油门踏板位置，并传输给行车电脑15；冷却液温度传感器13用于检测发动机冷却液温度，并传输给行车电脑15；档位传感器14用于检测档杠所在位置，并传送给行车电脑15；行车电脑15用于接收各开关和传感器的信息，经过程序运行，输出执行命令；行车电脑15控制每组点火线圈工作或不工作，对应的电磁阀导通或切断对应的油路；行车电脑内置计时器16，累计每一电磁阀和点火线圈的运行时间，以由行车电脑15确定下次节油运行模式时，由哪组电磁阀和点火线圈工作，以使每组气缸、火花塞工况接近一致。 

由图2可以看出：在发动机运转时，油门踏板传感器11检测到油门踏板完全放松，行车电脑15判定发动机进入怠速运转状态，通过档位传感器14检测档杆若处于驻车档或空档，延迟设定时间，若功能开关11为开状态，通过冷却液温度传感器13检测冷却液达到设定温度，行车电脑15读取行车电脑内置计时器16的数据，比较各组电磁阀、点火线圈的运行时间，选择运行时间最少的一组继续工作，其余各组电磁阀切断油路，点火线圈停止工作。实现怠速运行的节油和减少污染物排放。 

当档位传感器14检测到档杆不在驻车档和空档，说明车辆要继续行进，行车电脑15控制其余各组电磁阀开启油路、点火线圈继续工作。即将发动机转入正常运转模式。 

Claims (3)

1.一种怠速节油多缸发动机系统，由检测部件、处理器和发动机本体组成，检测部件包括功能开关（11）、油门踏板传感器（12）、冷却液温度传感器（13）、档位传感器（14）；处理器包括行车电脑（15）和行车电脑内置计时器（16）；发动机本体包括动力单元和传动机构，动力单元包括点火线圈、火花塞、喷油嘴和气缸，活塞-连杆-曲轴总成为传动机构；其特征在于：在发动机每一喷油嘴对应的油路设一用于控制该油路通断的电磁阀，检测部件通过导线与行车电脑（15）连接，各点火线圈和各电磁阀通过导线与行车电脑连接（15）；行车电脑内置计时器（16）集成在行车电脑（15）内。

2.根据权利要求1所述的怠速节油多缸发动机系统，其特征在于：在机动车控制面板下部设有用于选择开启或关闭怠速节油的功能开关（11）。

3.根据权利要求2所述的怠速节油多缸发动机系统，其特征在于：点火线圈与火花塞、电磁阀、喷油嘴和气缸一一对应为一组，每组点火线圈、火花塞、电磁阀、喷油嘴和气缸构成一个动力单元。