無噪聲啟動汽油發(fā)動機及其啟動方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無噪聲啟動汽油發(fā)動機及其啟動方法。該發(fā)動機包括缸體、設(shè)置在發(fā)動機缸體中的燃燒室、安裝在燃燒室中的噴油器和火花塞，噴油器連接在噴油控制器的輸出端，火花塞連接在點火控制器的輸出端，發(fā)動機缸體中安裝有活塞，活塞通過活塞桿與曲軸連接，曲軸上連接有飛輪，噴油控制器的輸入端連接到噴油控制電路的輸出端，噴油控制電路包括噴油與門電路、連接在噴油與門電路輸入端的做功缸信號發(fā)生器和點火信號發(fā)生器，點火信號發(fā)生器包括點火與門電路、連接在點火與門電路輸入端的啟動信號傳感器、曲軸位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器；點火控制器的輸入端連接方波信號發(fā)生器的輸出端，方波信號發(fā)生器的輸入端連接到點火信號發(fā)生器的輸出端。該發(fā)動機無需電動機啟動，啟動時間短、無噪音，并能節(jié)省電動機和電瓶的生產(chǎn)成本。
【專利說明】 無噪聲啟動汽油發(fā)動機及其啟動方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽油發(fā)動機，具體說是一種無噪聲啟動汽油發(fā)動機及其啟動方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有汽油發(fā)動機啟動時都要利用電動機和齒輪傳動機構(gòu)帶動曲軸旋轉(zhuǎn)達到一定轉(zhuǎn)速以后，再向發(fā)動機內(nèi)噴射燃油或者燃氣并通過火花塞點火，引起油氣燃燒，推動活塞運動。這種汽油發(fā)動機必須配套笨重的電動機和電瓶，生產(chǎn)成本高、可靠性差，電瓶的實用壽命短，啟動過程中噪音大、機械磨損嚴重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種無需電動機即可啟動的無噪聲啟動汽油發(fā)動機及其啟動方法，利用做功缸特定的曲軸位置直接向缸內(nèi)噴射燃油或者燃氣點火，推動發(fā)動機啟動，啟動時間短、無噪音，并能節(jié)省電動機和電瓶的生產(chǎn)成本。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
本發(fā)明所述無噪聲啟動汽油、燃氣發(fā)動機包括發(fā)動機缸體、設(shè)置在發(fā)動機缸體中的燃燒室、安裝在燃燒室中的噴油器和火花塞，所述噴油器連接在噴油控制器的輸出端，所述火花塞連接在點火控制器的輸出端，所述發(fā)動機缸體中安裝有活塞，所述活塞通過活塞桿與曲軸連接，所述曲軸上連接有飛輪，所述噴油控制器的輸入端連接到噴油控制電路的輸出端，所述噴油控制電路包括噴油與門電路、連接在噴油與門電路輸入端的做功缸信號發(fā)生器和點火信號發(fā)生器，所述點火信號發(fā)生器包括點火與門電路、連接在點火與門電路輸入端的啟動信號傳感器、曲軸位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器；所述點火控制器的輸入端連接方波信號發(fā)生器的輸出端，所述方波信號發(fā)生器的輸入端連接到點火信號發(fā)生器的輸出端；所述飛輪的外緣上嵌裝有動磁鐵，在與動磁鐵對應(yīng)的位置固定安裝有定磁鐵。
[0005]上述無噪聲啟動汽油、燃氣發(fā)動機的啟動方法如下,啟動控制電路通過啟動信號傳感器采集啟動信號、通過曲軸位置傳感器采集曲軸位置信號、通過轉(zhuǎn)速傳感器采集曲軸轉(zhuǎn)速信號，通過做功缸信號發(fā)生器檢測當前是否為做功缸，如果各傳感器采集的信號同時滿足以下條件，則控制噴油器向做功缸燃燒室內(nèi)噴入燃油同時控制方波信號發(fā)生器向點火控制器發(fā)出點火信號；
做功缸曲軸位置處于上止點+ 10° ±1°至下止點-15° ±2°之間；
轉(zhuǎn)速傳感器提供的轉(zhuǎn)速小于特定值；
啟動信號傳感器采集到啟動信號。
[0006]采用上述技術(shù)方案后，安裝在飛輪上的磁鐵可以在發(fā)動機停機的時候使做功缸曲軸避開上止點的死角，啟動時直接向缸內(nèi)噴射燃油并點燃發(fā)動，無需電動機啟動，啟動時間短、無噪音，并能節(jié)省電動機和電瓶的生產(chǎn)成本?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明一個實施例的啟動控制器的電原理圖。
[0008]圖2是飛輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0009]如圖1所示，本發(fā)明所述的無噪聲啟動汽油發(fā)動機，包括發(fā)動機缸體、設(shè)置在發(fā)動機缸體中的燃燒室、安裝在燃燒室中的噴油器4和火花塞，所述噴油器4連接在噴油控制器5的輸出端，所述火花塞連接在點火控制器6的輸出端，所述發(fā)動機缸體中安裝有活塞，所述活塞通過活塞桿與曲軸連接，所述曲軸上連接有飛輪1，所述噴油控制器5的輸入端連接到噴油控制電路的輸出端，利用噴油控制電路控制噴油控制器5工作；所述噴油控制電路包括噴油與門電路ICl、連接在噴油與門電路ICl輸入端的做功缸信號發(fā)生器S2和點火信號發(fā)生器，只有在做功缸信號發(fā)生器S2和點火信號發(fā)生器均發(fā)出正確信號的情況下，噴油控制電路才發(fā)出噴油控制信號。所述點火信號發(fā)生器包括點火與門電路IC2、連接在點火與門電路IC2輸入端的啟動信號傳感器S3、曲軸位置傳感器S4、轉(zhuǎn)速傳感器S5，只有在各傳感器均發(fā)出正確信號的情況下，點火信號發(fā)生器才向下一級發(fā)出點火信號；所述點火控制器6的輸入端連接方波信號發(fā)生器F的輸出端，所述方波信號發(fā)生器F的輸入端連接到點火信號發(fā)生器的輸出端，當方波信號發(fā)生器F接收到點火控制器6發(fā)出的點火信號時，方波信號發(fā)生器F連續(xù)發(fā)出特定頻率的點火脈沖，使做功缸火花塞點火。所述飛輪I的外緣上嵌裝有動磁鐵2，在與動磁鐵2對應(yīng)的位置固定安裝有定磁鐵3。動磁鐵2與定磁鐵3同極相對，并且使動磁鐵2轉(zhuǎn)動到最接近定磁鐵3位置的時候曲軸位于上止點位置，這樣，利用磁鐵同性相斥的原理，可以在發(fā)動機停機以后使做功缸曲軸避開上止點，以便于順利啟動。
[0010]上述的無噪聲啟動汽油發(fā)動機的啟動方法如下:控制電路通過啟動信號傳感器S3采集啟動信號、通過曲軸位置傳感器S4采集曲軸位置信號、通過轉(zhuǎn)速傳感器S5采集曲軸轉(zhuǎn)速信號，通過做功缸信號發(fā)生器S2檢測當前是否為做功缸。啟動信號可以直接從點火開關(guān)處采集，也可以來自于油門拉線開關(guān)；曲軸位置傳感器S4可以是霍爾傳感器、光電傳感器或者其他能夠檢測曲軸旋轉(zhuǎn)位置的傳感器；曲軸轉(zhuǎn)速信號可以來自發(fā)動機轉(zhuǎn)速表或者曲軸轉(zhuǎn)速信號；做功缸信號發(fā)生器S2可以采用獨立的傳感器產(chǎn)生做功缸信號，也可以利用多個曲軸位置傳感器產(chǎn)生的信號經(jīng)過電路轉(zhuǎn)換或計算得到做功缸信號。
[0011]如果各傳感器采集的信號同時滿足以下條件，則控制噴油器4向做功缸燃燒室內(nèi)噴入燃油同時控制方波信號發(fā)生器F向點火控制器6發(fā)出點火信號；
做功缸曲軸位置處于上止點+ 10° ±1°至下止點-15° ±2°之間；
轉(zhuǎn)速傳感器S5提供的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定值，這個轉(zhuǎn)速特定值可以確定為怠速或者略高于怠速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，確保發(fā)動機已進入正常運轉(zhuǎn)；
啟動信號傳感器S3采集到啟動信號。
[0012]本發(fā)明使用現(xiàn)有汽油發(fā)動機的噴油器、火花塞、點火線圈、ECU等機構(gòu)，ECU中增加啟動程序即可。與傳統(tǒng)設(shè)計比較有以下優(yōu)勢:降低造價，降低了油耗，減輕了重量，減少發(fā)動機排放，更低碳、更環(huán)保，最大優(yōu)勢是無任何運動摩擦機件，提高了可靠性，消除了無線電干擾。燃油燃氣爆發(fā)力遠大于傳統(tǒng)起動機功率，啟動時間更短。
[0013]啟動時，由曲軸位置傳感器S4獲取做功缸的上止點+ 10° ±1°至下止點-15° ±2°的信號，此范圍任意角度內(nèi)直接噴射燃油或者燃氣，同時點火，常規(guī)點火是單脈沖，本發(fā)明為保證其可靠性使用IKHZ矩形脈沖信號進行連續(xù)點火。推動活塞迅速下行，轉(zhuǎn)速大于等于額定怠速的1.1一1.2倍時，停止啟動程序的同時轉(zhuǎn)入正常工作程序受ECU控制點火。在發(fā)動機轉(zhuǎn)速度未達到怠速的1.1—1.2倍則下一個進入做功缸繼續(xù)執(zhí)行啟動程序。
[0014]發(fā)動機熄火時電點火四缸發(fā)動機其中一缸活塞一定停在做功沖程上止點+10° ±1°至下止點-15° ±2°范圍內(nèi)，考慮到人為原因或者因操作不當強制停在上止點的特殊情況，特別設(shè)置三塊弧形釹鐵硼永久磁鐵，兩塊動磁鐵分別嵌裝在飛輪邊緣180度相對的位置，另一塊定磁鐵安裝在機架等固定的位置，使動磁鐵和定磁鐵的同極相對，利用磁鐵同性相斥的原理使避開做功沖程上止點+ 10° ±1°至下止點-15° ±2°范圍內(nèi)，活塞停在符合啟動要求的范圍內(nèi)，為下次啟動做準備。
【權(quán)利要求】
1.無噪聲啟動汽油發(fā)動機，包括發(fā)動機缸體、設(shè)置在發(fā)動機缸體中的燃燒室、安裝在燃燒室中的噴油器(4)和火花塞，所述噴油器(4)連接在噴油控制器(5)的輸出端，所述火花塞連接在點火控制器(6)的輸出端，所述發(fā)動機缸體中安裝有活塞，所述活塞通過活塞桿與曲軸連接，所述曲軸上連接有飛輪(1)，其特征在于:所述噴油控制器(5)的輸入端連接到噴油控制電路的輸出端，所述噴油控制電路包括噴油與門電路(ICl)、連接在噴油與門電路(ICl)輸入端的做功缸信號發(fā)生器(S2)和點火信號發(fā)生器，所述點火信號發(fā)生器包括點火與門電路(IC2)、連接在點火與門電路(IC2)輸入端的啟動信號傳感器(S3)、曲軸位置傳感器(S4)、轉(zhuǎn)速傳感器(S5);所述點火控制器(6)的輸入端連接方波信號發(fā)生器(F)的輸出端，所述方波信號發(fā)生器(F)的輸入端連接到點火信號發(fā)生器的輸出端；所述飛輪(I)的外緣上嵌裝有動磁鐵(2 )，在與動磁鐵(2 )對應(yīng)的位置固定安裝有定磁鐵(3 )。
2.如權(quán)利要求1所述的無噪聲啟動汽油發(fā)動機的啟動方法，其特征在于步驟如下:控制電路通過啟動信號傳感器(S3)采集啟動信號、通過曲軸位置傳感器(S4)采集曲軸位置信號、通過轉(zhuǎn)速傳感器(S5 )采集曲軸轉(zhuǎn)速信號，通過做功缸信號發(fā)生器(S2 )檢測當前是否為做功缸，如果各傳感器采集的信號同時滿足以下條件，則控制噴油器(4)向做功缸燃燒室內(nèi)噴入燃油同時控制方波信號發(fā)生器(F)向點火控制器(6)發(fā)出點火信號； 做功缸曲軸位置處于上止點+ 10° ±1°至下止點-15° ±2°之間； 轉(zhuǎn)速傳感器(S5)提供的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定值； 啟動信號傳感器(S3)采集到啟動信號。
【文檔編號】F02N9/02GK103758671SQ201410015178
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】曲日, 曲超 申請人:曲日