ДАТЧИК СКОРОСТИ ВПУСКНОГО КЛАПАНА ДЛЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ 4-ТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 629.7.03

ДАТЧИК СКОРОСТИ ВПУСКНОГО КЛАПАНА ДЛЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ 4-ТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1 2* 2 2 М. А. Рутковская , В. О. Рутковский , О. И. Насибуллин , А. С. Шубин

1Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

2ООО ДЕЛМОТ Российская Федерация, 660077, г. Красноярск, ул. Авиаторов 1 *E-mail: jbiplane@gmail.com

В работе описан инновационный датчик скорости для систем электронного впрыска топлива 4-тактных двигателей внутреннего сгорания беспилотных летательных аппаратов, разработанный авторами работы.

Ключевые слова: электронный впрыск топлива, двигатель внутреннего сгорания, датчик приближения, беспилотный летательный аппарат.

INLET VALVE VELOCITY SENSOR FOR SMALL-SIZED 4-STROKE INTERNAL

COMBUSTION ENGINES

M. A. Rutkovskaya1, V. O. Rutkovskii2*, O. I. Nasibullin2, A. S. Shubin2

1Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

2DELMOT LLC 1, Aviators, Krasnoyarsk, 660077, Russian Federation *E-mail: jbiplane@gmail.com

In this article is described an innovative inlet valve velocity sensor for the electronic fuel injection system of unmanned aerial vehicles 4-stroke internal combustion engines which was developed by authors.

Keywords: electronic fuel injection, internal combustion engine, unmanned aerial vehicle.

В настоящее время наблюдается переход от карбюраторных к инжекторным системам, в том числе для малогабаритных двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Принципы функционирования систем управления ДВС приведены в работах [1, 2]. Чаще всего в 4-тактных малогабаритных двигателях применяется упрощенная система, где впрыск топлива происходит за оборот коленчатого вала. Это происходит из-за использования только одного датчика оборотов коленчатого вала. В относительно крупных ДВС часто устанавливается дополнительный датчик на распределительный вал. В этом случае впрыск происходит в два раза реже, только в момент открытия впускного клапана. Это существенно улучшает качество работы, экономичность и охлаждения двигателя. К сожалению, для малогабаритных двигателей установка подобного дополнительного датчика затруднительна или невозможна. Известно техническое решение, когда на коромысло впускного клапана закрепляется магнит, а в крышке клапанов ДВС цифровой датчик Холла. Однако крепление магнита на подвижном коромысле в зоне повышенных температур и воздействии масла крайне ненадежно. Нашей командой был разработан, изобретен изготовлен и испытан датчик определяющий приближение коромысла впускного клапана (рис 1).

Секция «Механика конструкций ракетно-космической техники»

Главным компонентом датчика является микросхема ТЬБ4922. Эта микросхема представляет собой активный одноэлементный датчик Холла для определения перемещения ферромагнитных деталей в присутствии вспомогательного магнита. Неодимовый магнит вклеен в плату напротив датчика Холла. Дополнительно в плату встроен датчик температуры цилиндра. Встроенный модуль самокалибровки обеспечивает оптимальную точность при номинальных рабочих условиях. Испытания показали высокую чувствительность и точность датчика в широком диапазоне рабочих температур и повышенных вибрациях.

Рис. 1. Прототип датчика скорости впускного клапана

Готовый датчик встроен в специально изготовленную новую крышку клапанов из алюминиевого сплава, залит компаундом и закрывается крышкой (рис 2).

Рис. 2. Малогабаритный ДВС с установленным датчиком скорости впускного клапана

Испытания датчика продемонстрировали его надёжную работу при минимальном воздушном зазоре от 0.5 мм до 3.2 мм, способность определять частоту до 8 кГц, что в тысячи раз выше скоростей вращения ДВС. Датчик имеет хорошую защиту от помех, ограничение выходного тока при коротком замыкании и перегреве, защиту от реверса напряжения, совместим с любыми типами магнитов и работает независимо от полярности расположения магнита. Имеет широкий диапазон напряжения питания: от 4.5 В до 18 В, широкий диапазон рабочих температур: от -40°C до +155°C.

В настоящее время датчик проходит опытную эксплуатацию в системах впрыска топлива производимых компанией ДЕЛМОТ совместно с электронными блоками управления совместимыми с открытым проектом Speeduino [3].

Библиографические ссылки

1. Инжекторные системы питания бензинового двигателя: основы конструкции и диагностика: метод. указания к выполнению практ. и лаб. работ для студентов очной и заоч. форм обучения направлений 190600.62 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» и 190109.65 «Наземные транспортно-технологические средства» дисциплин «Техническая эксплуатация силовых агрегатов и трансмиссий»/ А. П. Панычев [и др.]; Минобрнауки России, Урал. гос. лесотехн. ун-т. - Екатеринбург : УГЛТУ, 2013 - 41 с.

2. Fuel system: components, working principles, symptoms and emission controls [Электронный ресурс]. URL: https://www.ingenieriaymecanicaautomotriz.com/fuel-system-components-working-principles-symptoms-and-emission-controls (дата обращения: 23.3.2022).

3. Руководство Speeduino [Электронный ресурс]. URL: https://wiki.speeduino.com/ru/home (дата обращения: 23.3.2022).

© Рутковский В. О., Рутковская М. А., Насибуллин О.И., Шубин А.С., 2022