无噪声启动汽油发动机及其启动方法
【专利摘要】本发明涉及一种无噪声启动汽油发动机及其启动方法。该发动机包括缸体、设置在发动机缸体中的燃烧室、安装在燃烧室中的喷油器和火花塞，喷油器连接在喷油控制器的输出端，火花塞连接在点火控制器的输出端，发动机缸体中安装有活塞，活塞通过活塞杆与曲轴连接，曲轴上连接有飞轮，喷油控制器的输入端连接到喷油控制电路的输出端，喷油控制电路包括喷油与门电路、连接在喷油与门电路输入端的做功缸信号发生器和点火信号发生器，点火信号发生器包括点火与门电路、连接在点火与门电路输入端的启动信号传感器、曲轴位置传感器、转速传感器；点火控制器的输入端连接方波信号发生器的输出端，方波信号发生器的输入端连接到点火信号发生器的输出端。该发动机无需电动机启动，启动时间短、无噪音，并能节省电动机和电瓶的生产成本。
【专利说明】 无噪声启动汽油发动机及其启动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽油发动机，具体说是一种无噪声启动汽油发动机及其启动方法。
【背景技术】
[0002]现有汽油发动机启动时都要利用电动机和齿轮传动机构带动曲轴旋转达到一定转速以后，再向发动机内喷射燃油或者燃气并通过火花塞点火，引起油气燃烧，推动活塞运动。这种汽油发动机必须配套笨重的电动机和电瓶，生产成本高、可靠性差，电瓶的实用寿命短，启动过程中噪音大、机械磨损严重。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种无需电动机即可启动的无噪声启动汽油发动机及其启动方法，利用做功缸特定的曲轴位置直接向缸内喷射燃油或者燃气点火，推动发动机启动，启动时间短、无噪音，并能节省电动机和电瓶的生产成本。
[0004]为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案:
本发明所述无噪声启动汽油、燃气发动机包括发动机缸体、设置在发动机缸体中的燃烧室、安装在燃烧室中的喷油器和火花塞，所述喷油器连接在喷油控制器的输出端，所述火花塞连接在点火控制器的输出端，所述发动机缸体中安装有活塞，所述活塞通过活塞杆与曲轴连接，所述曲轴上连接有飞轮，所述喷油控制器的输入端连接到喷油控制电路的输出端，所述喷油控制电路包括喷油与门电路、连接在喷油与门电路输入端的做功缸信号发生器和点火信号发生器，所述点火信号发生器包括点火与门电路、连接在点火与门电路输入端的启动信号传感器、曲轴位置传感器、转速传感器；所述点火控制器的输入端连接方波信号发生器的输出端，所述方波信号发生器的输入端连接到点火信号发生器的输出端；所述飞轮的外缘上嵌装有动磁铁，在与动磁铁对应的位置固定安装有定磁铁。
[0005]上述无噪声启动汽油、燃气发动机的启动方法如下,启动控制电路通过启动信号传感器采集启动信号、通过曲轴位置传感器采集曲轴位置信号、通过转速传感器采集曲轴转速信号，通过做功缸信号发生器检测当前是否为做功缸，如果各传感器采集的信号同时满足以下条件，则控制喷油器向做功缸燃烧室内喷入燃油同时控制方波信号发生器向点火控制器发出点火信号；
做功缸曲轴位置处于上止点+ 10° ±1°至下止点-15° ±2°之间；
转速传感器提供的转速小于特定值；
启动信号传感器采集到启动信号。
[0006]采用上述技术方案后，安装在飞轮上的磁铁可以在发动机停机的时候使做功缸曲轴避开上止点的死角，启动时直接向缸内喷射燃油并点燃发动，无需电动机启动，启动时间短、无噪音，并能节省电动机和电瓶的生产成本。【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明一个实施例的启动控制器的电原理图。
[0008]图2是飞轮的结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]如图1所示，本发明所述的无噪声启动汽油发动机，包括发动机缸体、设置在发动机缸体中的燃烧室、安装在燃烧室中的喷油器4和火花塞，所述喷油器4连接在喷油控制器5的输出端，所述火花塞连接在点火控制器6的输出端，所述发动机缸体中安装有活塞，所述活塞通过活塞杆与曲轴连接，所述曲轴上连接有飞轮1，所述喷油控制器5的输入端连接到喷油控制电路的输出端，利用喷油控制电路控制喷油控制器5工作；所述喷油控制电路包括喷油与门电路ICl、连接在喷油与门电路ICl输入端的做功缸信号发生器S2和点火信号发生器，只有在做功缸信号发生器S2和点火信号发生器均发出正确信号的情况下，喷油控制电路才发出喷油控制信号。所述点火信号发生器包括点火与门电路IC2、连接在点火与门电路IC2输入端的启动信号传感器S3、曲轴位置传感器S4、转速传感器S5，只有在各传感器均发出正确信号的情况下，点火信号发生器才向下一级发出点火信号；所述点火控制器6的输入端连接方波信号发生器F的输出端，所述方波信号发生器F的输入端连接到点火信号发生器的输出端，当方波信号发生器F接收到点火控制器6发出的点火信号时，方波信号发生器F连续发出特定频率的点火脉冲，使做功缸火花塞点火。所述飞轮I的外缘上嵌装有动磁铁2，在与动磁铁2对应的位置固定安装有定磁铁3。动磁铁2与定磁铁3同极相对，并且使动磁铁2转动到最接近定磁铁3位置的时候曲轴位于上止点位置，这样，利用磁铁同性相斥的原理，可以在发动机停机以后使做功缸曲轴避开上止点，以便于顺利启动。
[0010]上述的无噪声启动汽油发动机的启动方法如下:控制电路通过启动信号传感器S3采集启动信号、通过曲轴位置传感器S4采集曲轴位置信号、通过转速传感器S5采集曲轴转速信号，通过做功缸信号发生器S2检测当前是否为做功缸。启动信号可以直接从点火开关处采集，也可以来自于油门拉线开关；曲轴位置传感器S4可以是霍尔传感器、光电传感器或者其他能够检测曲轴旋转位置的传感器；曲轴转速信号可以来自发动机转速表或者曲轴转速信号；做功缸信号发生器S2可以采用独立的传感器产生做功缸信号，也可以利用多个曲轴位置传感器产生的信号经过电路转换或计算得到做功缸信号。
[0011]如果各传感器采集的信号同时满足以下条件，则控制喷油器4向做功缸燃烧室内喷入燃油同时控制方波信号发生器F向点火控制器6发出点火信号；
做功缸曲轴位置处于上止点+ 10° ±1°至下止点-15° ±2°之间；
转速传感器S5提供的转速小于设定值，这个转速特定值可以确定为怠速或者略高于怠速的发动机转速，确保发动机已进入正常运转；
启动信号传感器S3采集到启动信号。
[0012]本发明使用现有汽油发动机的喷油器、火花塞、点火线圈、ECU等机构，ECU中增加启动程序即可。与传统设计比较有以下优势:降低造价，降低了油耗，减轻了重量，减少发动机排放，更低碳、更环保，最大优势是无任何运动摩擦机件，提高了可靠性，消除了无线电干扰。燃油燃气爆发力远大于传统起动机功率，启动时间更短。
[0013]启动时，由曲轴位置传感器S4获取做功缸的上止点+ 10° ±1°至下止点-15° ±2°的信号，此范围任意角度内直接喷射燃油或者燃气，同时点火，常规点火是单脉冲，本发明为保证其可靠性使用IKHZ矩形脉冲信号进行连续点火。推动活塞迅速下行，转速大于等于额定怠速的1.1一1.2倍时，停止启动程序的同时转入正常工作程序受ECU控制点火。在发动机转速度未达到怠速的1.1—1.2倍则下一个进入做功缸继续执行启动程序。
[0014]发动机熄火时电点火四缸发动机其中一缸活塞一定停在做功冲程上止点+10° ±1°至下止点-15° ±2°范围内，考虑到人为原因或者因操作不当强制停在上止点的特殊情况，特别设置三块弧形钕铁硼永久磁铁，两块动磁铁分别嵌装在飞轮边缘180度相对的位置，另一块定磁铁安装在机架等固定的位置，使动磁铁和定磁铁的同极相对，利用磁铁同性相斥的原理使避开做功冲程上止点+ 10° ±1°至下止点-15° ±2°范围内，活塞停在符合启动要求的范围内，为下次启动做准备。
【权利要求】
1.无噪声启动汽油发动机，包括发动机缸体、设置在发动机缸体中的燃烧室、安装在燃烧室中的喷油器(4)和火花塞，所述喷油器(4)连接在喷油控制器(5)的输出端，所述火花塞连接在点火控制器(6)的输出端，所述发动机缸体中安装有活塞，所述活塞通过活塞杆与曲轴连接，所述曲轴上连接有飞轮(1)，其特征在于:所述喷油控制器(5)的输入端连接到喷油控制电路的输出端，所述喷油控制电路包括喷油与门电路(ICl)、连接在喷油与门电路(ICl)输入端的做功缸信号发生器(S2)和点火信号发生器，所述点火信号发生器包括点火与门电路(IC2)、连接在点火与门电路(IC2)输入端的启动信号传感器(S3)、曲轴位置传感器(S4)、转速传感器(S5);所述点火控制器(6)的输入端连接方波信号发生器(F)的输出端，所述方波信号发生器(F)的输入端连接到点火信号发生器的输出端；所述飞轮(I)的外缘上嵌装有动磁铁(2 )，在与动磁铁(2 )对应的位置固定安装有定磁铁(3 )。
2.如权利要求1所述的无噪声启动汽油发动机的启动方法，其特征在于步骤如下:控制电路通过启动信号传感器(S3)采集启动信号、通过曲轴位置传感器(S4)采集曲轴位置信号、通过转速传感器(S5 )采集曲轴转速信号，通过做功缸信号发生器(S2 )检测当前是否为做功缸，如果各传感器采集的信号同时满足以下条件，则控制喷油器(4)向做功缸燃烧室内喷入燃油同时控制方波信号发生器(F)向点火控制器(6)发出点火信号； 做功缸曲轴位置处于上止点+ 10° ±1°至下止点-15° ±2°之间； 转速传感器(S5)提供的转速小于设定值； 启动信号传感器(S3)采集到启动信号。
【文档编号】F02N9/02GK103758671SQ201410015178
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】曲日, 曲超 申请人:曲日