CN204984644U - 一种小型汽油机数字智能油门控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型汽油机数字智能油门控制***。其包括发动机转速检测单元、油门扳机信号单元、电源处理单元、高压点火单元、驱动单元、供电***单元、驱动电机模块、步进电机、化油器、火花塞以及MCU程序控制单元。该***可根据负载大小自动调节发动机转速，当发动机转速过高时，MCU会驱动电机自动控制节气门开度进行限速。本实用新型的油门控制***，可对发动机任意转速进行自动调节点火提前角，在高速限速点通过减小节气门开度实现降低功率的目的，在该转速点工作时，发动机点火正常，油耗低，排放好，并且在MCU的反馈控制下，限速稳定可靠。

Description

一种小型汽油机数字智能油门控制***

技术领域

本实用新型涉及汽油机技术领域，具体是一种小型汽油机数字智能油门控制***。

背景技术

小型汽油发动机由于具有结构紧凑、体积小、质量轻、运转提速快等许多显著优点被广泛应用于农业、林业、园艺、家庭等许多产品领域。但当负载减小时，发动机转速会达到13000转以上，这对发动机及机具的磨损是非常大的，还有可能会对操作者造成人身伤害，因此对发动机进行限速是非常有必要的。

目前普遍通过断火限速或退角限速磁电机实现限速，该方式是在限速点转速直接断火或者改变点火提前角，使发动机内部混合气不能正常完全燃烧，功率下降，发动机转速降低，来达到限速的目的，但随着排放限值的加严，发动机出厂时化油器供油量的调小，采用该方式限速会出现转速不稳定，忽高忽低，甚至会根本限不住，跑高速，起不到限速的效果，直接断火的限速方式甚至会出现触媒消音器出现***的危险，而且采用这两种方式限速，发动机燃烧都会不充分，导致发动机温度偏高，排放恶化，油耗过高，还会出现发动机震动大的现象，使操作者使用非常不舒服，转速跑高或者消音器***也容易造成人身伤害。

因此，对广大使用者来说，研发一种设计合理、控制精确、节油、尾气排放好、使用更可靠的限速方法是非常有意义的。

实用新型内容

本实用新型针对以上问题，提供了一种小型汽油机数字智能油门控制***，将点火器和化油器有机结合起来，通过采集点火器的转速信号来控制化油器的节气门开度以达到调节化油器供油量的目的来实现发动机转速的调整，避免发动机转速过高造成的机器损坏和人身伤害。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种小型汽油机数字智能油门控制***，该控制***包括发动机转速检测单元、油门扳机信号单元、电源处理单元、高压点火单元、驱动单元、供电***单元、驱动电机模块、步进电机、化油器、火花塞以及MCU程序控制单元；

所述转速检测单元，用于检测发动机转速的传感器或触发线圈；

所述油门扳机信号单元，用于检测手动扳机开度的信号单元；

所述电源处理单元，用于MCU程序控制单元、驱动单元和高压点火单元的供电处理；

所述高压点火单元，用于产生瞬间高压，通过火花塞放电点燃可燃混合气；

所述驱动单元，接受MCU指令驱动步进电机；

所述步进电机，用于控制化油器节气门开度；

所述化油器，用于提供合适的可燃混合气给发动机；

所述火花塞，用于在适当的点火时刻放电点燃可燃混合气；

所述MCU程序控制单元，用于接收发动机转速和油门扳机信号，跟据内部程序进行计算，通过通过驱动单元电路和驱动电机模块驱动设置在所述化油器上的步进电机控制化油器节气门的开度，从而控制化油器的可燃混合气的量，来调节发动机的转速；

所述油门扳机信号单元为电位器，设置在油门扳机转轴上；所述MCU程序控制单元、转速检测单元、驱动单元、高压点火单元、供电***单元、电源处理单元和驱动电机模块设置在点火器壳体内部；

所述化油器为柱塞化油器或蝶阀化油器，所述的步进电机设置在所述柱塞化油器的柱塞的顶部，所述的步进电机设置在所述蝶阀化油器的节气门转轴的一端；

所述MCU程序控制单元采用数字单片机控制；所述MCU程序控制单元内部程序设定以下参数：发动机怠速转速范围参数、发动机最高转速范围参数、所述步进电机的最大旋转角参数、所述油门扳机信号单元角位移与所述步进电机角位移的对应关系参数、所述点火器的点火提前角曲线参数，使其满足发动机在不同转速下的最佳点火位置。

当油门扳机在没有压下的状态下，MCU程序控制单元默认发动机处于怠速状态，转速检测单元将发动机转速信号送入MCU程序控制单元，当发动机转速大于设定怠速值上限时，MCU程序控制单元发出信号，通过驱动单元电路和驱动电机模块驱动化油器上的步进电机减小化油器节气门的开度，减小化油器的可燃混合气的量，发动机转速下降；当发动机转速小于设定怠速值上限时，MCU程序控制单元发出信号，驱动电机模块驱动化油器上的步进电机，增大化油器节气门的开度，增加化油器的可燃混合气的量，发动机转速上升，使发动机的转速维持在规定的转速范围内。

当按压油门控制扳机，设置在扳机旋钮信号单元的电位器阻值改变，根据MCU程序控制单元内部程序设定的步进电机的角位移控制化油器节气门的开度，控制发动机的正常运转。

当油门控制扳机按压到底时，化油器节气门全开，此时如果负载较大，发动机转速在最高转速以下运转，则步进电机一直处于最大旋转角处，化油器节气门全开状态；此时如果负载较小，发动机转速超过设定的最高转速，则MCU程序控制单元发出信号，驱动电机模块驱动化油器上的步进电机减小化油器节气门的开度，减小化油器的可燃混合气的量，发动机转速下降，达到限速的目的。

本实用新型的数字智能的油门控制***由于采取以上结构，将点火器和化油器有机结合起来，通过采集点火器的转速信号来控制化油器的节气门开度以达到调节化油器供油量的目的来实现发动机转速的调整，当发动机转速达到最高控制转速时，减小化油器节气门，减少化油器供油量，发动机的输出扭矩减小，转速下降，从而避免发动机转速过高造成的机器拉缸等损坏和人身伤害。与现有技术相比，本实用新型的一种数字智能的油门控制***具有设计合理、控制精确、节油、尾气排放好、安全性高的特点。

附图说明

图1为本实用新型小型汽油机数字智能油门控制***示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细说明：

图中：1、油门扳机信号单元；2、转速检测单元；3、MCU程序控制单元；4、驱动单元；5、高压点火单元；6、供电***单元；7、电源处理单元；8、驱动电机模块；9、步进电机；10、化油器；11、火花塞。

如图1所示，该***中在油门扳机转轴上设置油门扳机信号单元1，该信号单元通常为电位器，代替了传统的油门绳，通过油门扳机的旋转操作改变电路中的电阻值提供给MCU程序控制单元3负载信号；在点火器壳体内部设置MCU程序控制单元3、转速检测单元2、驱动单元4、高压点火单元5、供电***单元6、电源处理单元7和驱动电机模块8；在化油器10上设置步进电机9。

首先，对MCU程序控制单元3内程序进行以下参数设定：

设定发动机怠速转速为（N1±200）转；

设定发动机最高转速为（N2±200）转；

设定步进电机的最大旋转角；

设定油门扳机信号单元1角位移与步进电机9角位移的对应关系；

设定点火器的点火提前角曲线，使其满足发动机在不同转速下的最佳点火位置。

工作过程如下：

启动发动机，当油门扳机在没有压下的状态下，MCU程序控制单元3默认发动机处于怠速状态，转速检测单元将发动机转速信号送入MCU程序控制单元3，当发动机转速大于设定怠速值上限（N1+200）转时，MCU程序控制单元3发出信号，通过驱动单元4电路和驱动电机模块8驱动化油器10上的步进电机9减小化油器节气门的开度，减小化油器10的可燃混合气的量，发动机转速下降；当发动机转速小于设定怠速值上限（N1-200）转时，MCU程序控制单元3发出信号，驱动电机模块8驱动化油器10上的步进电机9增大化油器节气门的开度，增加化油器10的可燃混合气的量，发动机转速上升，使发动机的转速维持在规定的转速范围内。

当按压油门控制扳机，设置在扳机旋钮信号单元1的电位器阻值改变，根据MCU程序控制单元3内部程序设定的步进电机9的角位移控制化油器节气门的开度，控制发动机的正常运转。

当油门控制扳机按压到底时，化油器节气门全开，此时如果负载较大，发动机转速在最高转速（N2+200）转以下运转，则步进电机9一直处于最大旋转角处，化油器节气门全开状态；此时如果负载较小，发动机转速超过设定的最高转速（N2+200）转，则MCU程序控制单元3发出信号，驱动电机模块8驱动化油器10上的步进电机9减小化油器节气门的开度，减小化油器10的可燃混合气的量，发动机转速下降，达到限速的目的。

由于本***内部MCU程序控制单元3是采用数字单片机控制，故可对发动机任意转速进行自动调节点火提前角，更加有利于发动机的工作。

MCU程序控制单元3根据转速检测单元2的信号进行计算后得出一个适当的点火时刻，通过驱动单元4触发高压点火单元5放电，通过火花塞11点燃燃烧室内的可燃混合气，进行做功。

对于柱塞化油器10，所述的步进电机通常设置在所述化油器10的柱塞的顶部。

对于蝶阀化油器10，所述的步进电机通常设置在所述化油器10的节气门的转轴的一端。

本实用新型的数字智能的油门控制***由于采取以上结构，将点火器和化油器有机结合起来，通过采集点火器的转速信号来控制化油器的节气门开度以达到调节化油器供油量的目的来实现发动机转速的调整，当发动机转速达到最高控制转速时，减小化油器节气门，减少化油器供油量，发动机的输出扭矩减小，转速下降，从而避免发动机转速过高造成的机器损坏和人身伤害。即使是在限速点转速工作，发动机点火仍然是正常的，这与采取退角限速的技术相比，本实用新型的一种数字智能的油门控制***省掉了油门绳，结构更简单，设计更合理、转速控制更精确、在限速点工作发动机更节油、尾气排放更好、安全性更高。

以上所述仅为本实用新型的原理性说明，具体的实施方案可根据本实用新型原理进行实施，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种小型汽油机数字智能油门控制***，其特征在于，所述控制***包括发动机转速检测单元、油门扳机信号单元、电源处理单元、高压点火单元、驱动单元、供电***单元、驱动电机模块、步进电机、化油器、火花塞以及MCU程序控制单元；

所述转速检测单元，用于检测发动机转速的传感器或触发线圈；

所述油门扳机信号单元，用于检测手动扳机开度的信号单元；

所述电源处理单元，用于MCU程序控制单元、驱动单元和高压点火单元的供电处理；

所述高压点火单元，用于产生瞬间高压，通过火花塞放电点燃可燃混合气；

所述驱动单元，接受MCU指令驱动步进电机；

所述步进电机，用于控制化油器节气门开度；

所述化油器，用于提供合适的可燃混合气给发动机；

所述火花塞，用于在适当的点火时刻放电点燃可燃混合气；

所述MCU程序控制单元，用于接收发动机转速和油门扳机信号，跟据内部程序进行计算比较，通过驱动单元电路和驱动电机模块驱动设置在所述化油器上的步进电机控制化油器节气门的开度，从而控制化油器的可燃混合气的量，来调节发动机的转速。

2.根据权利要求1所述的一种小型汽油机数字智能油门控制***，其特征在于，所述油门扳机信号单元为电位器，设置在油门扳机转轴上；所述MCU程序控制单元、转速检测单元、驱动单元、高压点火单元、供电***单元、电源处理单元和驱动电机模块设置在点火器壳体内部。

3.根据权利要求1所述的一种小型汽油机数字智能油门控制***，其特征在于，所述化油器为柱塞化油器或蝶阀化油器。

4.根据权利要求3所述的一种小型汽油机数字智能油门控制***，其特征在于，所述的步进电机设置在所述柱塞化油器的柱塞的顶部。

5.根据权利要求3所述的一种小型汽油机数字智能油门控制***，其特征在于，所述的步进电机设置在所述蝶阀化油器的节气门转轴的一端。

6.根据权利要求1所述的一种小型汽油机数字智能油门控制***，其特征在于，所述MCU程序控制单元采用数字单片机控制。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种小型汽油机数字智能油门控制***，其特征在于，所述MCU程序控制单元内部程序设定以下参数：

发动机怠速转速范围参数；

发动机最高转速范围参数；

所述步进电机的最大旋转角参数；

所述油门扳机信号单元角位移与所述步进电机角位移的对应关系参数；

所述点火器的点火提前角曲线参数。