Система управления подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания

Номер патента: 927129

Автор: Говард

ZIP архив

Текст

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ и 11927129 Сеоз СоветскихСвциалистическихРеслублик(51) М. Кл,Щ Заявлеио 1 1. (23) Бриоритет 9 (2) 2842380/25-06 1.78 И 51/00 ратецеыЯ комитетСИРаааам нзебретенкйи открытнй) УДК 621. 13. . 038.8(088. 8) ень17 Дата опубл 09. 05 Иностранец ард Эдгар Ван Сиклен(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ТОПЛИВ В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ е относится к системам ва с электронным управвигателей внутреннего системы управления пода." в двигатель внутреннего держащие соленоидный ин.- гвр для выдачи импульствующих рабочим циклам генератор, включенный 1 О ром и соленоидом инжекИзобретениподачи топлилением для дсгорания.. Известнычвй топливасгорания, сожектор, тригсов, соответдвигателя, имежду триггетора 111. В известных устройствах вырабатываются сигналы задержки и регулирую а щего напряжения. Длительность сигнала подачи топлива находится в зависи" мости от регулирующего напряжения.Цикл подачи топлива в таких системах изменяется во времени и не является функцией угла поворота коленчатого вала, что снижает быстродействие системы. величен Цель изобретенияыстродействия систем2Указанная цель достигается тем, что генератор имеет устройство ограничения продолжительности импульсов питания до времени, необходимого для поворота коленчатого вала на заданный угол в пределах по меньшей мере одного установленного диапазона скоростей вращения вала.Генератор имеет первое устройст" во для генерирования первых сигнальных импульсов в ответ на импульсы триггера в пределах установленного диапазона скоростей вращения коленчатого вала, имеющих установленную продолжительность, выраженную в градусах угла поворота вала, второе устройство для генерирования вторых сигнальных импульсов в ответ на импульсы триггера в пределах установленного диапазона скоростей вращения коленчатого вала, имеоцих продолжительность, выраженную в градусах угла поворота вала, изменяющуюся в зависимости от скорости вращения вала, и устройство выдачи импуль 9271293 92712сов напряжения на соленоид инжекторав ответ на импульсы триггера, включающее компаратор сравнения продолжительности первого и второго сигнальных импульсов и выдачи включаю 5щего соленоид импульса с длительностью, равной длительности более короткого из сравниваемых импульсов.Второе устройство имеет цепь настройки продолжительности импульсови регулятор продолжительности длявыдачи импульсов, имеющих установленную продолжительность, выраженнуюв градусах угла поворота коленчато"го вала в пределах ряда диапазоновскоростей вращения вала с изменяемойрт диапазона к диапазону продолжительностью.Первое устройство имеет тахометрыгенерирования наклонного сигнала, величина которого увеличивается с уве"личением скорости вращения вала, имультивибратор, включенный с возможностью реагирования на каждый. импульстриггера для выдачи управляющих импульсов и имеющий устройство, чувствительное к наклонному сигналу, предназначенное для управления продолжительностью управляющих импульсов дляобеспечения установленной опорнойпродолжительностивыраженной в градусах угла поворота .вала в установленном диапазоне скоростей его вра"щения,Триггер имеет устройство инициирования импульсов угла поворота вала,а система имеет таймерную управляющуюцепь для автоматицеского. смещения момента инициирования относительно определенного положения вала в зависи 40мости от рабочих характеристик двигателя.В систему включена цепь ограничения максимума для предотвращения превышения коленчатым валом установлен 45ного предела скорости.На фиг. 1 изображена блок-схемачасти системы; на Фиг. 2 в . блок- схема части системы, включающая основные узлы импульсного генератора; нафиг. 3 - блок-схема согласования с эОраэлицными точками двигателей; нафиг.- блок-схема с блоком управления диапазоном скоростей; на фиг. 5 блок-схема узлов блока управления диапазоном скоростей; на Фиг, б - блоксхема части системы управления подачей топлива; на фиг. 7 - модификациясистемы на Фиг, 1; на Фиг, 8 - блокЭ 4схема генератора; на фиг. 9 - блоксхема, имеющая три диапазона скоростей; на фиг. 10 - график зависимостипродолжительности импульса топливоскорость коленчатого вала в миллисекундах; на фиг. 11 - три диапазонаскоростей; на фиг. 12 - то же, вградусах угла поворота коленчатого вала; на фиг. 13 - рабочие характерис" тики инжекторной системы; на фиг. 14- схема блоков инжекторной системы;на фиг. 15 - то же, обеспечивающая дополнительные диапазоны скоростей; на фиг. 16 - то же, распределяющая сигналы к отдельным инжекторам, в зависимости от рабочих циклов цилиндров.На фиг, 1 изображена блок-схема части системы, в которой присутствует ряд отличительных признаков изобретения, Выходной сигнал системы поступает на блок, который в свою очередь подает напряжение на соленоид инжектора топлива, До установленного предела скорости двигателя 1 длительность указанного импульса равна времени поворота коленчатого вала назаданный угол, Триггер 2 механическисвязан с коленчатым валом или с кулачковым валом для обеспечения выдачи сигнала по каналу 3 на схему М Формирования импульсов, выдающую сигналы по каналу 5 на основной генератор 6 импульсов. Генератор 6 импульсов выдает сигналы по каналу 7, связанные углом поворота коленчатого вала и не зависящие от скорости еговращения, и является первым устройством для генерирования первых сигнальных импульсов. Сигнал канала 7подается на соленоид 8 инжектора илиего пускатель (не показан) и таким образом открывает и закрывает подачу топлива. В двигателях, имеющих более чем один инжектор, устанавливаетсяраспределитель (не показан) для разводки сигналов канала 7 по соответствующим соленоидам. Функцией тригге"ра 2 является выдача опорного сигнала по каналу 3, сигнализирующего о проходе коленчатым валом определенноиточки, совпадающей с появлением импульсного сигнала в канале 7 от генератора 6, управляющего соленоидом инжектора. Таймерная управляющая цепь 9позволяет регулировать (вручную илиавтоматически) смещение момента появ"ления сигнала канала 7 относительномомента прохождения верхней мертвой5 92712точки. Положение точки возбужденияэтого сигнала автоматически регулируется в зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя.На фиг. 2 изображена блок-схема,включающая основные узлы импульсногогенератора 6, показанного на фиг. 1.Для обеспечения генерации сигналовканала 7, имеющих продолжительность,совпадающую с временем поворота коленщвчатого вала на заданный угол, временная цепь мультивибратора 10 йолучаетс тахометра 11 по каналу 12 сигналскорости вращения коленчатого вала.:Сигнал подается во временную цепьмультиаибратора 1 О для инициированияимпульса, продолжительность которогоравна времени поворота коленчатоговала на заданный угол, независимоот скорости двигателя. 20На фиг. 3 показана блок-схема 13согласования предлагаемого изобретения .с различными типами двигателейвнутреннего сгорания, которое осуществляется с помощью схемы, позволяющей изменять продолжительностьсигнала в канале 7 в зависимости отжелаемого поворота коленчатого .вала(фиг. 12, подъем и спад кривой А).Указанная схема 13 расположенамежду тахометром 11 и нультивибратором 10 связана с ним каналом 14 ипозволяет устанавливать длительностьимпульса канала 7, аыра 1 енную в гра"дусах угла поворота коленчатого вала для одного типа двигателей, например, 100, а для другого - 12 о . Не"обходимость этой схемы объясняется тем,тем, что различные двигатели имеютразличные операционные характеристи- .ки.На Фиг. 4 изображена блок-схема,сообщающая устройству фиг. 1 дополнительные свойства, 8 частности,на фиг; 4 изображен блок управлениядиапазоном скоростей, который обеспечивает как возможность управлять ско-.ростью двигателя вручную, так и возможность ограничить скорость двигателя с тем, чтобы она не могла превышесить заранее установленную величинуфиг. 12, сдвигание кривой М влевоили вправо). Из тахометра 11 выходятканалы 15 и 16.На Фиг, 5 изображена блок-схемаузлов блока управления диапазономскоростей, показанного на фиг, 4,Блоксостоит из регулятора максимумаскорости или компаратора 17, получа 9 6ющего сигнал по каналу 18 от цепи 19 ограничечия максимума и дроссельной заслонки, которой управляет оператор. Цепь 19 предназначена для регулирования импульсов максимальной по" дачи топлива и определяет продолжительность периода подачи топлива в градусах угла поворота коленчатого вала. Блок 20 управления диапазоном скоростей, содержащий компаратор 17 и цепь 19 выдает по каналу 21 сигнал ограничения максимальной скорости, который устанавливает максимально до-, стижимую скорость или пределы диапа" зонов скоростей, в которых возможно ручное регулирование оператором. Оператор, таким образом, может, изменяя положение дроссельной заслонки, менять скорость вращения коленчатого вала, однако не может превысить за" ранее установленную скорость, определяемую блоком 20.На фиг. 6-9 изображены блок-схемы системы управления подачей топлива, которая выдает импульсы на соленоид 8 инжектора, длительность которых, определенная в градусах угла поворота коленчатого вала, различна в различных диапазонах скоростей, Отдельные узлы системы подррбно изображены на фиг. 14, 15 и 16, а характеристики двигателя под нагрузкой, оснащенного такой системой, на фиг. 11 и 13.На фиг. 6 изображена блок-схема части вышеупомянутой системы управле" ния подачей топлива, в которую включены дополнительный генератор 22. Сис" тема выдает сигналы по каналу 23 на распределитель 24, который обслуживает несколько инжекторов. В пределаМ до заранее установленной максимальной скорости длительность импульсов канала 23, выраженная в градусах угла по" ворота коленчатого вала, постоянна в пределах одного диапазона скоростей и отличается от диапазона к диапазо" нуРабота отдельных блоков системы, т.е. триггера 2, схемы 4 формирования импульсов, таймерной цепи 9 аналогична тому, как работают такие же цепи, изображенные на фиг. 1-5. Функциональная схема генератора 22 импульсов изображена на Фиг. 7-9.На фиг. 7 изображена блок-схема мо" дификации системы, изображенной на фиг. 1, в которую введены второй генератор 25 для генерирования вторых сигнальных импульсов и селективный7 9271компаратор 26 длительности импульсов,Селективный компаратор 26 сравниваетсигналы канала 7 от.первого генератора б импульсов и сигналы канала 27от второго генератора 25 импульсов,выбирает наиболее короткие и управ- .ляет длительностью импульсов, подаваемых на соленоид инжектора, и, такимобразом, количеством подаваемого вцилиндры топлива. оВ дальнейшем будем пользоватьсятермином "импульс топлива", которыйобозначает период времени, в течениекоторого инжектор подает топливо вцилиндр. 13Импульс топлива не должен превы"шать некоторой заранее установленнойпродолжительности, так же как скорость вращения коленчатого вала недолжна превышать заранее установленно го предела. Для обеспечения этих условий вводится компаратор 26, сравнивающий продолжительность сигнала отгенератора 6 импульсов, которые соответствуют максимальным величинам, дс сигналами от генератора 25 импульсов и выбирающий меньшую величину.Кампаратор 26 выдает сигнал по кана"лу 28. Продолжительность сигнала никогда не превосходит максимально допустимую продолжительность, определяемую сигналом канала 7 генератора 6,Таким образом, компаратор 26 являетсяустройством выдачи импульсов напряжения на соленоид инжектора,На Фиг 8 изображена блок-схемагенератора 25, аналогичная изображенной на фиг, 3. Генератор 25 включаетмультивибратор 29, получающий по каналу 30 таймерный сигнал, управляющийдлительностью его сигналов на выходе 31. Бсли система работает в рядекоростных режимов например, 0"00 об/мин, 300"500 об/мин, 500"1000 об/мин), то каждому режиму соответствует своя продолжительность импульсов, выраженная в градусах углаповорота коленчатого вала. Междумультивибратором 29 и тахометрической схемой 32 в таком случае включается цепь 33 настройки продолжитель"ности импульсов топлива и регулятор 34 продолжительности импульсовтоплива. Элементы 10, 11, 29 и 32образуют устройство ограничения проЯ.должительности импульсов питания.На фиг. 9 изображена- блок-схема,показывающая дальнейшую детализациюсхемы на фиг. 8. 29 8Схема на Фиг, 9 имеет три диапазона скоростей и каждому из них соответствует своя установленная продолжительность импульса топлива, Имеется также суммирующая схема 35, на которую по каналу 36 поступают сигналы от тахометрической схемы 32 по каналу 37 от другой суммирующей схемы 38, а по каналу 39 - выходят, Когда сигнал канала 37 отсутствует, система работает в первом режиме скоростей, При поступлении по каналу 40 сигнала скорости от второго блока 41 настройки диапазона скоростей на компаратор 42 последний подает сигнал по каналу 43 на суммирующий канал 39, который в свою очередь подает по схеме 38 сигнал на суммирующую схему 35. Суммирующая схема 35 переводит инжекторную систему во второй диапазон скоростей. Переход инжекторной системы в третий диапазон осуществляется при поступлении от блока 44 третьего диапазона скоростей сигнала по каналу 45. В этом случае компаратор 46 выдает сигнал по каналу 47 на суммирующую схему 38, которая и пере" водит инжекторную систему в третий диапазон скоростей. Суммирующие схе-мы 35 и 39 могут представлять собой суммирующие или разностные усилители, в зависимости от угла поворота коленчатого вала, выбранного для данного диапазона скоростей. В примере суммирующие схемы 35 и 39 представляют собой суммирующие усилители.На фиг. 10 и 12 изображены графики зависимости продолжительности импульса топливо-скорость коленчатого вала для системы, изображенной на фиг, 1 ф 5. Продолжительность импульса топлива на Фиг, 10 взята в миллисекундах, а на Фиг. 12 в градусах угла поворота коленчатого вала. На Фиг. 10 по одной оси отложена скорость коленчатого вала двигателя в оборотах в минуту, а ло другой продолжительность импульса1 гоплива в миллисекундах. Длительность импульса топлива равна длительности импульса сигнала от генератора 6, изображенного на фиг. 1. Прямые 1. и 1.называются прямыми нагрузки. Для двигателя, которому соответствует прямая нагрузки 1., скорость определяется временем, в течение которого топливный инжектор находится под воздействием сигнала.Таким образом, двигатель, которому соответствует прямая, будет9 92712иметь скорость, соответствующую точке пересецения прямойи кривой А.Двигатель, которому соответствуетпрямая нагрузки ) , будет работатьсо скоростью, соответствующей точкепересечения прямойс прямой Х,которая соответствует максимально достижимой скорости двигателя,На фиг, 12 иллюстрируется работадвигателя при нагрузках ц и п, 10когда время импульса топлива соответствует установленному углу поворотаколенцатого вала, При нагрузке, соответствующей прямой Ь, коленчатыйвал будет вращаться со скоростью,соответствующей точке пересеченияпрямойи прямой А, При переходе кю ъработе под нагрузкой соответствующеипрямойскорость коленчатого валаопределяется точкой пересечения прямой , и прямой Х, При работе двигателя под нагрузкой соответствующейпрямой Ь скорость определится точкой пересечения прямой ),и прямойА, Прямая Аопределяется блок-схемой 13 настройки максимума импульсатоплива, показанной на фиг. 3. Прямая Х определяется цепью 19 максимальной скорости, показанной нафиг, 4 и 5. Другими словами, прямаяА представляет настройку цепи 13максимума импульса топлива для конкретного двигателя, а прямая Х представляет максимально допустимую длянего скорость,35На фиг. 11 и 13 изображены графи ки, показывающие за ви си мост ь продолжительности импульса топливо-скорость вращения коленчатого вала дляинжекторной системы на Фиг. 6-9 40На Фиг. 11 скорость вращения коленчатого вала отложена в оборотах вминуту, а импульс топлива в миллисекундах, на Фиг. 13 скорость вращения отложена в оборотах в минуту, аимпульс топлива - в градусах угла поворота коленчатого вала.На фиг. 11 показаны три диапазонаскоростей А, В и С и максимальнаяскорость обозначенная прямой У. На 150груэочная прямая Ьпоказывает, с какой скоростью будет вращаться. коленчатый вал при данной продолжительности импульса топлива.На фиг. 13 показаны рабочие харак 55теристики инжекяорной системы, имеющей три диапазона скоростей А 1, В,и С и максимальную скорость, обоэначенную прямой У, фиг. 13 следует рас 9 10сматривать параллельно с фиг. 7. Сигнал канала 7 на фиг. 7 определяетпрямые Е и 1 на фиг. 13, Сигнал канала 27 на фиг. 7 определяет прямые РВи Сна Фиг. 13. Прямая Е определяется схемой 13 настройки максимумаимпульса топлива (Фиг. 3), прямая Уопределяется цепью 19 максимальнойскорости (фиг. 5), прямая А определя"ется суммирующей схемой 35 (фиг. 9),остальные линии определяются различными другими цепями и схемами.На фиг. 14-16 изображены схемыблоков инжекторной системы на фиг, 19, Для облегчения понимания у каждогоблока показаны его входной и выходной сигналы.На фиг. 14 показаны схема триггера 2, схема 4 формирования импульсов,таймерная цепь 9; схема генератора 6импульсов и схема компаратора 26. Каждьй сигнал канала 3 электромагнитного триггера 2 усиливается и проходитсхему 4 Формирования, на выходе которой (в канале 5) он приобретает прямоугольную форму. Сигнал канала 5подается в тахометр 11 и мультивибратор 10.С возрастанием скорости коленчатого вала возрастает величина напряжения выходного сигнала тахометра 11,Указанное напряжение, прежде чем бытьподано на мультивибратор 10 для установления предела длительности сигнала канала 7, может быть подано насхему 13 настройки максимума импульса топлива. Это предотвращает возможность превышения импульсом топливаустановленной предельной величины,вследствие изменений нагрузки двигателя или неверных действий оператора.Длительность сигнала канала 7 определяет время, а следовательно иколичество поданного в двигатель через инжектор топлива, Схема 13 настройки максимума импульса топливаограничивает время его подачи любымнаперед заданным цислом градусов угла поворота коленчатого вала для любой его скорости путем изменения вели"чины резистора. Было установлено, чтонаилучшие результаты работы двигателей и наибольшая экономия горючегодостигаются при назначении этогоопараметра, равном 40фиксированная продолжительность(в градусах угла поворота коленчатоговала) сигнала канала 7 (импульса топлива) достигается подачей части воз"11 9271врастающего сигнала канала 12 тахометра 11 на мультивибратор 10.Величина напряжения в канале 12,поданного от тахометра 11 на мультивибратор 10, определяет длительностьимпульса топлива в градусах угла по-.ворота коленчатого вава, Резистор 48схемы 1.3 устанавливает максимальноечисло градусов угла поворота коленчатого вала, прй проходе которого в 1 одвигатель подается топливо, и такимобразом определяет рабочий диапазонскоростей, например, от 0 до 500 об//мин, Рабочий диапазон может делиться на поддиапаэоны, например, таким 1 зобразом: 0- 100, 101-300, 301-500 об//мин. Подстройкой резисторов 491 и11 поддиапазон), и 50Ш поддиапазон)устанавливают число градусов угла поворота коленчатого вала желаемые для щкаждого поддиапазона,Компаратор 17 скорости и цепь 19ограничения максимума скорости обеспечивают продолжительность импульсатоплива, необходимую для поддержанияожидаемой скорости при данной нагрузке. Их функции можно назвать управляющими, так как в случае, если полржение дроссельной заслонки, а следовательно и нагрузка меняются, продолжи- ЗОтельность импульса и таким образомколичество поданного в цилиндры горючего также меняется в сторону, необходимую для того, чтобы поддержать.желаемую скорость. Цепь 19 ограничения максимальной скоростине позволяет двигателю превзойти установленнуюскорость и по своим функциям аналогич.на стопорному устройству на акселераторе. Цепь 19 получает с тахометраизменяющийся опорный сигнал по каналу 16 и ограничивает скорость путемограничения продолжительности импульса топлива, выраженной в градусах уг"ла поворота коленчатого вала.Включение инжектора осуществляетсяпо команде триггера выдающего сигналпо каналу 3 в момент прохождения коленчатым валом определенного положе"ния, Назовем эту операцию синхронизацией. Управляя синхронизацией, можносмещать момент появления сигнала вканале 3 относительно установленногоположения коленчатого вала и таким об"разом ускорять или задерживать появление сигнала в канале 23, подаваемого5нв соленоид инжектора.В используемой в предлагаемом спо"собе катушке триггера изменяется маг 29 12нитный поток, что вызывает импульс, амплитуда и продолжительность которого возрастают с возрастанием скорости.Изменение амплитуды и продолжительности импульса изменяет синхронизацию, Выходной сигнал в канале 15 тахометра 11 используется для автоматической подстройки синхронизации для достижения оптимальных условий работы двигателя.Ниже описывается работа схемы, изображенной на фиг, 14. Когда лопатка 51 турбины, механически связанная с положением коленчатого вала, проходит мимо катушки 52, триггер 2 генерирует импульс. Турбина вращается вместе с коленчатым валом и имеет столько же лопаток, сколько в двигателе инжекторов. Таким образом, каждый инжектор за время одного цикла двигателя будет вклюцен один раз, Импульс с катушки 52 проходит через усилитель 53, представляющий собой интегральную схему, конденсатор и переменный резистор и поступает на схему 4 формирования импульсов, Схема 4 включает мультивибратор, являющийсячастью интегральной схемы%усилителя 54, выдающий по каналу сигнал, представляющий собой прямоугольный импульс.Продолжительность прямоугольного импульса постоянна во времени, но представляет собой переменную величину, если ее выразить в .градусах угла поворота коленчатого вала.Сигнал канала 5 подается на тахо- метр 11, который включает усилитель 55 и цепь выдачи по каналу 12 сигнала постоянного напряжения и переменной величины, Величина этого сигнала пропорциональна скорости. Выходной сигнал канала 5 включает мультивибратор 10 и тем самым - подачу топлива. Иультивибратор 10 выдает импульсы непосредственно на соленоиды инжекторов. Настраивая величину сигнала канала 12, подаваемого на мультивибратор 10, продолжительность импульса топлива можно сделать равной времени поворота коленчатого вала на заданный угол. Настройка выполняется переменным резисторам 48. Как прави" ло, продолжительность импульсов сигнала канала 7 по времени постоянна, однако при подаче сигнала по каналу 12 с тахометра на мультивибратор реальная продолжительность импульсов падает, в то время как скорость ко13 9271 ленчатого вала возрастает. Если же продолжительность импульсов канала 7 выразить в градусах угла поворота вала, она окажется постоянной. Такая схема позволяет ограничить время подачи топлива, выраженное в градусах угла поворота, некоторым наперед заданным числом например 40 ),о независимо от скорости дви гателя, нагрузки или положения заслонки дрос О селя.Цепь 19 ограничения максимума ско,рости и компаратор 17 регулирования скорости совместно регулируют рабочую 1скорость коленчатого вала двигателя. 15 Предел скорости устанавливается с помощью переменного резистора 56. Потенциометр 57 управляет дроссельной заслонкой и к нему имеется доступ у оператора, 20Иожно сказать, что предел скорости, установленный резистором 56, иожет быть получен при выведении потенциометра 57 в крайнее верхнее положение. Оба элемента 17 и 19 управляют ся усилителем 58, представляющим со" бой интегральную схему и включающим компаратор напряженйй, на который подаются сигналы по каналу 16 с тахометра 11 и по каналу 18 с цепи 19 ограничения максимума скорости. Если напряжение сигнала канала 18 больше, чем напряжение сигнала канала 16, на выходе усилителя 58 сигнала не буДет, а продолжительность сигнала канала 7 будет определяться только сигналом канала 14 цепи настройки максимума импульса топлива. Если же напряжение сигнала канала 16 больше напряжения сигнала канала 18, продолжительность 40 сигнала канала 7 будет определяться сигналами каналов 14 и 21. Скорость уменьшения сигнала канала 7 на конце интервала скорости фиг. 10- 13, прямые Х и У) будет Функцией величины 45 переменного резистора 59, который определяет коэффициент усиления усилителя 58. Эта цепь может быть названа регулятором скорости системы.При работе двигателя на сравнительно высоких скоростях или нагрузках сигнал канала 7 приведет в действие логическую схему компаратора 26, который в свою очередь включает соленоиды инжекторов. При работе с55 малыми скоростями и нагрузками длитель ность импульса топлива, установленная равной, например, 40 угла поворота,.обудет слишком велика и приведет к по" 29 14даче слишком большого количества топлива, В этом случае генератор 25 максимума импульса топлива уменьшит время импульса топлива до меньшего числа градусов угла поворота. Как прави" ло, двигатели не проектируются для работы на полной мощности при малых оборотах и для того, чтобы ограничить развиваемую мощность, ограничивают подацу топлива в цилиндры. Пусковой режим двигателя обычно требует пода" ци повышенного количества топлива по сравнению с режимом стабилизировавшейся работы, Кроме того, у дизельных двигателей, хотя давление; создаваемое пульсирующим насосом, и возрастает со скоростью, зависимость эта не линейная, и, следовательно, при малых скоростях происходит избыточная подача топлива. Поскольку кривая максимального импульса топливаФиг. 13, прямые д;, Ви С ) подби"рается для конкретных скоростей и на" грузок двигателя, можно установить параметры составляющих генератора 25, Сам генератор 25 легко может быть модифицирован и настроен для работы с любым конкретным двигателем. Все что выше было сказано относительно сигнала канала 7 справедливо и относительно сигнала канала 27, который так же является Функцией угла поворота коленчатого вала.На фиг, 15 изображен генератор 25для инжекторной системы, показанной на фиг. 7 и 14, которая обеспечиваетдополнительные диапазоны скоростей в инжекторной системе на фиг. 1. Генератор 25, управляемый сигналом кана"ла 5 и выдающий сигнал по каналу 27, включает мультивибратор 29, суммирую"щие схемы 35 и 38, компараторы 42 и 46, блок 44 настройки третьего диапазона скоростей, блок 41 настройки второго диапазона скоростей, схему 32 и канал 30 настройки диапазона им" пульса топлива. Работа генератора 25 аналогична работе генератора 6. Выходной сигнал по каналу 60 схемы 32через усилитель 61 подается на цепь 33 настройки импульса топлива в первомдиапазоне скоростей для получения сигнала на выходе 31, продолжительность которого равна первому числу градусов ( в градусах угла поворота коленчатого вала) . При возрастании скорости двигателя и переходе во второй диапазон скоростей компаратор 42 увеличивает длительность сигнала 3115 9271выраженную в числе градусов) до значения, определяемого блоком 41 настройки второго диапазона скоростей.Это происходит тогда, когда величинавыходного сигнала канала 60, поступающего на усилитель компаратора 62,становится равной величине поступающегона него выходного сигнала канала 40блока 41, Выходной сигнал канала 43усилителя через усилитель 63 подает ося на усилитель 61 где складываетсяс сигналом канала 60, образуя новыйвыходной сигнал на выходе 31 для второго диапазона скоростей. Этот новыйсигнал имеет постоянную продолжительность (выраженную в градусах угла поворота), отличную от продолжительности, свойственной первому диапазонускоростей, Аналогично компаратор 46,включающий интегральный усилитель 64, щобеспечивает продолжительность сигнала в канале 27 в третьем диапазонескоростей,На фиг. 14 и 15 треугольникамиобозначены квадраусилители на интегральных схемах. Усилители являютсяуниверсальными и могут выполняться в,схеме функции компараторов. Каждыйквадроусилитель включает четыреусилителя, обозначенные в схеме следующими дексами: 53 54, 65, 5558, 66, 63, 67, 68, 69, 70 и 71. Дляпрактической реализации описываемойсхемы выбирались усилители КСА СА 3401Е, йай 1 опа 3900 Моогойа ИС3301 Р.На фиг. 16 показана схема, распределяющая сигналы к отдельным инжекторам, в зависимости от рабочих цикловцилиндров. После того, как синхрони" 4 Озация и продолжительность импульсовтоплива подобраны, необходимо установить правильную последовательностьвключения инжекторов. Это выполняетсяс помощью оптического распределителя,который, однако,с успехом может бытьзаменен другим типом, например, механическим, электромагнитным и т,п Оптический распределитель 72-75 состоитиз ряда светодиодов, отделенных от50светоприемников (транзисторов) вращающейся частью не показана). Включающий инжектор импульс усиливается тахо-метром 11 и включает светодиоды распределителя 72-75 каждому инжекторусоответствует один диод), Вращающая 55ся часть представляет собой диск, имеющий отверстие, сквозь которое можетпроходить видимое или инфракрасное из 29 16лучение от одного диода к соответст" вующему ему светоприемнику, Диск может вращаться синхронно с коленчатым валом двигателя, Расположение окна в диске выбирается в зависимости от положения поршня, Сигнал от распределителя 72, усиленный усилителями 76 и 77, управляет индуктором 78 инжектора.В предлагаемом способе одним инжектором управляют два индуктора. Если один из светоприемников облучается соответствующим ему светодиодом, его сигнал активирует включающий индуктор и одновременно обесточивает выключающий индуктор инжектора. По окончании импульса топлива светодиод выключается и включается выключающий индуктор инжектора, Например, для того, чтобы выключить тот же инжектор индуктор 79 получает от усилителей 80 и 81 сигнал.Указанные усилители включаются в результате прекращения облучения распределителя 72, Аналогично светоприемник 73 управляет срабатыванием индукторов 82 и 83 через соответствующие пары усилителей 84, 85 и 86,87 Таким же образом управляется каждыйинжектор.Формула изобретения1. Система управления подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащая соленоидный инжектор, триггер для выдачи импульсов, соответствующих рабочим циклам двигателя, и генератор, включенный между триггером и соленоидом инжектора, о т л и чающаяся тем, что, сцелью увеличения быстродействия, генератор имеет устройство ограничения продол" жительности импульсов питания до вре" мени, необходимого для поворота коленчатого вала на заданный угол в пределах по меньшей мере одного установленного диапазона скоростей вращения вала.2. Система по п,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что генератор имеет первое устройство для генерирования первых сигнальных импульсов в ответ на импульсы триггера в пределах установленного диапазона скоростей вращения коленчатого вала, имеющих установленную продолжительность, выражен- ную в градусах угла поворота вала, второе устройство для генерирования вторых сигнальных импульсов в ответ179271 на импульсы триггера в пределах установленного диапазона скоростей вращения коленчатого вала, имеющих продолжительность, выраженную в градусах угла поворота вала, изменяющуюся 5 в зависимости от скорости вращения вала, и устройство выдачи импульсов напряжения на соленоид инжектора в ответ на импульсы триггера, включающее компаратор сравнения продолжительнос ти первого и второго сигнальных импульсов и выдачи включающего соленоид импульса с длительностью, равной длительности более короткого из сравниваемых импульсов. 153. Система по и. 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что второе устройство имеет цепь настройки продолжительности импульсов и регулятор продолжительности для выдачи импульсов, имею щих установленную продолжительность, выраженную в градусах угла поворота коленчатого вала, в пределах ряда диапазонов скоростей вращения вала с изменяемой от диапазона к диапазону 25 продолжительностью.4. Система по и. 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, цто первое устройство имеет тахометры генерирования наклонного сигнала, величина которого увели чивается с увеличением скорости вра 29 18щения вала, и мультивибратор, вклюценный с возможностью реагирования накаждый импульс триггера для выдачиуправляющих импульсов и имеющий устройство чувствительное к наклонному сигналу, предназначенное для управления продолжительностью управляющихимпульсов для обеспечения установленной опорной продолжительности, выраженной в градусах угла поворотавала в установленном диапазона скоростей его вращения.5. Системапоп. 1, отличаю.щ а я с я тем, что триггер имеетустройство инициирования импульсовугла поворота вала, а система имееттаймерную управляющую цепь для автоматического смещения момента иници"ирования относительно определенногоположения вала, в зависимости от рабочих характеристик двигателя,6. Система по и. 1, о т л и ч а ю ",щ а я с я тем, что в нее включенацепь ограничения максимума для предотвращения превышения коленчатым валомустановленного предела скорости,1Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СНА М 3800749,кл. 123-32, опублик. 1977.

Смотреть

Заявка

2842380, 11.11.1979

Заявитель

ГОВАРД ЭДГАР ВАН СИКЛЕН

МПК / Метки

МПК: F02M 51/00

Метки: внутреннего, двигатель, подачей, сгорания, топлива

Опубликовано: 07.05.1982

Код ссылки

<a href="https://patents.su/15-927129-sistema-upravleniya-podachejj-topliva-v-dvigatel-vnutrennego-sgoraniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Система управления подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания</a>

Похожие патенты