Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорания

сОюз сОВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЯО . УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТизов етениям и ОткРытияГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВАНИЯНУТРЕН -У 8итехнический и ократитьессов.Н.Борисенко оэированияатчик сковленияя снабжен ельство СССР 23/02, 1986. а рыча ндуктивния рото жен м оторе,АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИ ПОДАЧИ ВОЗДУХА В ДВИГАТЕЛЬ НЕГО СГОРАНИЧ (57) Изобретение позволяет длительность переходных пр путем повышения точности д дополнительного воздуха, Д рости движения рычага упра топливного насоса двигател магнитом 9, установленным управления, и катушкой 11 ности, Датчик частоты вращ ра турбокомпрессора 2 снаб1462010 катушкой 12 индуктивности. Первыйвход дифференциального усилителя (У,15 блока управления связан с катушкой 11, второй вход - с катушкой 12,а выход - с обмоткой электромагнитного запорного органа 4 дозирования дополнительного воздуха в двигатель,Неинвертирующий вход У 15 через последовательно соединенные резистор 14 идиод 13 связан с катушкой 11, инвертирующий вход У 15 через последовательно соединенные резистор 19 и диод 18 связаны с катушкой 12. Диод17 и конденсатор 16 У 15 параллельно соединены между собой, одним выИзобретение относится к двигателе- строению, в частности к системам автоматического регулирования воздухоснабжения дизелей.5Целью изобретения является сокращение длительности переходных процессов путем повышения точности дози. рования дополнительного воздуха.На чертеже приведена функциональ ная схема устройства.Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 1 снабжен турбокомпрессором 2, который через трубопровод 3, запорный орган 4, ресивер 5 с предо хванительным клапаном 6 соединен с источником 7 сжатого воздуха. На злцатчике 8 (рычаге управления то- лавного насоса) установлен магнит 9, на роторе турбокомпрессора 2 - 20 магнит 10, которые соответственно связаны с первой катушкой 11 индуктивности и второй катушкой 12 индуктивности. Первые зажимы катушек 11 12 соединены с общей шиной электропитания схемы, Второй зажим первой катушки 11 индуктивности через диод 13 и резистор 14, соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 15, выход которого соединен 30 с первой обкладкой конденсатора 16, катодом диода 17 и первым зажимом обмотки запорного органа 4, Второй зажим обмотки запорного органа 4 соединен с общей шиной электропитания д схемы, Второй зажим второй катушки водом подключены к инвертирующему входу У 15, а другим - к выходу У 15Кол-во подаваемого сжатого воздуха в цилиндры дизеля зависит как от величины перепада нагрузки, так и от массы воздуха, подаваемого турбокомпрессором в цилиндры во время переход ных процессов, что приводит к оптимальному смесеобразованию в цилиндрах при переходных режимах, т,е, повышенным значениям КПД, мощности, а следовательно, к более эффективному приему нагрузки и сокращению длительности переходного процессаил,12 индуктивности через диод 18 и резистор 19 соединен с инвертирующнмвходом усилителя 15, второй обкладкой конденсатора 16 и анодом диода 17. Устройство работает следующимобразом,В установившемся режиме двигателя,когда положение задатчика 8 режимаработы не меняется, взаимное положение магнита 9 и первой катушки 11неизменно и напряжение на. зажимах последней равно нулю, Поэтому сид нална неинвертирующем входе усилителя15 отсутствует, На второй же, инвертирующий вход усилителя 15 при работающем двигателе всегда поступаютположительные импульсы, частота и амплитуда которых пропорвиональны час-.тоте вращения турбокомпрессора, Объясняется это тем, что-при работе ДВСтурбокомпрессор вращается и магнит10 проходит вблизи второй катушки12, возбуждая в ней ЗДС, Следовательно на инвертирующем входе усилителя,15 потенциал более высокий, чем нанеинвертирующем, Однако выходное напряжение усилителя 15 не отрицатель-ное, а нулевое благодаря наличию открытого диода 17. В соответствии сэтим при работе двигателя на установившемся режиме напряжение на обмотке запорного органа 4 равно нулю,запорный орган закрыт и дополнительный воздух в ДВС не поступает, 1462010При резком увеличении подачи топлива, имеющем место при набросе нагрузки на двигатель, магнит 9,связанный с задатчиком 8 режима ра 5боты, проходит вблизи первой катушки 11. На зажимах последней при этомпоявляется напряжение, пропорциональное количеству витков, охваченныхмагнитным потоком, и скорости измейения этого потока, Это напряжениечерез диод 13 поступает на неинвертирующий вход усилителя. В связи сэтим, а также благодаря наличию конденсатора 16 в цепи обратной связи 15усилителя 15, напряжение на выходепоследнего пропорционально одиночному перемещению рычага управления (задатчика 8 режима) и, следовательно,величине приращения нагрузки (при условии отсутствия сигнала на инверти -рующем входе усилителя 15). Такимобразом, при набросе нагрузки на двигатель конденсатор 16 "запоминает"напряжение, пропорциональное величине одиночного перемещения рычага управления топливоподачей (при отсутствии сигнала на инвертирующем входеусилителя).30На инвертирующий вход усилителя 15 поступает, как и в других режимах работы ДВС, периодический сигнал, частота и амплитуда которого пропорциональны частоте ротора турбоком-.прессора 2. С помощью усилителя 15 происходит вычитание этого сигнала из сигнала катушки 11 и интегрирова- ние полученной разности. Поэтому в момент окончания перемещения задатчика 8 режима выходное напряжение уси лителя 15 пропорционально разности массы топлива и воздуха, подаваемого турбокомпрессором. С приходом следующего после указанного момента импуль са с катушки 12 вь 1 ходное напряжение усилителя 15 уменьшается до некоторого уровня, на котором сохраняется до появления следующего импульса на инвертирующем входе усилителя. Дальнейшее поступление импульсов на указанный вход приводит к продолжающемуся снижению выходного напряжения усилителя 15. Таким образом, на выходе этого усилителя действует ступенчато убывающее напряжение, причем каждой частоте вращения турбокомпрессора соответствует определенная скорость убывания этого напряжения. Эта скорость определяется как параметра ми импульсов напряжения на катушке 12, так и постоянной времени интегрирующего усилителя 15. Максимальное же значение этого ступенчато убывающего напряжения имеет место в момент окончания .перемещения задатчика 8и пропорционально разности массы топ -лива и воздуха, поступающего от турбокомпрессора, Поскольку запорный орган 4 выполнен в виде электродинамического пневмоклапана, то подача ,дополнительного воздуха из источника 7 определяется величиной напряжения между зажимами его обмотки. В связи с этим максимальная подача дополнительного воздуха в цилиндры имеет место при максимальном выходном напряжении усилителя 15, т.е. после установления задатчика 8 в положение максимальной топливоподачи при набросе нагрузки. Это означает, что максимальная подача дополнительного сжатого воздуха обеспечивается в первый момент после наброса нагрузки и соответствует разности величины подачитоплива и величины подачи воздуха,нагнетаемого турбокомпрессором 2,Отметим, что с уменьшением приращениятопливоподачи (т,е. с уменьшением величины набрасываемой нагрузки) экстремум массы подаваемого дополнительного воздуха снижается благодаряуменьшению степени открытия запорного органа 4 . По мере раскрутки турбокомпрессора вследствие возросшей(из - за увеличения подачи топлива)температуры и количества газов передтурбиной выходной сигнал усилителя15 ступенчато убывает со скоростью,пропорциональной частоте вращениятурбокомпрессора 2,Момент обнуления выходного напряжения усилителя 15 и, следовательно, продолжительность подачи воздуха зависят от скорости убь 1 вания этого напряжения по частоте вращения ротора турбокомпрессора.Из вышеизложенного следует, что количество подаваемого сжатого воздуха в цилиндры дизеля в предлагаемом устройстве зависит как от величи. ны перепада нагрузки (при набросе), так и от массы воздуха, подаваемого турбокомпрессором в цилиндры дизеля во время переходных процессов (в отличие от известного устройства, где1462010 формула изобретения Составитель В.НиканоровРедактор М.Циткина Техред А.Кравчук Корректор С.Черни РЗаказ б 54/32 Тираж 482 ПодписноеВБИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035 Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина,101 количество подаваемого сжатого воздуха не зависит от указанных факторов и одинаково во время прреходного процесса), что приводит к оптимальному смесеобразованию в цилиндрах двигателя при переходных режимах, т.е. повышенным значением КПД, мощности (по сравнению с прототипом), а следовательно, к более эффективному приему нагрузки и уменьшению длительности переходного процесса. Так как величина расхода топлива в единицу времени благодаря качественному смесеобразованию в предлагаемом устройстве не больше, чем в известном устройстве а длительность переходного процесса меньше, то имеет место повышение топливной экономичности.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение топливной экономичности двигателя по сравнению с известным устройством. Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двига; тель внутреннего сгорания, содержащее датчик скорости движения рычага управления топливного насоса двигателя, снабженный первым магнитом, установленным на рычаге управления, и первой катушкой индуктивности,датчик частоты врашения ротора турбокомпрессора, снабженный вторыммагнитом, установленным на роторетурбокомпрессора, и второй катушкойиндуктивности, и блок управления сусилителем, первый вход которого связан с первой катушкой индуктивности,второй .вход - с второй катушкой ин 10 дуктивности, а выход - с обмоткойэлектромагнитного запорного органадозирования дополнительного воздухавдвигатель, отличающеесятем, что, с целью сокращения длитель 15 ности переходных процессов путем повышения точности дозирования дополнительного воздуха, усилитель блока управления выполнен дифференциальным синвертирующим и неинвертирующим вхо 20 дами и снабжен тремя диодами, двумярезисторами и конденсатором, причемнеинвертирующий вход усилителя черезпоследовательно соединенные один изрезисторов и один из диодов связан25 с первой катушкой индуктчвности, инвертирующий вход усилителя через последовательно соединенные другойрезистор и другой диод связан с второй катушкой индуктивности, а третий30 диод и конденсатор параллельно соединены между собой, одним выводом подключены к инвертирующему входу усилителя, а другим - к выходу усилителя,