Система автоматического регулирования угла опережения впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания

Союз Советскик Соцналистическиз РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ВТИЛЬСТВУ н 775363(22) Заявлено 15.12.78 (21) 2697436/25-06с присоединением заявки йо (23) ПриоритетОпубликовано 3010,80 Бэоллетень МУ 40Дата опубликования описания 03.11. 80(53)М, К,з Г 02 О 5/02 Государственный комитет СССР Йо Аеаам НЗОоретення н открытнй(72) Авторы изобретения Л. Н. Попов и В. И. Кубанцев Центральный научно-исследовать".вский и конструкторскийинститут топливной аппаратуры автотракторныхи стационарных двигателей(5 Й)СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1Изобретение относится к области двигателестроения,преимущесавенно к системам регулирования топливоподающей аппаратуры.Известны системы автоматического 5 регулирования угла опережения впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащие акселерометр, блок управления, сервомотор, насос высокого давления и форсунки двигателя,причем акселерометр связан с валом двигателя и включен на один из входов блока управления, соединенного выходом с сервомотором, а насос содержит топлнвоподающий элемент, регулятор 15 частоты вращения и плунжерный аккумулятор 1( ъВ известных системах подпружиненная масса акселерометра при ускорении, перемещаясь в направлении против вращения, замыкает один контакт, а при замедлении, перемещаясь в направлении вращения, замыкает другой контакт, Поиск оптимального угла опережения впрыска осуществляется на основе ана-.25 лиза знака ускорения. На переходных режимах(разгон, торможение и др,)чувствительный элемент(подпружиненная масса) занимает одно иэ крайних положений и выдает сигнал одного энака,не 2зависимо от поисковых движений вибратора. Таким образом, на переходных режимах известные систеМы не обеспечивают направленного поиска оптимального угла опережения впрыска(поиск прекращается). Известно также, что в системах экстремального регулирования инерционных объектов-транспортных средств использование указанного за . кона приводит к увеличению времени поиска оптимального значения регулируемого параметра и к больщой амплитуде автоколебаний исполнительного механизма, понижающих показатели двигателя.Таким образом, известные систеаа не обеспечйваютдостаточной точности и быстродействия регулирования угла опережения,Целью изобретения является по вынение. точности и быстродействия регулирования угла опережения впрыска топлива.Указанная цель достигается тем,что система дополнительно содержит дифференциатор и формирующий распределитель, причем, дифференциатор включен между другим входоМ блока управления и акселерометром, а формирующий распределитель своими тремя входамисвязан с выходами сервомотора, регулятора плунжерного аккумулятора, авыходами - с форсунками,Блок управления содержит источникопорного напряжения, сумматор и преобразователь выходного сигнала вовременной интервал, которые соедине.ны последовательно, причем оба входа блока управления размещены в сумматоре, а выход - в преобразователе.На чертеже приведена схема системыСистема автоматического регулирования угла опережения впрыска топлива содержит последовательно соединенные акселерометр 1, связанный с коленчатым валом двигателя 2, блок 3управления включающий сумматор 4,источник 5 опорного напряжения ипреобразователь 6 входного сигналаво временный интервал, сервомотор 7,а также топливный насос 8 высокогодавления, включающий топливоподающийнасос, плунжерный аккумулятор 10 ирегулятор 11 частоты вращения, соединенный с коленчатым валом 12 двигателя, снабженного форсункой 13.Система снабжена дифференциатором 14,вход которого соединен с выходом акселерометра 1, а выход - с сумматором 4 блока 3 управления 1 крометого, система содержит Формирующий.распределитель 15, один вход которого соединен с сервомотором 7, второй - с регулятором 11 частоты вращения, а третий - с выходом плунжерного аккумулятора 10; выход Формирующего распределителя 15 соединен сФорсункой 13.Насос 9 с плунжернымаккумулятором 10, связанный с коленчатым валом 12 двигателя, последовательно соединенный с третьим входомФормирующего распределителя 15 и Фор.сункой 13,образуют контур топливопо.дачи. Насос 9, последовательно соединенный с регулятором 11 частотывращения, вторым входом формирующегораспределителя 15 образуют основнойконтур регулирования подачи топливапо величине и, по углу опережениявпрыска топливаАкселерометр 1, связанный с коленчатым валом 12 двигателя и последовательно соединенный с дифференциатором 14, блоком управления 3, сервомотором 7, первым входом формирующего распределителя 15 и форсункой 13образуют контур оптимизации углаопережения впрыска топлива. Выходакселерометра 1 также соединен совторым входом блока управления 3,Сумматор 4, один вход которого соединен с акселерометром 1, второй - свыходом дифференциатора 14, третий -с.источником опорного напряжения 5,соединен с преобразователем б выходного сигнала во временной интервал,выход которого соединен с входом сервомотора 7 (интегратора), 60 65 13 двигателя.Акселерометр 1 сигнал углового ускорения одновременно подает на сумматор 4 и дифференциатор 14, где он дифференцируется в рабочем диапазоне частот. На сумматор 4 также поступа.Насос 9 обеспечивает дозиронаннеи нагнетание топлива в плунжерныйаккумулятор 10.Плунжерный аккумулятор 10 аккумулирует цикловую подачу топлива и приоткрывании отверстий формирующегораспределителя 15 выталкивает ее через форсунку 13 в камеру сгораниядвигателя.Регулятор частоты вращения 11 ав 0 томатически стабилизирует заданнуючастоту вращения коленчатого вала 12двигателя,Акселерометр 1 беинерционного типаизмеряет величину и знак угловогоускорения вращения коленчатого вала.двигателяДифференциатор 14 дифференцируетугловое ускорение коленчатого валадвигателя.Блок 3 управления - устройство,20 позволяющее с помощью сумматора 4суммировать и усиливать входящие внего сигналы, а с помощью преобразователя 6 преобразовывать сигнал в импульс постоянной амплитуды, длительность которого пропорциональна величине амплитуды входного сигнала.Источник 5 опорного напряжения подает в сумматор 4 постоянный сигнал,с которым сравниваются другие сигналы, поступающие в него. С помощью источника 5 опорного напряжения можноподстраивать блок 3 управления.Сервомотор (интегратор) 7 интегрирует и усиливает выходящий сигнализ блока управления 3. Формирующийраспределитель 13 - устройство, позволяющее совместно с плунжерным ак кумулятором 10 формировать закон цикловой подачи и угол опережения впрыска топлива, а также распределять тоф 0 пливо по Форсункам 13 двигателя.Форсунка 13 - обычная гидромеханическая с пружинным эапиранием иглыраспылителя.Система работает следующим обра 4 зомТопливо из бака засасывается под.качивающим насосом и подводится к насосу 9, Насос 9 отмеряет цикловую подачу топлива, величина которой устанавливается регулятором 11 частотывращения в соответствии с режимом работы двигателя, и нагнетает ее в:плунжерный аккумулятор 10 под высокимдавлением. Далее цикловая подача топлива подводится к формирующему распределителю 15, который в соответствиис .выходным сигналом регулятора 11формирует закон впрыска, устанавливает угол опережения впрыска и распределяет цикловые подачи по форсункамет сигнал от источника опорного сигнала 5. Выходной сигнал с сумматора 4 подается на вход преобразователя 6, который формирует прямоугольный импульс постоянной амплитуды длительностью, пропорциональной величине выходного сигнала сумматора 4,но не превышающего некоторого постоянного значения с , .Этот сигнал подается на вход сервомотора (интегратора)7, где он интегрируется, усиливается и подается на вход Формирующего распределителя 15. Интегрирование прямоугольных импульсов, например положительных, осуществляется в течение времени с когда угол опережения впрыска возрастает. По истечении времени с, полярность выходного сигнала преобразователя 6 меняется на противоположную,и сервомотор 7 начинает интегрировать отрицательные импульсы в течение времени с, когда угол опережения уменьшается. За время с, -с угол опережения впрыска изменяется на величину, пропорциональйую разности с, -с . Таким образом, за время.д с=с -с 2 угол опережения впрыска изменится на величину Ь 9 =.КИ, где К - скорость изменения угла опережения впрыска формирующим распределителем. За. несколько циклов колебаний блок 3 управления устанавливает оптимальный угол опережения впрыска, оценивая свое действие на двигатель по изменению его мощности (производной углового ускорения) по замкнутой системе через обратную связь (акселерометр 1, дифференциатор 14 и т.д.) .При достижении оптимального значения устанавливаются симметричные колебания угла опережения впрыска относительно оптимального значения.При изменении скоростного или нагруэочного режима двигателя регулятор 11 обеспечивает основную установку угла опережения впрыска топлива. Для нахождения оптимального значения угла опережения впрыска топлива (для каждой. основной установки)блок 3 управления посылает поисковые сигналы через сервомотор 7 на формирующий распределитель 1. Так контур оптимизации параллельно с основным контуром оптимизирует угол опережения впрыска для каждого режима работы двигателя.0 15 Формула изобретения распределитель, причем дифференциатор включен между другим входом бло ка управления и акселерометром,а Формирующий распределитель своимитремя входами связан. с выходами сервомотора, регулятора и плунжерного аккумулятора, а выходамй - с форсункащ .ми.2. Система по и1, о т л и ч а ющ а я с я .тем, что блок управлениясодержит источник опорного напряжения,сумматор и преобразователь выходногосигнала во временной интервал, кото рые соединены носледовательно,причемоба входа блока управления размещеныв сумматоре, а выход - в преобразователе. 50 20 25 30 Система позволяет повысить точность и быстродействие регулирования угла опережения впрыска в топливной аппаратуре, что удовлетвОряет требованиям современной эксплуатации транспортных дизелей.Применение подобных систем на дизелях позволяет не только повысить мощностные и экономические показатели дизелей, но и значительно повысить их технический уровень, существенно расширить их Функциональные воэможности в области оптимизации всех основных параметров процесса топливоподачи. 1. Система автоматического регулирования угла опережения впрыска топлива в двигатель вну-.реннего сгорания, содержащая акселерометр, блок управления, сервомотор, насос высокого давления и Форсунки двигателя, причем акселерометр связан с валОм двигатела и включен на один вход блска управления, соединенного выходом с сервомотором, а насос содержит топливоподающий элемент, регулятор частоты вращения и плунжерный аккумулятор, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения точности и быстродействия, онадополнительно содержит дифференциатор и Формирующий Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ 9 1125230,Г 02 0 5/00, опублик. 1962.Составитель Н. ПатрахальцевРедактор Л, Гольдина Техред .С,Мигунова Корректор Н. Григорук Заказ 768ВНИИ 130 Филиал П П Патент , г, Ужгород, ул. Проектная,4 4 Тираж бОИ Государственного комитпо делам изобретений иМосква, Ж, Раушская Подписи та СССР ткрытий наб., д. 4/