Способ стабилизации стехиометрического состава смеси в двигателе внутреннего сгорания

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик рц 966267(511 М. Кп.з Р 02 0 33/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) ПриоритетОпубликовано 151082, Бюллетень Мо 38 Дата опубликования описания 15 . 10 . 82 133 УДК 6 21. 43-545 (088. 8) Х.Черн.Шишкин обретени 71) Заявител Научно-исследовательский и эксперименталинститут автомобильного электрооборудови автоприборов(54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ СТЕХИОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА СМЕСИ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ5 О О Изобретение относится к двигателестроению, в частности к автома-. тическому регулированию двигателей внутреннего сгорания,. а именно, к регулированию двигателей легкоготоплива, в том числе с Форкамернофакельным зажиганием.Известен способ стабилизации сте" хиометрического состава смеси в двигателе внутреннего сгорания путем регистрации сигнала от датчика состава отработавших. газов, задания уровня опорного напряжения, соответствующего стехиометрическому составу смеси, сравнения с ним сигнала датчика, вы работки по результатам сравнения разностного сигнала и воздействия им на орган регулирования топливо-воздушной смеси на устранение этого сигнала 1 .В системе, работающей по этому способу, разностный сигнал преобразуют при помощи электронного интегратора с большой постоянной времени в плавно изменяющееся напряжение. Этим обусловлена большая инерционность систеьи регулирования, и запаздывание реагирования системы на изменение состава смеси оценивается временем поряд-. Цель изобретения - улучшени цесса регулирования.Поставленная цель достигается тем, что в способе стабилизации стехиометрического состава смеси в Двигателе внутреннего сгорания вырабатывают в одинаковую фазу каждого рабочего цикла двигателя импульс и формируют управляющий сигнал путем стробирования этим импульсом разностного сигна ла, а результат воздействия каждого управляющего сигнала на орган регулирования сохраняют до получения очередного управляющего сигнала,На фиг. 1 приведена упрощенная функциональная схема системы для реализации способа; на Фиг. 2 показаны зависимость напряжения Ов вырабаты" ваемого датчиком состава смеси (кис лородным датчиком), от коэффициента избытка воздуха Ы, опорное напряжение Боои разностный сигнал (сигнал ошибки) Ц,в= О - Пщ, на фиг. 3 изображены найряжение, вйрабатываемое кислородным датчиком О,в опорное напряжение Бопи разностный сигнал (сигналы ошибкй) Зон,(график а), напряжения на выходе компараторов (график б), стробирующий импульс, вырабатываемый одновибратором (график в),управляющий сигнал на входе одногоиз электромагнитных клапанов (ЭМК)(график г), управляющий сигнал навходе другого ЭМК (график д), поло"жение золотника .клапана-дозатора(график е) и количество дополнительного воздуха, расходуемого при регулировании состава смеси (график ж);на фиг. 4 схематически изображен клапан-дозатор, при этом приняты следующие обозначениями 10.жение сигнала ошибки),05 - напряжение на выходе одного из компараторов, 2006 - напряжение на выходе другого компаратора,01 - стробирующий импульс,0 1 - управляющий сигнал на входейэлектромагнитного клапана(ЭМК),0 В - управляющий сигнал на входеэлектромагнитного клапана(ЭМК),Ро - атмосФерное давление,ьРк - разрежение во всасывающем коллекторе,Р - сила сжатия пружины, действуПющая на диафрагму,Р - сила действующая на диафрагРкРму от разрежения в камереклапана-дозатора,с В6 - цикловой расход дополнительного воздуха,5 - положение золотника клапанадозатора.В состав системы регулирования дляосуществления способа (фиг. 1) вйэдяткислородный датчик ( А -зонд) 1, уровень опорного напряжения на которомзадают потенциометром, операционный 45усилитель 2, датчик высоковольтногоимпульса зажигания для одного из цилиндров 3, свеча зажигания 4, компара торы 5 и б одновибратор 7, схемыФ118 и 9 совпадения, усилители 10 итока, электромагнитные клапаны (ЭЙК)12 и 13, Клапан-дозатор описываемойсистемы (Фиг. 4) содержит электромагнитные клапаны ЭМК 12 и 13, диафрагму 14, пружину 15, камеру 16 дозатора и золотник 17.Процесс регулирования протекаетследующим образом.Если к началу регулирования смесьбогатая, то согласно Фиг. 2 0 ош= 60= О - 0 и ) О (график а, фиг. 3) ипроцессы в цепях схемы осуществляются так, что сигнал ошибки 0 ош, преобразовайный операционным. усилителем2, поступает на компаратор б, и с его 65 выхода напряжение 06(график б,фиг.З)поступает на схему совпадения 9, гдеоно стробируется импульсом 0 (график в , фиг. 3).,Стробирующий импульсполучают с одновибратора 7,которыйзапускается импульсом зажигания свечи4 одного из цилиндров, генерируемымвысоковольтной катушкой 3, т.е. стробирующий импульс вырабатывают в одинаковую фазу каждого рабочего цикладвигателя, в данном случае в моментначала воспламенения смеси в одном изцилиндров,Далее преобразованный сигнал ошиб-ки, т,е. разностный сигнал, стробируемый импульсом 0-, с выхода схемы9 совпадения через усилитель 11 токапоступает с периодичностью Т в качестве управляющего сигнала 0 В на ЭМК 13(график д, фиг. 3).ЭМК 13 (Фиг. 4) на время действияуправляющего сигнала открывает доступразрежению ьР в камеру 16 дозатора,пружина 15 сжимается, и золотник 17вместе с диафрагмой 14 передвигается(график е, Фиг. 3), увеличивая доступдополнительного атмосферного воздуха(давление Ро) во всасывающий коллектор (график ж, фиг. 3), обеспечиваятем самым обеднение смеси (график аФиг. 3) .Положение золотника 17 сохраняетсядо прихода следующего управляющего.сигнала, т,е. воздействие управляющего сигнала на орган регулированиясохраняется до получения очередногоуправляющего сигнала.Когда смесь становится бедной,и сигнал ошибки О, = 0 - 0 О,О,полученное в операционном усилителе2 напряжение преобразованного сигналаошибки воздействует на компаратор 5,и далее через схему совпадения 8 иусилитель 10 тока стробируемый управляющий сигнал поступает на ЭМК 12,который пропускает во время действияэтого сигнала в камеру клапана-дозатора атмосферное давление Ро, оказы"вая на дозатор воздействие, противоположное описанному, т.е. обогащаясмесь.Если до Формирования очередногоуправляющего. сигнала смесь еще неуспела пройти через состояние о =1(фиг. 3), то повторяются предыдущиепроцессы.Таким образом, разностный сигнал,т,е. сигнал Ошибки, воздействует наорган регулирования для устраненияэтого сигнала.В данном способе стабилизации стехиометрического состава отсутствуетнеобходимость применения электронногоинтегратора, и инерционность процесса регулирования практически определяется только инерционностью процес.сов в самом двигателе, которая уменьшается по сравнению с тем случаем, когда применяют электронный интегратор. В сйстеме регулирования, работающей по предложенному способу, время реагирования на изменение состава смеси составляет 1 с, Кроме того, ско рость Отработки сигнала ошибки увеличивается, т.е. инерционность процесса регулирования уменьшается с возрастанием частоты вращения. коленчатого вала благодаря тому, что в результате стробирования период сле дования управляющего сигнала равен продолжительности рабочего цикла двигателя. Предложенный способ обеспечивает такую корректировку -работы 15 карбюратора или такое управление системами впрыска топлива, при которых осуществляется малоинерционная стабилизация стехиометрического состава, что обуславливает снижение токсич- Щ насти отработавших газов.Формула изобретенияСПособ стабилизации стехиометрического состава смеси в двигателе внутреннего сгорания путем регистра д 5 ции сигнала.от датчика состава отработавших газовзадания уровня опорного напряжения, соответствующего стехиометрическому составу смеси, сравнения с ним сигнала .датчика, выработки по результатам сравнения разностного сигнала и воздействия им на орган регулирования топливо-вездушной смеси на устранение этого сигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью. улучшения процесса регулирования, вырабатывают в одинаковую фазу каждого рабочего цикла двигателя импульс и формируют управляющий сигнал путем стробирования этим импульсом разностного сигнала, а результат воздействия каждого управляющего сигнала на орган регулирования сохраняют до получения очередно" го управляющего сигнала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США В 4046118,кл. 123 - 119, опублик. 1977.966267 ему6 ю Фк ВНИИПИ Заказ 7803/45 Тираж 552. ПодписнЪлиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4