Способ регулирования подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

Союз Советскик Социалистических Республик(5 91152 25 3) Приор 1) Р 245 тет - (3 4365 (3 5,12,7 4 Государственный СССР но делам изобр и откры гнимите ений Опубликовано 0507 Дата опубликовани Бюллетень25 УВК 621. 43 .037,2 (088 описания 0507 ранцы лия), Райнхельмут Мауре РГ) осИт ч, Эрнст Линдеррберт Шиндлер Иностранная фирмаРоберт Бош ГмХ(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВ В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ Е 1 О ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(72) Авторы Валерио Бианч изобретения Герхард Кисти Изобретение относится к двигателестроению и, в частности, к способамрегулирования подачи топлива.Известны способы регулирования поцачи топлива в двигатель внутреннего 5сгорания с внешним смесеобразованием,заключающиеся в том,что на входы регулятора подают сигналы от датчика оборотов вала и датчика режимов работыдвигателя и дополнительно вводят сиг- Юнал обратной связи от датчика составасмеси, расПоложенного на выхлопномтрубопроводе, и регулятор выдает кобмотке электромагнитной форсункиуправляющие импульсы с продолжительностью, обеспечивающей коэффициентизбытка воздуха В топливо-воздушнойсмеси сб э 1 11.Однако при таких способах измеряют расход воздуха во впускном трубопроводе, и не учитывают положениедроссельной заслонки, в связи с чемрегулятор не может учитывать все условия режимов работы двигателя,Целью изобретения является повыше" 25ние точности дозирования подачи топлива.Поставленная цель достигается тем,что в регулятор подают сигнал от датчика угла открытия дроссельной эас" 30 донки и вводят от программного блока памяти эмпирический график зависимости продолжительности открытия электро магнитной форсунки от числа оборотов и величины угла открытия дроссельной заслонки, и из графика по величине Сигналов от датчика оборотов вала и угла открытия регулятор вычисляет заданную продолжительность впрыска, ко" торую корректирует в соответствии с сигналом от датчика состава смеси, и выдает управляющий импульс к обмотке с откорректированной продолжительностью,обеспечивающей поступление смеси с М 11. Предложенный способ отличается от известных тем, что на вход регулятора подают сигналы от датчика плавности вращения вала двигателя, вычисля емые по продолжительности двух следующих один за другим оборотов вала двигателя, а сигнала отдатчиков плавности вращения и состава смеси поступают в вычислительный блок, обеспечйвающий наложение сигналов один на другой и выдающий сйгнал к регулятору, соответствующий 4= 1 при величине сигнала от датчика состава смеси с о Ъ 1.673195 4к обмотке последних регулятор 4, ко входам 5-7 которого подключены датчик 8 оборотов, датчик 9 теплового состояния двигателя 10 и датчик угла поворота дроссельной заслонки 2, выполненный в виде потенциометра 11, подвижный элемент 12 которого кинематически связан с приводом дроссельн- ной заслонки 2. 3.Кроме того, предложенный способ-отличается от известных также тем,что вычислительный блок выдает сигналы после множительной обработкибйгйалов от датчиков плавности врайения и состава смеси.ТаКой способ может быть осуществлен устройством, содержащим впуСкной трубопровод с дроссельной заслокой, установленную на трубопроводе поменьшей мере одну электромагнитнуюфорсунку и подключенный к обмотке 1 Опоследней регулятор, ко входу которого подключены датчик оборотов и датчики режимов работы двигателя и к "- дополнительному входу - датчйк состава смеси, установленный на выхлопном 15трубопроводе.Отличие устройства, осуществляющего предлагаемый способ, состоит втом, Фто один из датчиков режима 15 аботы выполнен в виде датчика угла 20поворота дроссельной заслонки, а регулятор снабжен програмным блоком памяти эмпирического графика эависимос"-"тйпродолжительности угла открытияэлектромагнитной Форсунки от числаоборотоФ и величины угла открытиядроссельной заслонки, и датчики обо"ротов и угла открытия подключены кблоку памяти, выдающему сигнал к регулятору в зависимости от сигналовдатчиков, и регулятор выдает к обмотке управляющий импульс, откорректированный по сигналу датчика состава смеси.Предложенное устройство отличаетсяот известных также тем,что выход дат чика состава смеси подключен к вычис-лительному блоку, выход которогоподключен к регулятору, который снаб"жен подключенным к его входу датчиком плавности вращения вала двигателя.Кроме того, датчик плавности вращения подключен к вычислительному блоку, который выполнен с характеристикой о 11, при сигнале от датчика состава смеси с 4 Ф 1, а датчик угла открытия дроссельной заслонки выполнен ввиде потенциометра, подвижный элемент которого кинематически связан сприводоМ дроссельной заслонки;На фиг. 1 изображена схема устрой" ства для осуществления предложенногоспособа регулирования подачитойливав двигатель внутреннего сгорания;на фиГ, 2 - вид на датчик оборотов -"-двигателя; на фиг. 3 - эмпирическийграфик продолжительности открытияэлектромагнитной форсунки от числаоборотов; на фиг. 4 - график выходного сигнала вычислительного блока взависимости от коэффициента избытка 60(воздуха в топливовоздушной смеси.Устройство содержит впускной трубопровод 1 с дроссельной заслонкой 2,установленные на трубопроводе 1 электромагнитные форсунки 3 и подключенный Регулятор 4 имеет программный блок памяти (на чертежах не изображен)эмпирического графика зависимости продолжительности угла открытия электромагнитной форсунки от числа оборотов вала двигателя 10 и величины угла открытия дроссельной заслонки 2Датчик 8 оборотов подключен ко входу 5 регулятора 4 через промежуточный каскад 1: образования импульсов. На выхлопном трубопроводе 14 двигателя 10 установлен датчик 15 состава смеси,подключенный через каскад 16 ко входу 17 вычислительного блока 18, выход которого соединен с дополнительным входом 19 регулятора 4.Двигатель 10 снабжен размещеннымна валу 20 диском 21, который имеетдва элемента 22, индуктивно взаимодействующие с датчиком 8 оборотов,Элементы 22, датчик 8 оборотов и промежуточный каскад 13 образуют датчик.плавности хода двигателя, которыйподключен ко входу 23 вычислительногоблока 18.К потенциометру 11 подключеныпереключатель 24 полной нагрузки ипереключатель 25 холостого хода, соединенныесоответственно с дополнительными входами 26 и 27 регулятора4,На Фиг. 3 изображен эмпирическийграфик продолжительности открытияэлектромагнитных форсунок 3 от числаоборотов, который заложен в програмный блск памяти .регулятора 4. На этомграфике по оси ординат изображенапродолжительность впрыска топлива й 1на каждый ход поршня двигателя 10,а по оси абсцисс - число оборотовдвижения в мин, и, При этом графикимеет кривые 28 - 33, показывающиеизменение продолжительности впрыскатопЛива в завиоимости от оборотоВдвигателя в заданном фиксированномугле открытия дроссельной заслонки,При этом кривая 28 показывает этоизменение при минимальном угле открытия дроссельной заслонки 2, а кривая 33 - при максимальном угле открытия -примерно при 90 . Вид такогографика блока памяти зависит оттипа двигателя и для каждого конкретного типа выполняется свой график.На фиг, 4" показан график выходного сигнала вычислительного блока 18,в котором по оси абсцисс показанкоэффициент избытка воздуха с 6, а по.оси ординат величина выходного сигнала от вычислительного блока 5.67 Способ регулирования подачи топлива в двигатель осуществляется следующим образом.При работе двигателя засасываемый в цилиндры воздух проходит по выпускному трубопроводу 1, а его количество регулируется положением дроссельной заслонки. В поток воздуха вблизи впускных клапанов Форсунками 3 впрыскивается топливо и его количество задается продолжительностью управляющего импульса, поступающего к обмоткам Форсунок 3 от регулятора 4, Последний получает си.налы от датчика 8 оборотов, датчика 9 теплового состояния двигателя 10 и датчика угла поворота дроссельной заслонки. В соответствии с этйми сигналами программйый блок памяти регулятора 4 вычисляет соответственно заложенному эмпирическому графику предварительный импульс продолжительностью 1, Из этого графика видно, что при малом числе оборотов небольшое изменение положения дроссельной заслонки 2 вызывает сравнительно большое изменение продолжительности управляющего импульсато есть большое изменение количества поданного на Форсунки 3 топлива. Соответственно при высоком числе оборотов существенное изменение продолжительности ; управляющего импульса происходит при значительном повороте дроссельной заслонки 2, угол поворота которой определяют потенциометром 11, подвижный элемент 12 которогб" перемещается приводом дроссельной заслонки 2, В крайних положениях заслонки 2 регулятор 4 получает сигналы от переключателей 24 и 25 через входы 2 б и 27, Регулятор 4 получает сигнал о числе оборотов от датчика 8, который вызывает срабатывание промежуточнбго каскада 13 образования импульсов, сигналы от которого подаются на вход 5 и сигналы от датчика 9 температуры, подаваемые на вход б.Вычисленную в регуляторе 4 продолжительность 1 управляющего импульса по программному блоку памяти корректируют по сигналу Б датчика 15 состава смеси, сигналы от которого черезкаскад 16 подаются на вход 17 множи тельного блока, Датчик состава смеси подает сигнал Б, показывающий отклонение состава смеси от стехиометрического, то есть от величины о: 1. При этом наилучшее сгорание смеси в .двигателе происходит при о= 1 или близким к нему значениям и при этом величина сигнала Б минимальная а при значительном обогащении или обедне-нии смеси сгорание ухудшается и величина сигнала Б возрастает. Приэтом работа двигателя на обогащенной смеси, то есть при Ы(К 1, недопустима, так как отработавшие газы при этом ймеют высокую токсичность. Поэтому , вычислительный блок получает на вход 23 сигнал плавности хода двигателя 3195 от датчика 8 оборотов, индуктивно взаимодействующего с элементами 22 в виде сигнала о продолжительности двух следующих .один за другим оборотов двигателя. ВычисЛительный блок 18 выполнен с обеспечением налОжения 5 сигналов от датчика 15 состава смеси и от датчика плавности хода, производит множительную обработку сигналов и выдает управляющий сигнал Б, соответствующий б= 1 при величине сиг нала от датчика состава смеси об(1 исоответствующий составу смеси при С 6 )1. Таким образом сигнал от датчика состава смеси имеет приоритет перед сигналом от датчика плавности вращения приа)1. Как видно из Фиг,4, вычислительный блок 18 может определить, величину сигнала Б как для с 6 г 1, так и для сй:1, и поэтому вторая о 5- ласть графика по фиг. 4 для вычисли О тельного блока является запретной, когда - - О. Фактически состав сме- дЯ б си подаваемой в двигатель, зависит от .режима работы двигателя, и вычислительный блок 18 позволяет нужным об разом корректировать продолжитель. 1 ностьуправляющего импульса, полученную в регуляторе 4 согласно программному блоку памяти,Предложенный способ регулирования 30 и устройство для его осуществления поз.воляют повысить точность дозирования подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания.Формула изобретения 351. Способ регулирования подачи топлива в двигатель внутреннего сго- рания с внешним смесеобразованием, заключающийся в том, что на входы 40 регулятора подают сигналы от датчикаоборотов вала и датчика режимов работы двигателя и дополнительно вводят сигнал обратной связи от датчика состава смеси, расположенного на вых лопном трубопроводе, и регулятор выдает к обмотке электромагнитной Форсунки управляющие импульсы с продолжительностью, обеспечивающей коэффициент избытка воздуха в топливовоз- ;душной смеси с)1, о т л и ч а ю О щ и й с я тем, что, с целью повышения точности дозирования подачи, в регулятор подают сигнал от датчика угла открытия дроссельной заслонки и вводят от программного блока памяти эмпй 55 рический график зависимости продолжительности открытия электромагнитной Форсунки от Числа оборотов и величины угла открытия дроссельной эас" лонки, и из графика по величине сигбо налов от датчика оборотов вала и угла открытия регулятор вычисляет за-ВВданную продолжительность впрыска, которую корректирует в соответствии ссигналом от датчика состава смеси,и выдает управляющий импульс к обмот.- 85 ке с откорректированной продолжите7 6731 льностью, обеспечивающей поступление топливо-воздушной смеси с аЬ 1.2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ ий с я тем, что на вход регулятора подают сигналы от датчика плавности вращения вала двигателя.3. Способ по и. 2, о т л и ч а ю - 5 щ и й с я тем,что датчик плавности Зращения вычисляет сигнал по продолжительности двух следующих один за другим оборотов вала двигателя.4. Способ по пп. 2 и 3, о т л и - 30 ч а ю щ к й с я тем, что сигналы от датчиков плавности вращения и состава смеси поступают в вычислительный блок, обеспечивающий наложение сиг налов обоих датчиков один на другой 5 и выдающий сигнал к регулятору, соот- ветствующий Ф 1 при величине сигнала от датчика состава смеси с об 1.5.Способ по п.4, о т л и ч а ющ и й с я тем, что вычислительный блок выдает сигналы после множительной обработки сигналов от датчиков плавности вращения и состава смеси.б, Устройство для осуществления способа по пп, 1-5, содержащее впускной трубопровод с дроссельной заслонкой, установленную на трубопроводе по меньшей мере одну электромагнитную Форсунку и подключенный к обмотке последней регулятор, ко входу которого подключены датчик оборотов Э 0 и датчики режимов работы и к дополнительному входу - датчик состава смеси, установленный на выхдопном трубопроводе, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что один из датчиков режи ма работы выполнен в виде датчика угла поворота дроссельной заслонки,95 8а регулятор снабжен программным блоком памяти эмпирического графика зависимости продолжительности угла от-крытия электромагнитной форсунки от числа оборотов и величины угла открытия дроссельной заслонки, и датчики оборотов и угла открытия подключены к блоку памяти, выдающему сигнал к регулятору в зависимости от сигналов датчиков, и регулятор выдает к обмотке управляющий импульс, откорректированный по сигналу датчика соста ва смеси.7. Устройство по п.б, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что выход датчика состава смеси подключен к вычислительному блоку, выход которого подключен к регулятору8. Устройство по пп. б, 7, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что регулятор снабжен подключенйым к его входу датчиком плавности вращения вала двигателя.9. Устройство по пп. бо т - л и ч а ю щ е е с я тем, что датчик плавности вращения подключен к вычислительному блоку, который выполнен с характеристикой с 6 1, при .сигнале от датчика состава смесите)1.10. Устройство по пп. б, о т" .л и ч а ю щ е е с я тем, что датчик угла открытия дроссельной заслонки выполнен в видепотенциометра, подвижный элемент которого кинематически связан с приводом дроссельной заслонки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Патент франции .,Р 2201404, кл, Р 02 0 35/00, 1974, .Закаэ О илиал ППП Патент 1, г.ужгород, ул,Проектная