Устройство управления впрыском топлива в двигатель внутреннего сгорания

О П И С А Н И Е а 855239ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцнаектнчвснихРеспублик(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 26.10. 79 (21) 2832784/25-06с присоединением заявки рш -(ы)м. кл. Г 02 0 5/02 РпударетеаииЫ 1 кемитет СССР ао делам изееретеиий и аткрытийДата опубликования описания 17.08.81А. Н. Борисенкос ":;т-:уХарьковский ордена Ленина политехнический институтим. В.И.Ленина(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВПРЫСКОМ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Изобретение относится к машиностроению, а именно к управлению подачей топлива в двигатели внутренне го сгорания.Известии устройства управления впрыском топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащие датчик угловой скорости вала двигателя, первый и второй формирователи, триггер, реверсивюй счетчик, схему И, генератор импульсов и схемы выхода, вы пслненные в виде последовательно соединенных одновибратора, усилителя и электромагнитного клапана, причем одна из схем выхода включена на выходе схемы И, датчик угловой скорости выполнен в виде постоянного магните, укрепленного на валу, и двух катушек, установленных у вала, первая из которых через первый формирователь свя-З 1 вана со входом установки в единичное состояние триггера и с шиной сброса в нулевое состояние счетчика, вторая через второй формирователь связана со входом установки в нулевое состояние.триггерами прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с шинами сложения и вычитания реверсивного счетчика, выходы которого соединены со входами многовходовой системы И, а вход - сгенератором импульсов 1.1 1.Однако это устройство не может функционировать на многоцилиндровых двигателях, либо требует соответствующих усложнений.Цель изобретения . - расширение технологических функциональных возможностей.указанная цель достигается тем, что в устройство введены счетчикзубьев. вала двигателя, суммирующий счетчик, дополнительный триггер и дешифратор, причем, выход счетчика зубьев подключен ко входу суммирующего счетчика, вход установки в единичное состояние дополнительного триггера соединен с выходом много855239 входовой схемы И и входом одновибратора, выход дополнительного триггера соединен с шиной сброса в нулевое состояние суммирующего счетчика, прямые и инверсные выходы всех разрядов которого соединены со входами дешифратора, соответствующие выходы которого подключены ко входам остальных схем выхода, а последний из выходов соединен со входом установки 1 О в нулевое состояние дополнительного триггера.На чертеже приведена схема устройства.Устройство содержит датчик 1 уг ловой скорости вала 2 двигателя, выполненный в виде постоянного магнита 3, укрепленного на валу 2 двигателя, и двух катушек 4 и 5, установленных у вала 2. Катушка 4 подключена ко 20 входу формирователя 6 импульсов, прямой выход котррого соединен со входом установки в единичное состояние триггера 7, а инверсный - с шиной сброса в нулевое состояние реверсив ного счетчика 8, Прямой и инверсный выходы триггера 7 соединены соответственно с шинами сложения и вычитания реверсивного счетчика 8. Катушка 5 через Формирователь 9 импульсов 30 связана со входом установки в нулевое состояние триггера 7. Выход генератора 10 импульсов соединен со входом реверсивного счетчика 8. Выходы реверсивного счетчика 8 соедине ны со входами многовходовой схемы И 11, Выход многовходовой схемы И 11 через последовательно соединенные одновибратор 12 и усилитель 13 связан с электромагнитным клапаном 14 40 и соединен со входом установки в единичное состояние дополнительного триггера 15.Счетчик 16 зубьев установлен у зубчатого колеса 17, насаженного на вал 2 двигателя. Выход счетчика 16зубьев подключен ко входу суммирующего счетчика 18, а выход дополнитель" ного триггера 15 - к шине сброса в нулевое состояние суммирующего счетчика 18. Прямые и инверсные выходы 0 всех разрядов суммирующего счетчика 18 соединены со входами дешифратора 19. Соответствующие выходы дешифратора 19 подключены ко входам дополнительных одновибраторов 20-22. Последний из используемых выход дешиф.ратора 19 соединен со входом установки в нулевое состояние дополнительфного триггера 5. Выходы доло,.:. ных одновибраторов 20-22 через дополнительные усилители 23-25 связаны соответственно с дополннтельнымн электромагнитными клапанами 26-28, Число электромагнитных клапанов 1426-28 соответствует числу цилиндров двигателя.Устройство работает следующим образом.Предположим, что при работе двигателя первый поршень проходит через верхнюю мертвую точку. В этом случае магнит 3 проходит вблизи катушки 4 и на ее зажимах вследствие изменения магнитного потока, пронизывающего ее витки, возникат импульс напряжения, поступающий на вход Формирователя 6 импульсов. На прямом выходе формирователя 6 импульсов появляется единичный импульс, длительность которого является заданием времени опережения впрыска. Этот импульс устанавливает триггер 7 в единичное состояние, Единичный сигнал с прямого выхода триггера 7 подается на шину сложения реверсивного счетчика 8 и переводит его в режим сложения. Одновременно с единичным импульсом нв прямом выходе формирователя 6 импульсов на его инверсном выходе действует нулевой сигнал, поступающий на соответствующую шину реверсивного счетчика 8 и сбрасывающий этот счетчик в нулевое состояние. После окончания действия нулевого сигнала на шине сброса в нулевое состояние реверсивного счетчика 8 начинается запись информации в этот счетчик с генератора 10 импульсов. Запись информации в реверсивный счетчик 8 продолжается до момента прихода первого поршня в нижнюю мертвую точку. Когда этот поршень приходит в нижнюю мертвую точку, магнит 3 проходит вблизи катушки 5, так как вал 2 поворачивается на полоборота. При этом, вследствие изменения магнитного потока, пронизывающего витки катушки 5, на ее зажимах появляется импульс напряжения, поступающий на вход формирователя 9 импульсов. Выходной единичный короткий импульс формирователя 9 импульсов устанавливает триггер 7 в нулевое,состояние, а единичный сигнал с инверсного выхода триггера 7 переводит реверсивный счетчик 8 в режим вычитания, При движении первого порш85523 ня из нижней мертвой точки в верхнюю происходит считывание ранее записанной в реверсивный счетчик 8 информации, причем считывание информации происходит импульсами той же частоты5 следования, что и запись, При полном считывании информации все разряды ре-. версивного счетчика 8 оказываются в нулевом состоянии и на всех входах мнсговходовой схемы И 11 действуют нуО левые сигналы, На выходе многовходовой схемы И 11 остается нулевой сигнал. При подаче следующего импульса с выхода генератора 1 О импульсов на вход реверсивного счетчика 8 все раз ряды этого счетчика переходят в единичное состояние, на всех входах многовходовой схемы И 1 одновременно появляются единичные сигналы, в результате чего на выходе этой схемы 20 также появляется единичный сигнал, С приходом следующего импульса на.вход реверсивного счетчика 8 его младший разряд переходит в нулевое состояние, на одном из входов многовходовой схемы И 11 единичный сигнал исчезает, вследствие чего исчезает единичный сигнал и на выходе этой схемы. Возникший на выходе многовходовой схемы И 11 единичный сигнал 30 опрокидывает одновибратор 12, который формирует импульс. Длительность последнего определяет длительность впрыска топлива. После усиления по мощности усилителем 13 импульс попа- З 5 дает на обмотку электромагнитного клапана 14, открывая его. Происходит впрыск топлива в первый цилиндр. По окончании указанного импульса впрыск топлива прекращается. 40Поскольку запись и считывание информации в реверсивном счетчике 8 осуществляются импульсами одной частоты следования. время записи некоторого числа равно времени его е 5 считывания. Так как единичныйимпульс на выходе многовходовой схемы И 11 появляется не в момент полного считывания числа в реверсивном счетчике 8, а на промежуток времени, равный пе риоду следования импульсов генератора 10 импульсов, позже, то интервал времени ог момента окончания выходного импульса формирователя 6 импульсов до момента начала выходного импульса формирователя 9 импульсов (момента прихода первого поршня в нижнюю мертвую точку), равный времени записи, ока 9 4зывается на величину периода следования выходных импульсов генератора 10импульсов меньше, чем интервал времени от.момента прихода первого поршня в нижнюю мертвую точку до моментаначала впрыска топлива. Поэтому, еслив пределах одного оборота угловаяскорость вала 2 постоянна, что соответствует равенству интервалов времени движения поршня из верхней мертвой точки в нижнюю и обратно, фактическое время опережения впрыска, равное раэности полупериода вращения вала 2 и промежутка времени от момента .прихода первого поршня в нижнюю мертвую точку до момента начала впрыскана величину периода следования выходных импульсов генератора 10 импульсов меньше заданного времениопережения, равного разности полупериода вращения вала 2 и времени записи числа в реверсивный счетчик 8,Так как заданное время опережениявпрыска (длительность единичного выходного импульса формирователя 6 импульсов) и период следования выходных импульсов генератора 10 импульсовпостоянны и не зависят от угловойскорости вала 2, фактическое времяопережения .впрыска также постоянно,Фактический же угол опережения впрыска, равный произведению фактическоговремени опережения вн на угловую скорость вала 2, изменяется взависимости от скоростного режимаработы двигателя. Так происходит регулирование угла опережения впрыска впервый цилиндр, в котором движетсяпервый поршень.Рассмотрим теперь работу остальной части устройства, обеспечивающей подачу. топлива в другие цилиндры двигателя,.Предположим, что двигатель имеетеще три цилиндра - второй, третий ичетвертый, Подача топлива яо второй,третий и четвертый цилиндры осуществляется соответственно дополнительными электромагнитными клапанами 2628.При появлении выходного единичного импульса многовходовой схемы И 11происходит не только формирование начала импульса впрыска топлива в первый цилиндр, но и установка в единичное состояние дополнительного триг"гера 15. Ранее, когда этот триггернаходился в нулевом состоянии, сум 7 8552 мирующий счетчик 18 находился в сбро-шенном состоянии и запись информации в него не происходила. С переходом дополнительного триггера 15 в единичное состояние запись числа в сумми 5 рующий счетчик 18 разрешена. При повороте вала 2 поворачивается и насаженное на него зубчатое колесо 17, вследствие чего.на выходе счетчика 16 зубьев появляются единичные им 10 пульсы, число которых соответствует числу пройденных вблизи счетчика 16 зубьев колеса. Укаэанные импульсы поступают на вход суммирующего счетчика 18, в котором происходит запись 15 инФормации. Число, записанное в суммирующем счетчике 18, соответствует числу зубьев, на которое повернулось колесо 1 после Формирования начала импульса впрыска в первый цилиндр 20 двигателя. Выходные сигналы с прямых и инверсных выходов суммирующего счетчика 18 поступают на входы дешифратора 19, у которого лишь на одном из выходов действует единичный сиг нал. Номер этого выходного зажима соответствует числу, записанному в суммирующий счетчик 18, а следовательно, числу зубьев, на которое повернулось зубчатое колесо 17 после 50 начала впрыска в первый цилиндр (в качестве примера в блок-схеме на чертеже представлен трехходовой дешифратор, у которого выходные зажимы нумеруются цифрами 0-7 сверху вниз) . 55 При повороте зубчатого колеса 17 нанекоторое число зубьев, например натри, появляется единичный сигнал на третьем выходном зажиме дешифратора 19 исчезающий при дальнейшем повороте 40 вала 2. Указанный выходной импульс поступает на вход дополнительного одновибратора 20, переводя его в состояние квазиравновесия. Выходной единичный импульс дополнительного одКовибратора 20 поступает на вход дополнительного усилителя 23, где он усиливается по мощности, С выхода дополнительного усилителя 23 импульс поступает на обмотку дополнительного электромагнит О ного клапана 26, открывая последний. Происходит впрыск топлива во второй цилиндр в течение времени, определяемого длительностью выходного импульса дополнительнОго одновибратора 55 20. При повороте вала 2 и вместе с ним зубчатого колеса 17 еще на некоторое число зубьев, например на два,39 8Появляется единичный сигнал на пятомвыходном зажиме дешифратора 19, исчезающий при дальнейшем повороте вала 2.Одновременно с появлением указанногоединичного импульса опрокидывается дополнительный одновибратор 21, формирующий импульс с дпительностью,определяемой необходимой продолжительностью впрыска топлива. После усиления по мощности дополнительным усилителем 24 импульс поступает на обмотку электромагнитного клапана 27, открывая его, Происходит впрыск топлива в третий цилиндр двигателя. Приповороте вала 2 и вместе с ним зубчатого колеса 17 еще на некоторое числозубьев, например на два, появляетсяединичный сигнал на седьмом выходном зажиме дешифратора 19, исчезающий при дальнейшем поворотевала 2. Этот единичный импульс опрокидывает дополнительный одновибратор 22и устанавливает дополнительный триггер 15 в нулевое состояние. Его нулевой сигнал сбрасывает суммирующийсчетчик 18 в "0" и запрещает записьчисла в суммирующий счетчик 18 допоявления следующего импульса впрыска топлива в первый цилиндр. Выход -ной единичный импульс дополнитель-ного одновибратора 22 поступает навход дополнительного усилителя 25.Усиленный по мощности импульс с выхода дополнительного усилителя 25 поступает на обмотку дополнительногоэлектромагнитного клапана 28, открывая его. Происходит впрыск топлива вчетвертый цилиндр двигателя. Продолжительность впрыска определяется,как и ранее, длительностью импульсасоответствующего одновибратора. Поскольку разность углов поворота вада 2 двигателя, пои котором происходит врыск топлива в цилиндры,определяется соответствующим числом зубьев зубчатого колеса 17 и остается постоянной при любом скоростном режиме работы двигателя, угол опережения впрыска топлива во второй, третий и четвертый цилиндры,изменяется в соответствии с углом опережения впрыска в первый цилиндр. Так, например, при увеличении угловой скорости вала 2 впрыск топлива в первый цилиндр происходит при меньшем Угле поворота этого вала относительно верхней мертвой точки пер5 10 20 25 30 35 Формула изобретения Устройство управления впрыскомтоплива в двигатель внутреннего сго" 40. рания, содержащее датчик угловой скорости вала двигателя, первый и второй формирователи, триггер, ревер,сивный счетчик,схему И, генератор импульсов и схемы выхода, выполненные в 45 виде последовательно соединенных одновибратора, усилителя и электромаг"нитного клапана, причем одна из схемвыхода включена на выходе схемы И,,датчик угловой скорости выполнен в 50 виде постоянного магнита, укрепленного на валу, и двух катушек, установленных у вада, первая из которыхчерез первый формирователь связанасо входом установки в единичное сосР55 тояние триггера с шиной сброса внулевое состояние счетчика, вторая,:через второй формирователь связанасо входом установки в нулевое состояФ 9 8 вого поршня; впрыск топлива во второй цилиндр, начинающийся после поворота зубчатого колеса 1 на три ;зуба, происходит также при меньшем угле поворота вала 2 относительно . верхней мертвой точки первого поршня; внрыск топлива в третий цилиндр, начинающийся после поворота зубчатого колеса 17 еще на два зуба, происходит также при меньшем угле поворота вала 2 относительно верхней мертвой точки первого поршня; впрыск топлива в четвертый цилиндр 1 начинающийся после поворота зубчатого колеса еще на два зуба, происходит также при меньшем угле поворота вала 2 относительно верхней мертвой точки первого поршня. Поскольку разности углов поворота вала 2, при которых поршни двигателя находятся в верхних мертвых точках остаются постоянными, то впрыск топлива во второй цилиндр происходит при меньшем угле новорота вала 2 относительно верхней мертвой точки не только первого поршня, а и второго 1 впрыск топлива в третий цилиндр происходит при меньшем угле поворота вала 2 относительно верхней мертвой точки не только первого поршня, а и третьего; впрыск топлива в четвертый цилиндр происходит при меньшем угле поворота вала 2 относительно верхней мертвой точки не толькопервого поршня, а и.четвертого Таким образом, при увеличении угловой скорости вала 2 происходит увеличение угла опережения впрыска топлива во все цилиндры двигателя.При уменьшении угловой скорости вала 2 угол опережения впрыска топлива в первый цилиндр уменьшается, т.е. впрыск происходит нри большем угле поворота вала 2 относительно верхней мертвой точки первого поршня. Так как единичный импульс на третьем выходе дешифратора 19 появляется при повороте зубчатого колеса 17 на .три зубапосле начала подачи топлива в первый цилиндр, то впрыск топлива во второй цилиндр происходит также при большем угле поворота вала 2 относительно верхней мертвой точки первого (а, значит, и второго)поршней, т.е. угол опережения впрыска во вто рой цилиндр также уменьшается. Единичный импульс на пятом выходе дешифратора 19 появляется при повороте зубчатого колеса 17 на два зуба пос 55239 10 ле начала подачи топлива во второй цилиндр (или при повороте колеса на пять зубьев после начала подачи топлива в первый цилиндр), вследствие чего впрыск топлива в третий цилиндр происходит при большем угле поворота вала 2 относительно верхних мертвых точек первого, второго, а значит, и третьего поршней, т.е. угол опережения впрыска в третий цилиндр также уменьшается при уменьшении угловой скорости вала 2. Поскольку единичный импульс на седьмом выходном зажиме дешифратора 19 появляется при повороте зуб-. чатого колеса 17 после начала подачи топлива в первый цилиццр на семь зубьев, то впрыск топлива в четвертый цилиндр при уменьшении угловой скорости происходит нри большем, угле поворота вала 2,относительно верхней мертвой точки первого (а значит, и четвертого) поршней, т.е угол опережения впрыска в четвертый цилиндр также уменьшается.Предлагаемое устройство обладает более высокой надежностью работы и обеспечивает регулирование угла опережения впрыска топлива в зависимости от угловой скорости вала не только в один цилиндр или цилиндры, работающие в одинаковых фазах топливоподачи, а и в цилиндры, работающие в разных фазах топливоподачи.Составитель Н. ПатрахальцевТехре А. Ач Кор екто С.Шекмар Редактор М, Хома Подписное митета СССР ткрытий кая наб. ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва Ж, РаушФилиал ППП Патент , г. Ужгород, ул . Проектная,11 855239 12ние триггера, прямой и инверсный вы-ратора, выход дополнительного тригходы которого соединены соответствен- гера.соединен с шиной сброса в нуно с шинами сложения и вычитания ре- левое состояние суммирующего счетверсивного счетчика, выходы которого чика, прямые н инверсные выходы всехсоединены со входами многовходовой5разрядов которого соединены со вхосхемы И, а вход - с генератором им- дами дешифратора, соответствующиепульсов, о т л и ч а ю,щ е е с я выходы которого подключены ко входамтем, что, с целью расширения функ- остальных схем выхода, а последний изциональных возможностей, в устройство выходов соединен со входомустановкивведены счетчик зубьев вала двигателя 10 в нулевое состояние дополнительногосуммирующий счетчик, дополнительный триггера,триггер и дешифратор, причем, выходсчетчика зубьев подключен ко входу Источники информациисуммирующего счетчика, вход установки принятые во внимание при экспертизев единичное состояние дополнитель 1. Авторское свидетельство СССРного триггера соединен с выходом мно по заявке В 2707197/25-06,говходовой схемы И и входом одновиб кл. Г 02 0 502, 1978,