Система подачи топлива с электрическим управлением

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфеэ СфветскикСоциалистическихРеаттублик нц 861 698 К АВТОРСКОМУ С ЙТИЛЬСТВУ(51) м. кл.з Г 02 М 51/00 с присоединением заявки Нов Государстаенный номнтет. С,СС.Р яо дедам нзобретеннй н открытнй(23) Приоритет -РЗ) УДК 621.43.038, ,1(088,8) Опубликовано 070981 Бюллетень И 9 33 Дата опубликования описания 070981 И.П.Бородулин,. В,Н.Васильев, А,С.Виноградов и А.И.,Молчанов(Московский ордена Ленина и ордена труДовогоКрасного Знамени институт инженеров железйодброжнох.о.транспорта(54) СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ 2Изобретение относится .к области ,.соедннены.с первым и вторым .счетчндвигателестроения и предназначено нами соответственно, а выходной тригдле регулирования подачи топлива в гер через усилитель связав с электродвигателях. внутреннего сгорания,.пре 5 магнитом форсункн (2),имущественно дизелях, обоРудованных . Однахо в иЗвестнвх системах рЕгуФорсункамн с электрическим управле-лирования наблюдается нестабильностьвием. псдач .топлива, что приводит к снижеИзвестны системы подачИ топливанию экономичности двигателей, особено электрическим управлением для дви- О но на частичных нагрузках в режимахгателя внутренйего сгорания, содержа:-: холостого хода. Снижение экономичнос-.щие датчики положения коленчатого ти.объясняется следующим. Длительвала, триггеры, генераторы импульсов, . ность подачи определяется путем сравсхеьй совпадения .в:виде элементов:И, :. неиия напряжения, вырабатываемогосчетчики и усилители сигналов, сооб- , иа выходе обратной связи, с,напряжещенные с электромагнитами форсу- тэ- вием задания, например, с выхода генок 1. нератора пилообразного напряжения,из-за большого .разброса. Характе- с помощью порогового устройства. этиристик элементов сравнения и обрат- злеяенты обладают большими разбросаной связи такие системы имеют повы- . ми характеристик, причем стабильиостьшенную нестабильность подач, 29 их зависит от условий работы и измеиэвестны системы подачи. топлива . няется с течением времени.с электрическим управлением, содер- Юелью изобретения являетая повмаежащие датчики положения коленчатого ние стабильности подачи топлива ивала, два входных и выходной тригге-экойомичности работы двигателя иары, три схемы Иф, два счетчика, ф частичных нагрузках и холостом ходу.усилитель,. электромагнит форсунки и .Укаэанная цель достигается тем,генераторы постоянной и регулируемой. что система дополнительно содержатчастоты, причем два датчика связаны . узел. запрета подачи, причем один изс первым входным. триггером и два - с .датчиков дополнительно связан совторым, первая и вторая схем Иф. 36 Фчетчиками, выходЫ которых черезтретьк схему И связаны с выходнымтриггером, соединенным также с выходами узла запрета, связанного с первым счетчиком, и второго триггера,соединенного с второй схемой И, подключенной к последнему выходу второго счетчика, а последний выход первого счетчика связан с первым входнымтриггером, подключенным к первойФсхеме И, к которой подключен генератор импульсов постоянной частоты, а огенератор импульсов регулируемой частоты связан о второй схемой И.На Фиг. 1 представлена структурная схема системы, например, длячетырехцилиндрового дизеля; на Фиг.2;один вариант этой систе,ы, на 15Фиг. 3 - другой вариант системы; наФиг. 4 - временная диаграмма.Система регулирования подачи топлива содержит датчики положения коленчатого вала 1, 2, 3 и 4, входные 2 О5, б и выходной 7 триггеры, генераторы импульсов 8 и 9 с регулируемойи постоянной частотами, схемы совпадения 10, 11 и 12, выполненные в виде элементов И, узел запрета подачи 13, счетчики 14, 15 и усилительсигналов 16, сообщенный с электромагнитом 17 Форсунки. Аналогичноканалу 18 выполнены каналы 19, 20,21, а усилители каждого из них соеди- ЗОнены соответственно с электромагнитами 22, 23, 24 Форсунок, Два датчика 1 и 2 соединены со счетным входом триггера 5, а датчик 3 - с входом второго триггера 6, связанногос одним иэ входов триггера 7. Входные триггеры 5 и б через соответствующие входы схем совпадения 10 и 11,подключенных также к генераторамимпульсов 8 и 9 с регулируемой и постоянной частотами, связаны с входа Оми двоичных счетчиков 14 и 15, Счет"чик 14 является узлом измерения рассогласования действительной и заданной частоты вращения коленчатого вала, а счетчик 15 - регулирования 45длительности подачи топлива. Выходыупомянутых счетчиков соединены свходами схемы совпадения 12,подключенной к выходному триггеру 7, сообщенному через усилитель 16 с электро Омагнитом 17 Форсунки (на Фигурах непоказана).Элемент 11 через узел запрета подачи 13, выполненный в виде схемысовпадения, связан с несколькимй выходами счетчика 14,55Выход узла запрета 13 по одномуйэ вариантов соединен с входом установки в ноль выходного триггера 7. Последний выход счетчика 15 соеди- Юнен с входом схемы совпадения 11, ааналогичный выход счетчика 14 - свходом схемы совпадения 10.В описываемой системе имеется дополнителаный датчик 4, соединенный 65 с входами установки в ноль триггера б и счетчиков 14 и 15.После выходного триггера 7 см. Фиг, 3) общего для всех цилиндров канала управления 25 установлен синхронизированный с коленчатым валомраспределитель 26, к которому через усилители 27, 28, 29 и 30 подключены электромагниты 31, 32, 33 и 34 форсунок.Такое выполнение системы позволяет повысить стабильность подачи топлива и, в результате, снизить расходы топлива дизелем, особенно на частичных нагрузках и холостом ходу, так как исключает использование генеРаторов пилообразного напряжения, пороговых устройств и других элементов, присущих аналоговым системам и обладающим большим разбросом характеристик и нестабильностью во времени.Система работает следующим образом.При определенном положении коленчатого вала датчик 1 вырабатывает импульс, опрокидывающий бистабильный триггер 5. на вход схемы совпадения 10 поступает разрешающий сигнал, и импульсы от генератора 8 с регулируемой частотой начинают поступать на вход счетчика 14 рассогласования частоты вращений. После поворота коленчатого вала на заданный угол датчик2 вырабатывает импульс, возвращающий триггер 5 в исходное состояние, в результате чего генератор 8 отключается от счетчика 14. Очевидно, что число импульсов, прошедших на вход счетчика 14, будет пропорци-онально частоте вращения коленчатого вала дизеля, и следовательно в счетчике записывается пропорциональный этой частоте код.При повороте коленчатого вала в положение, геометрическому моменту начала подачи топлива в соответствующий цилиндр, датчик 3 вырабатывает сигнал, опрокидывающий бистабильный триггер б . Сигнал этого триггера через выходной бистабильный триггер 7 и усилитель 16 поступает на электромагнит 17. Форсунки, которая начинаетподачу топлива в цилиндр дизеля. Одновременно с триггера .б на схему совпадения 11 подается разрешающий сигнал, и на вход счетчика 15 регулирования длительности подачи топлива начинают поступать имнульсы от генератора 9 е постоянной частотой. Выходысчетчиков 14 и 15 объединены схемойсовпадений 12 и при определенном сочетании кодов, записанных в счетчиках, на выходе схемы 12 появляетсяимпульс, возвращающий триггер 7 висходное положение и обеспечивающийпрекращение подачи топлива. Такимобразом, фактическая длительностьподачи топлива определяется отклонением действительной частоты вращенияколенчатого вала от заданной. Работасистемы иллюстрируется также временной диаграммой (см. фиг. 4), на которой показан характер изменения сигвалов при работе системы. В частности, приведены сигналы Д 1, Д 2, ДЗ иД 4, вырабатываемые датчиками 1, 2,3 и 4; сигналы Т 1, Т 2, ТЗ на выходетриггеров 5, 6, 7; а Г 1 и т 2- сигналы на выходе генераторов 8 и 9; индексами Сг 1 и СГ 2 обозначены сигналына входах счетчиков 14 и 15; а СС -сигнал на выходе схемы совпадения.При необходимости изменения частоты вращения регулируют частоту генератора импульсов 8.Если частота вращения коленчатоговала значительно меньше заданной,то счетчик 14 заполняется полностью.В момент заполнения последнего разряда импульс с него передается натриггер 5, возвращая его в исходноесостояние. Тем самым генератор 8 отключается от .счетчика 14. В этомслучае подача топлива будет максимальной.Если частота вращения коленчатоговала превысит заданную на величину,большую допуска на отклонение, .то навыходе узла. запрета 13 появляетсясигнал, запирающий схему совпадения11, тем самым обеспечивая запрет.подачи топлива в дизель.При заполнении счетчика 15 сигналс последнего выхода его запираетсхему совпадения 11 и возвращает.триггер 7 в исходное положение, чемобеспечивается ограничение максимальной подачи топливаПри дальнейшем повороте коленчатого вала сигнал с датчика 4 возвращает всю схему в исходное сос. ояние,Аналогично осуществляется регулирование подачи топлива в другие цилиндры дизеля. Для четырехцилиндрового дизеля, система.для. которого вкачестве примера показана на фиг. 1,каналы управления 18, 19, 20 и 21являются самостоятельными и идентичными. Этим достигается большая на-дежность системы, так как при случайном выходе из строя одного каналаостальные продОлжают работать самостоятельно,Общими для всех каналов являютсягенераторы 8 и 9 и датчики 1, 2, 3и 4, причем для второго цилиндрафункции датчика 1 выполняет датчик 2,датчика 2 - датчик 3 и т.д,На фиг. 2 представлена схема, вкоторой выход узла запрета 13 соединен с входом установки вО триггера 7. Если отклонение частотывращения коленчатого зала ог заданной превысит допустимую величнву, тосигнал с выхода узла запрета 13 опрокинет выходной триггер 7, обеспечивая прекращение подачи топлйва. На фиг. 3 представлена схема, вкоторой канал управления 25 является общим для всех цилиндров дизеля. При этом описанные выше процессы для И - цилиндрового дизеля происходят И раз за два или за один оборот коленчатого вала соответственно для четырех или двухтактного дизеля, Сигналы с триггера 7 поступают на распределитель 26, синхронизированный с коленчатым валом дизеля, и в соответствии с порядком работы цилиндров направляются на соответствующие усилители 27, 28, 29, 30 и электромагниты 31, 32, 33 и 34 форсунок. Такая система имеет меньше элементов, чем схема на фиг, 1, и поэтому соответ" ственно более низкую стоимость. Однако надежность ее ниже, так как выход из строя канала управления 25.приводит к выходу дизеля в целом. На дежность в этом случае можно повысить, предусмотрев резервирование канала управления 25. Формула изобретения .25 Система подачи топлива с электрическим управлением, содержащая датчик положен,1 я коленчатого вала, два входных и выходной триггеры,три схемы И, два счетчика, усилитель, 3 О электромагнит форсунки и генераторыпостоянной и регулируемой частоты, причем два датчика связаны с первым входным триггером и два - с вторым, первая и вторая схемы И соединены с первым и вторым счетчиками соответственно, а выходной триггер через усилитель связан с электромагнитом форсунки, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности подачи топлива и экономичности 4 О работы двигателя на частичных нагрузках и холостом ходу, она дополнительно содержит узел запрета подачи, причем один из датчиков дополнительносвязан.со счетчиками, выходы которых 45 через третью схему И связаны с выходным триггером, соединенным также свыходами узла запрета, связанного с первым счетчиком, и второго .триггера, соединенного с второй схемой И:, подключенной К последнему выходу второго счетчика, а последний выходпервого счетчика связан с первым входным триггером, подключенным кпервой схеме Н, к которой подключен генератор импульсов постоянной частоты, а генератор импульсов регулируемой частоты связан с второй схемой ИИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США М 4009695,Кл, 123-90.13 Опублик.1977.2 Бородулин И.П. и др. фЭлектрическая система управления топливоподачей дизеля, И., Труды ИИИТ,ф 518 ф 1977,8616 98аказ 6492 НИИТираж 581 Подписно Филиал ППП "Патентород, ул. Проектная, 4