Система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания

О Л И С А Н И Е М 971116ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветснмхСоцналнстическнкРеспублмк Ю ПАТЕНТУ(51) М. Кл,3 Г 02 и 5 1/00 фщудардюаы каиятйт СССР аа двлаи аэабретеаей н открцтий(5 З) УЙ 1621.43. .038 5 (088.8) Опублнковано 30.10.82.Бюллетень Ж 40 Дата опубликования описания 30.10.82(Т 2) Автор изобретения Иностранец Кристофер КостеллоИностранная фирмаЛукас Индастриз Лимитед" ( Великобритания 1(54) СИСТЕМА ВПРЫСКА ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ1Изобретение относится к системам топливоподачи с электромагнитным приводом насоса и электронным управлени. ем.Известна система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащая насос-форсунку с йлуижером, гильзой, форсункой, насосной камерой, клапаном регулирования подачи топлива в насосную камеру, электромагнитным уст- а ройством перемещения плунжера в направлении к форсунке, силовой цепью питания электромагнитного устройства и пружиной возврата плунжера в исходное положение, и систему управления насос-форсункой, 15 содержащую преобразователи и. формирователи положения плунжера, положения коленчатого вала и кулачкового вала, преобразователи скорости, подачи топлива и дешифратор скорости, цепь начала по- .ра дачи и компаратор на выходе формирователя положения плунжера, причем насосная камера размещена между плунжером и форсункой, клапан размещен в плунжере, а электромагнитное устройство со- я 5 держит суппорг с ребрами и полый цилиндрический держатель с коническими ребрами 1 .Недостатком известной системы является повышенная сложность конструкши.Пель изобретения - повышение надежности еУказанная цель досчигается тем, что снстема содержит дополнительно четыре электронных устройства и блок памяти с картой времени, причем первое электронное устройство для подачи элеитронного тока на электромагнитное устройство включено между цепью начала подачи и силовой цепао, второе - между компаратором и силовой цепью для прекращения подачи электрического тока на электромагнитное устройство, третье для подачи сигнала о требуемом количестве топлива связанос преобразователем подачи топлива, компаратором и дешифратором скорости связанным через блок памяти параллельно с компаратором, цепью нвчала подачи и четвертым элек 3 97111тронным устройством для генерированиясигнала о положении вращающихся частейдвигателя, соединенным с выходом формирователей положения коленчатого икулачкового валов. 5На фиг, 1 представлено конструктивноевыполнение насос-форсунки, разрез; нафиг, 2 - блок-с:ема системы управления;на фиг. 3 - диаграмма, иллюстрирующаявзаимосвязь между подачей топлива и 10электроэнергией,Насос-форсунка (фиг. 1) имеет полыйцилиндрический ступенчатый корпус 1, вболее узком конце которого установленафорсунка 2. Корпус 3 ферсунки имеет 15уступ на одном конце для крепления ккорпусу насоса, Корпуса 1 и 3 скрепленыв данном случае с помощью электроннолучевой сварки.В корпусе 3 выполнено отверстие, в 20котором установлен с воэможностью скольжения клапан 4, тарелка 5 которого взаимодействует с седлом, выполненным нанаружной поверхности корпуса 3, Клапан4 имеет проточку, благодаря которой 25при отходе тарелки 5 от седла осуществляется поступление топлива в камерусгорания двигателя. На конце клапана,противоположном взаимодействующемус седлом, установлен опорный стакан 6, Зовзаимодействующий с одним концом цилиндрической пружины 7 сжатия. Противоположный конец пружины 7 опирается накорпус 3. Таким образом, тарелка прижата к седлу и поднимается с него под.воздействием давления топгйва в камере8 насоса внутри более узкой части корпуса 1.Объем насосной камеры изменяетсяс помощью плунжера 9 насоса, которыйустановлен с возможностью сколыкениявнутри гильзы 10 с фланцем, запрессованной в уступе, выполненном: на внутренней поверхности узкой части корпуса 1.Плунжер 9 подпружинен в противоположномнаправлении, т.е. в направлении, при котором увеличивается объем камеры 8,при помощи цилиндрической пружины 11сжатия, расположенной между гильзой10 И головкой 12 плунжера 1 Ъцп а сохраняет свое положение неизменным, будучи эапрессовнна в корпусе 1.Плунжер 9 имеет проточку, в которойустановлен обратный клапан 13, черезкоторый топлйво поступает в насоснуюкамеру,при движении нлунжера вверх под55действием пружины 11.Для осуществления перемещения плунжера вниз предназначено электромагнит 6 4ное устройство 14, размещенное внутри более широкой части корпуса 1. Электрс магнитное устройство 14 содержит попый цилиндрический держатель 15, скрепленный с внутренней поверхностью более широкой части корпуса 1 и выполненный из магнитного материала. Конец держателя, расположенный ближе к более узкой части корпуса, закреплен на элементе 16, который установлен с возможностью скольжения на центральном суппорте 17. Элемент 16 снабжен полым хвостовиком с прорезями 18, который взаимодействует с головкой 12 плунжера, На нижнем конце суппорта 17 установлен фиксатор, который фиксирует суппорт 17 в корпусе 1.На внутренней поверхности держателя имеются два кольцевых конических выступа, образующих пару конических ребер 19. Кроме того, центральный суппорт имеет выступ, который также снабжен коническими ребрами 20. Эти поверхности ребер 19 и 20 наклонены относительно продольной оси насоса-форсунки и не контактируют друг с другом при выключенном электромагнитном устройстве (как показано на чертеже). На центральном суппорте в двух конических выемках, образованных ребрами 20, помещена электрическая катушка 21, которая образована путем навивания провода вдоль одного желоба от одного конца суппорта и обратно к другому концу сунпорта через другой желоб. Катушка содержит необходимое число витков и при подаче на нее электроэнергии ребра имеют противоположную магнитную полярность, и магнитный поток проходит через воздушный зазор между ребрами 19 и 20. На центральном суппорте 17 установлен штуцер 22, крепящийся к корпусу 1с помощью гайки 23, Штуцер 22 имеетвходное отверстие для поступления топли-ва, которое соединено с внутренней частьюширокой части корпуса с помощью проточки 24. На нем также крепится электрический ввод 25, который соединен содним концом катушки 21, а другойконец соединен со штуцером,Насос-форсунка снабжена преобразователем, предназначенным для определенияположения держателя, преобразовательимеет сердечник, закрепленный на суппорте 17, и снабженный кольцевой канавкой,в которой размещена обмотка катушки26. На держателе закреплено кольцо27, выполненное иэ электропроводного9711 материала. При движении сердечника индуктивность катушки 26 меняется.На фиг. 3 позицией 28.обозначен электрический импульс, подаваемый на катушку 21, позицией 29 - отрезок на % верхней кривой, соответствукапий движению плунжера 9 вниз против действия пружины 11, а позицией 30 - обратное движение плунжера 9 под действием пружины 11.Катушка 21 возбуждается от цепи 31 и управляется первым и вторым электронными устройствами, Первое электронное устройство содержит цепь 32, от которой на цепь 31 поступает сигнал о необходимости подачи энергии на катушку 21. Цепь 32 получает сигнал от пепи 33.Второе электронное устройство содержит цепь 34, которая подает сигнал на силовую цепь 31, когда необходимо прекратить подачу тока на катушку 21. Иа цепь 34 поступает сигнал от компаратора 35, На компаратор 35 поступает сигнал, соответствующий положению ппунжера 9, полученный от обмотки преобразователя катушки 26 через формирующую цепь 36. На другой вход компаратора 35 поступает сигнал от третьего электронного устройства с цепью 37, которое выполнено, например в виде блока памяти и Зй содержит "топливную картуз. Цепь 37 можетбыть также и управляющей цепью. Цепь 37 на выходе дает сигнал потребности в топливе, На один вход цепи 37 подается сигнал потребности в топливе, посту- д паюший от преобразователя 38, который связан с педалью аксельратора автомобиля. Нажатие на педаль с целью увеличения подачи топлива выеывает увеличение сигнала в цепи 37. Цепь 37 также полу чает сигнал, соответствующий скоростивращения двигателя от цепи дешифратора 39, получающего сигнал от преобразователя скорости 40. На цепь 37 могут также поступать другие сигналы, соответ ствукепие различным рабочим параметрам двигателя, как например, давлению воздуха во входном патрубке или температуре двигателя. В том случае, когда цепь 37 третьего электронного устройстваявляется топливной картой, на выходе цепи будет сигнал, величина которого соответствует потребному количеству топлива, а также скорости вращения двигателя и другим рабочим параметрам. Этот сигнал результирующий. В том случае, когда цепь 37 является управляикпей, сигнап, выдаваемый ею, генерируется в ней. Цепь 37 гарантирует, что дпя эа 16 бданной скорости максимум топлива, которое впрыснуто в двигатель, не превыше,и в том случае, если число оборотовдвигателя приближается к максимальнодопустимому, сигнал понижается, чтобыуменьшить или даже прекратить подачутоплива в двигатель.Четвертое электронное устройство длянепрерывного контроля за поступлениемтоплива в двигатель содержит так называемую карту времени" 41, попучающуюсигнал о скорости вращения двигателяот дешифратора 39 и сигнал положенияпоршня двигателя от цепи 42, на которуюпоступают сигналы с формирукццих цепей43 и 44, связанных с преобразователями45 и 46 для отражения положения коленчатого и кулачкового валов двигателя.Система работает следующим образом.По.сигналам с формирукапх цепей43 и 44 цепь 42 выдает сигнал положения поршня двигателя. Этот сигнал поступает на карту времени, которая даетсигнал о необходимости начала подачитоплива, На карту времени также подаетсясигнал с цепи 37 тогда, когда необходимо менять время подачи топлива в соответствии с количеством топлива, подаваемого в двигатель в зависимости от егонагрузки,В момент, когда карта времени подаетсигнал о необходимости начала впрыскатоплива, цепь 32 подает управляющийсигнал на цепь 31 о необходимости подачи энергии на катушку 2, Ток в катушке 21 возрастает, и в определенныймомент плунжер 9 начинает перемещаться, тем самым подавая топливо черезфорсунку 2, Перемещение плунжера 9фиксируется компаратором 35 посредствомпреобразователя, и после осуществлениязаданного перемещения плунжера 9 цепь34 выдает управляющий сигнал, прекращающий подачу тока на катушку 21. Дополнительное количество топлива, которое,поступает во время перемещения плунжера19 под действием силы инерции, учтенов цепи 37. Как только ппунжер 9 остановится, он тут же начнет движение вобратном направлении под воздействиемпружины 11 и топливо поступает в насосную камеру, Плунжер 9 возвращается всвое исходное положение,Очевидно, что подача топлива не наступает одновременно с началом возбуждения катушки 21 вследствие того, чтотребуется время на создание достаточногоре достигло величины, достаточной, чтобыподнять с седла тарелку 5 клапана 4форсунки 2. Эта задержка не показанана фиг, 3, однако должна учитываться,что и осуществлено в цепи 41, 5Таким образом, введение в систему,электронных устройств обеспечивает новы.шение надежности.10Формула изобретенияСистема впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащая насоофорсунку с плунжером, гильзой, форсун ф кой, насосной. камерой клапаном регулирования подачи топлива в насосную камеру, электромагнитным устройством перемещения плунжера в направлении к форсунке, силовой цепью питания электро магнитного устройства и пружиной возврата плунжера в исходное положение, и систему управления насос-форсункой, со- держащую преобразователи и формирователи положения плунжера, положения ко- фф ленчатого вала и кулачковога вала, преобразователи скорости, подачи топлива и депифратор скорости, цепь начала подачи и компаратор на выходе формирователя положения Yлунжера, прИчем насос .ная камера размещена между плунжером и форсункой, клапан .размещен в плунже- . ре, а электромагнитное устройство содержит суппорт с ребрами и полый цилиндрический держатель с коническими ребрами, отличающаясятем, что,с целью повышения надежности, она содержит дополнительно четыре электронных устройства и блок памяти с картой времени, причем первое электронное устройство для подачи электрического тока на .электромагнитное устройство включено между цепью начала подачи и силовой цепью, второе - между компаратором и силовой цепью для прекращения подачи электрического тока на электромагнитное устройство, третье для подачи сигнала о требуемом кятичестве топлива связано с преобразователем подачи топлива, компаратором и дешифратором скорости, связанным через блок памяти параллельно с компаратором, цепью начала подачи и четвертым электронным устройством для генерирования,1сигнала о положении вращакецихся частей двигателя, соединенным с выходами фо мирователей положения коленчатого и кулачкового валов.1Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент ФРГ Ж 1526755,кл. Е 02 М 51/08, опублйк. 1979./81 Тираж 552 НИИПИ Государственного к по делам иэобретени 13035, Москва, Ж, РаПодписное тета СССР открытий скан наб., д. 4/5