Система подачи топлива с электрическим управлением для двигателя внутреннего сгорания

Система подачи топлива с электрическим управлением для двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ , соцержашая первый, второй, третий четвертый и пятый датчики положения коленчатого вала, первый и второй входные триггеры, первую, вторую, третью и четвертую логические схемы И, счетчик измерения частоты вращения вала, первый узел сравнения, электромагниты форсунок, генератор импульсов переменной частоты, первый и второй генераторы импульсов постоянной частоты и каналы подачи, каждый из которых выполнен в виде выходного триггера, пятой логической схемы И, счетчика подачи и усилителя сигналов, причем каждый выходной триггер включен между одним из датчиков положения коленчатого вала и пятой схемой И каждого канала, связанной как .со счетчиком подачи, соединенным со счетчиком подачи других каналов, так и с вторым генератором импульсов постоянной частоты, усилитель каждого канала подачи включен между выходным триггером и электромагнитом форсунки, при этом каждый датчик полоSU ,,., 1044808 3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (Н) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ!

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3356358/25-06 (22) 16.11,81 (46) 30.09.83. Бюл. М 36 (72) И. П. Бородулин, B. Н. Васильев и А. С. Виноградов (71) Московский ордена Ленина и ордена

Трудового Красного Знамени институт ин женеров железнопорожного транспорта (53) 621.436.038.5 (088.8) (56) 1. Созпание систем топливоподачи дизелей с электрическим управлением впрыском топлива. Отчет UHHQH по теме No 22-741, No 75026312, Л., 1974. жения вала связан с одним иэ каналов подачи, первый датчик положения вала через первый входной триггер и первую логическую схему И подключен к счетчику измерения.частоты, связанному как с выходом четвертого датчика положения вала, так и с входом первого узла сравнения, второй датчик положения соединен с первым входным триггером, третийс вторым входным триггером и второй логической схемой И, к которой подключен первый генератор импульсов с постоянной частотой, а генератор импульсов с регулируемой частотой соединен с первой логической схемой И, о т л и ч а ю ш а яс я тем, что, с пелью повышения экономичности работы пвигателя и точности регулирования частоты, она дополнительно содержит источник пересчета, триггер коррекции, узел запрета подачи топлива, узел ограничения измерения частоты, первую и вторую согласуюшие схемы, схемы ограничения максимальной и минимальной длительности импульса, реверсивный счетчик и второй узел сравнения, причем счетчик пересчета включен между второй логической схемой И и вторым

BxoQHblM триггером и соединен с первым узлом сравнения, связанным через триггер коррекиии параллельно через третью и четвертую схемы И соответственно с первой и второй согласуюшими схемами, выходы которых под кл ючены к вх ода м реверсивного счетчика, а входы - к выходу счетчика измерения частоты врашеиия вала, узел ограничения измерения частоты врашения включен между входом первого входного триггера и выходами счетчика И) мерения частоты врашения, связанного с второй согласуюшей схемой и с узлом (54) (57) СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА

С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ

ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, сопержашая первый, второй, третий четвертый и пятый датчики положения коленчатого вала, первый и второй входные триггеры, первую, вторую, третью и четвертую логические схемы И, счетчик измерения частоты врашения вала, первый узел сравнения, электромагниты форсунок, генератор импульсов переменной частоты, первый и второй генераторы импульсов постоянной частоты и каналы попачи, кажный из которых выполнен в вице выходного триггера, пятой логической схемы И, счетчика подачи и усилителя сигналов, причем каждый выходной триггер включен между одним иэ датчиков положения коленчатогo вала и пятой схемой И каждого канала, связанной как .со счетчиком подачи, соединенным со счетчиком подачи других каналов, так и с вторым генератором импульсов постоянной частоты, усилитель каждого канала подачи включен между выходным триггером и электромагнитом форсунки, при этом каждый датчик полоОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ1044806 запрета подачи топлива, включенным меж.ду выходом второго входного триггера и входом реверсивного счетчика, выход которого связан параллельно со схемами ограничения максимальной и минимальной длительности и с вторим узлом сравнения, включенным между выхоцами счетчиков подачи и входами выходных триггеров кана лов поцачи, третья схема И соецинена с выхоцом счетчика ограничения минималь Изобретение относится к цвигателестроению, в частности, системам цля регулирования подачи топлива в цвигателях вну греннего сгорания, преимущественно дизелях, оборудованных электромагнит ными форсунками.

Известны системы поцачи топлива с электрическим управлением для цвигателя внутреннего сгорания, содержащие первый, второй, третий, четвертый и пятый ° 10 датчики положения коленчатого вала, первый и второй входные триггеры, первую, вторую третью и четвертую логические схемы И, счетчик измерения частоты вращения вала, первый узел сравнения, 15 электромагниты форсунок, генератор импульсов переменной частоты, первый и второй генераторы импульсов постоянной частоты и каналы поцачи, каждый из кото рых выполнен в виде выходного триггера, 20 пятой логической схемы И, счетчика поцачи и усилителя сигналов, причем кажцый выходной триггер включен межцу одним ир датчиков положения коленчатого вала и пятой схемой И каждого канала, связанной как счетчиком поцачи, который соединен со счетчиком подачи других каналов, так и с вторым генератором импульсов постоянной частоты, усилитель каж.дого канала поцачи включен между,вы- 3р хоцным триггером и электромагнитом форсунки, при этом каждый цатчик положения вала связан с одним из каналов подачи, первый цатчик положения вала через первый входной триггер и первую логическую схему И поцключен к счетчику измерения частоты, связанному как с выхоцом четвертого датчика положения вала, так и с вхоцом первого узла сравнения, второй датчик положения соецинен с первьIM входным триггером, ной цлительности импульса и выходом второй схемы совпадения, связанной также с четвертой схемой И, включенной на выходе схемы or рани ения максимальной длительности импульса и входах выходных триггеров каналов подачи, а четвертый датчик положения вала соединен параллельно со счетчиком пересчета и триггером коррекции. третий — с вторым входным триггером и второй логической схемой И, к которой подключен первый генератор импульсов с постоянной частотой, а генератор импульсов с регулируемой частотой соединен с первой логической схемой И (1)

Однако в известных системах регулирования наблюдается нестабильность частоты вращения коленчатого вала дизеля при изменении величины нагрузки или задания. Это обьясняется тем, что цлительность поцачи, обуславливающая частоту вращения, определяется путем сравнения напряжений, вырабатываемых на выходе обратной связи и выходе генератора пилообразного напряжения с помощью порогового устройства. Эти элементы обладают разбросом характеристик, причем стабильность их зависит от условий работы и изменяется с течением времени.

Цель изобретения — повышение экономичности работы двигателя и повышение точности регулирования частоты вращения коленчатого вала.

Указанная цель цостигается тем, что система подачи топлива с электрическим управлением цля двигателя внутреннего сгорания, содержащая первый, второй, третий, четвертый и пятый датчики положения коленчатого вала, первый и второй входные триггеры, первую, вторую, третью и четвертую логические схемы И, счетчик измерения частоты вращения вала, первый узел сравнения, электромагниты форсунок, генератор импульсов переменной частоты, первый и второй генераторы импульсов постоянной частоты и каналы подачи, каждый из которых выполнен в виде выхоцного триггера, пятой логической схемы И, счетчика подачи и усилителя сигналов, причем

1044806 каждый выходной триггер включен межцу одним из датчиков положения коленча-! того вала и пятой схемой И каждого канала, связанной как со счетчиком поцачи, который соединен со счетчиком подачи цругих каналов, так и с вторым генератором импульсов постоянной частоты, усилитель кажцого канала поцачи включен . между выходным триггером и электромагнитом форсунки, при этом каждый цатчик положения вала связан с оцним из каналов подачи, первый цатчик положения вала через первый вхоцной триггер и первую логическую схему И подключен к счетчику измерения частоты, связанному как с выходом четвертого датчика положения вала, так и с вхоцом первого узла сравнения, второй цатчик положения соединен с первым входным триггером, третий» с вторым входным триггером и втэ- о рой логической схемой И, к которой поцключен первый генератор импульсов с постоянной частотой, а генератор импульсов с регулируемой частотой соецинен с первой логической .схемой И, дополнительно содержит счетчик пересчета, триггер коррекции, узел запрета поцачи топлива, узел ограничения измерения частоты, первую и вторую согласуюшие схемы, схемы ограничения максимальной и минимальной цли30 тельности импульса, реверсивный счетчик и второй узел сравнения, причем счетчик пересчета включен межцу второй логической схемой И и вторым входным триггером и соецинен с первым узлом сравнения, связанным через триггер коррекции параллельно через третью и четвертую схемы И соответственно с первой и второй согласуюшими схмемами, выхоцы которых поцключены к BxoflBM реверсивного счетчика, а входы - к выхоцу счетчика измерения частоты вращения, связанного с второй согласуюшей схемой и с узлом запрета поцачи топлива, включенным межцу выхоцом второго входного триггера и вхо» цом реверсивного счетчика, выход которо» го связан параллельно со схемами ограничения максимальной и минимальной длительности и с вторым узлом сравнения, включенным межцу входами счетчиков поцачи и BxogBMN выхоцных триггеров каналов поцачи, третья схема И соединена с выходом счетчика ограничения минимальной длительности импульса и выхоцом второй схемы совпацения, связанной также с четвертой схемой И, включенной на выхоце схемы ограничения максимальной длительности импульса и входах выхоцных триггеров каналов поцачи, а четвертый датчик положенпия вала соединен со счетчиком пересчета и триггером коррекциии.

На чертеже приведена схема системы подачи топлива с электрическим управлением для цвигателя внутреннего сгорания.

Система регулирования подачи топлива содержит датчики 1-5 положения коленчатого вала цизеля, первый 6 и второй 7 входные и выходной 8 триггеры, триггер 9 коррэкции, генератор 10 импульсов с регулируемой частотой, первый 11 и второй 12 генераторы с постоянной частотой, узел 13 ограничения измерения частоты врашения коленчатого вала, первую и вторую логические схемы И 14 и 15, узел

16 запрета поцачи топлива, первую и вторую согласуюшие схемы 17 и 18, третью и четвертую логические схемы и 19 и 20, схемы 21 и 22 ограничения соответственно максимальной и минимальной длительности управляюшего импульса, пятую логическую схему и 23, первый и второй узлы 24 и 25 сравнения, счетчики 26 измерения частоты вращения коленчатого вала, 27 пересчета и 28 подачи, реверсивный счетчик 29, усилитель 30 и электромагнит 31 форсунки.

Аналогично каналу 32 подачи выполнены каналы 33 — 35, а усилитель каждого из них соединен соответственно с электромагнитами 36 - 38 форсунок.

Величина подачи в каждом цикле устанавливается суммированием величины по-. цачи в прецыцушем цикле с величиной коррекции, причем знак послецней определяет» ся знаком отклонения цействительной частоты врашения от заданной.

Система работает слецуюшим образом.

При определенном. положении коленчатого вала цизеля датчик 1 положения вырабатывает импульс, опрокицываюший вхоцной триггер 6. На выходе триггера появляется сигнал логической "1, который поступает íà вход логической схемы

И 14, на другой вхоц которой постоянно поступают сигналы от генератора 10 регулируемой частоты. Эти сигналы с момента появления логической "1 на выходе входного триггера 6 проходят на вход счетчика 26 измерения частоты вращения коленчатого вала цизеля. А после поворота коленчатого вала ня заданный угол, определяемый положением цатчиков 1 и 2 положения, от. последнего поступает сигнал, возвращающий первый входной триггер 6 в исходное положение. При этом на его выходе появляется сигнал логического О, и сигналы от генеря горя

10 регулируемой частоты перестают поступать на вход счетчика 26 измерения частоты врашения коленчатого вала пизеля. Число импульсов, пришедших íà вход счетчика 26 измерения частоты вращения коленчатого вала, пропорционально частоте врашения коленчатого вала цизеля, а в счетчике запишется пропорциональный этой частоте коц. Состояние разрядов счетчика 26 измерения частоты вращения 10 контролируегся с помощью узла 16 запрета и согласуюших схем 17 и 18. В . зависимости от их сосгояния на вход реверсивного счетчика могут поступать три различных сигнала: f5

1) при частоте врашения (,) -,,>, ц где Qg, сд - действительная и" зацанная частоты врашения коленчатого вала дизеля;

Ьс.> - зацанная величина откло- 20 нения частоты врашения коленчатого вала, от узла 16 запрета подачи топлива при поступлении сигнала от второго входного триггера 7 на установочный вхоц в .",0" реверсивного счетчика щ поступает сигнал установки в "0" всех разрядов реверсив- ного счетчика 29, чем обеспечивается нулевая цикловая поцача;

2) при частоте врашения, лежашей в прецелахы Ы (д ьи что должно соответствовать уменьшению подачи, на вхоц реверсивного счетчика 29 поступает разрешаюший сигнал на выполнение Операции вычитания;

3 ) при 4) с,);,у у. цикловая подача должна увеличиваться, на вход реверсивного счетчика 29 поступает разрееаюший сигнал на выполнение операции суммирования, 40

При дальнейшем повороте коленчатого вала дизеля от датчика 3 положения поступает сигнал на вход второго входного триггера 7, и сигналы от генератора 11

45 с постоянной частотой через логическую схему И 15 начинают поступать на вход счетчика 27 пересчета. Одновременно эти сигналы пос тупа ют на входы логических схем И 19 и 20. При заполнении последнего разряда счетчика 27 пересчета сиг50 нал с последнего возврашает входной триггер 7 в исходное состояние. Выходы каждого разряда счетчика 27 пересчета объединены узлом 24 сравнения с соответствуюшими выхоцами счетчика 26 измерения частоты врашения коленчатого вала дизеля. И при определенном сочетании коцов на вход триггера 9 коррекции поступает сигнал, опрокидывяоший его.

Выходы триггера 9 коррекции (прямой и инверсный) подключены к соответствуюшим входам логических схем И 19 и 20, на третьи входы которых подаются потенциальные сигналы от схем 21 и 22 ограничения цлительности управляюшего импульса, выцаюших запрешаюший сигнал при нулевом или ециничном состояниях всех разрядов реверсивного счетчика 29.

1. При(й )V5 цы сигнал от входного триггера 7 прихоцит на вхоц узла 16 запрета и устанавливает все разряды реверсивного счетчика 29 в нулевое состояние, что соответствует нулеьой цикловой подаче.

2. При(дуы - i„> i ьи на вхоц согласуюшей 17 схемы поступает единичный сигнал, а на вход согласующей 18 схемы - нулевой. Наличие нулевого сиг- нала на вхоце согласуюшей 18 схемы оцнозначно определяет ее выход независимо от состояния на втором вхоце согласуюшей 18 схемы. Выходной сигнал согласуюшей 18 схемы поступает на вход реверсивного счетчика 29, даюшего разрешение на выполнение операции вычитания. Прямой выход триггера 9 коррекции соединен с одним из входов логической схемы И 19, При включении триггера 9 коррекции (в момент совпацения кодов в счетчиках 26 и 27) на вход логической схемы И 19 поступает разрешавший сигнал, и сигналы от генератора 11 посгоянной частоты начинают поступать через логическую схему И 19 и первую согласу юшу ю схему 1 7 на вход реверсивного счетчика 29, реализуя операцию вычитания. При этом число импульсов, поступивших на вход реверсивного счетчика 29, опрецеляется рассогласованием действительной и зацан.ной частот врашения коленчатого вала дизеля. Операция вычитания, вецушая к уменьшению цикловой поцачи, проводится в кажцом цикле до момента, когда kg не станет равным <а . При состоянии реверсивного счетчика 29, когда на всех его выходах станут логические "0", сработает схема ограничения 22 минимальной длительности управляюшего импульса, отключаюшая логическую схему И 19.

3. ПриЯ (1 рса -ag на вход второй согласуюшей схемы 18 поступает единичный сигнал, а на вход первой согласуюшей схемы 17. — нулевой. Наличие нулевого сигнала однозначно опрецеляет выходной сигнал первой согласуюшей

10 44806

8 жения возврашает счетчики 26 и 27 и триггер 9 коррекции в исходное состоя7 ние, подготавливая схему к следуюшему циклу работы.

Подача топлива .осушествляется следуиг юшим образом. и Сигнал от датчика 5 положения, соответствуюший геометрическому углу т начала подачи топлива, включает выходо- lO ной триггер 8. Его вькодной сигнал поступает через усилитель 30 на электромагниты 31 форсунки. Начинается подача топлива. Одновременно на вход пятой логической схемы И 23 поступает рази 15 решаюший сигнал. Сигналы от второго ге нератора 12 постоянной частоты начинают поступать на вход счетчика 28 подачи, выходы которого объединены я вторым узлом 25 сравнения с выходами

20 реверсивного счетчика 29. При совпадении кодов в счетчиках 28 и 29 сигнал второго узле 25 сравнения возвращает ая второй триггер 8 в исходное состояние, им- обеспечивая прекращение подачи топлива. о 25 На вход второго выходного триггера

8, разрешаюший его включение, подклюи- чен выход схемы 21 ограничения минимальной длительности управляющего имво- пульса. При состоянии всех разрядов реверсивного счетчика 29, соответствуюших си- логическому "0", что также соответю- ствует нулевой цикловой подаче, на вход второго выходного триггера 8 со схемы а, 21 ограничения минимальной длительному З сти управляюшего импульса поступает

35 запрешаюший сигнал на открытие выходнова- го триггера.

У Аналогично осушествляется работа в каналов 33 и 35 и электромагнитов

4р 36 — 38 форсунок дизеля, осушествляюших подачу топлива, причем сигналы на начало подачи топлива поступают от датчиков 1, 2, 3, 4. цилиндрам. схемы 17 независимо от состояния на втором входе согласуюшей схемы 17.

Выходной сигнал согласуюшей схемы 1 поступает на вход реверсивного счетчика 29, обеспечивая выполнение опера ции суммирования. Инверсный выход тр гера 9 коррекции подключен к четверто логической схеме И 20, При включении второго входного триггера 7 сигналы о первого генератора 11 постоянной част ты через четвертую логическую схему

И. 20 и вторую согласующую схему 18 поступают на вход реверсивного счетчи ка 29, реализуя операцию суммирования

При совпадении кодов в счетчиках 26

27 включается триггер 9 коррекпии и г суммирование прекрашается. При этом число импульсов, поступивших на вход реверсивного счетчика 29, ппределяетс рассогласованием действительной и заданной частот врашения коленчатого вала дизеля. Чем больше это рассогласование, т.е„чем меныпе дейсгвительн частота вращения, тем большее число пульсов поступает на вход реверсивног счетчика и тем больше увеличивается п дача топлива в следуюшем цикле. Увел чение цикловой подачи продолжится до тех пор, покаЯ =(. или на всех вы

Э цах реверсивного счетчика 29 будуг ! логические "1", что соответствует мак мальной цикловой подаче. При этом вкл чается схема 21 ограничения максимал ной длительности управляющего импульс отключающая четвертую логическую схе

И 20.

При частоте врашения коленчатого ла дизеля меньше заданной на величин отклонения к<,, при состоянии разрядо счетчика 26 измерения частоты враше ния коленчатого вала, соответсгвуюших максимальному изменению цикловой по дачи, включается узел 13 ограничения возврашаюший в исходное положение первый входной триггер 6. Изменение 4 цикловой подачи соответствует своему максимальному значению.

При дальнейшем повороте коленчатого вала дизеля сигнал от датчика 4 полоПроведенные испытания предлагаемой системы на стенде подтвердили ее работоспособность, осушесгвляемую при высокой стабильности икловых подач по

Подписное

Заказ 9568 Тираж 550

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., n. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель H. Патрахальцев

Редактор Н. Кешеля Техред С.Легеза Ко ррек тор М. немчик