Система подачи топлива с электрическим управлением

Система подачи топлива с электрическим управлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Реаттубйик н 861698

К АВТОРСКОМУ С ЙТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное ic ает. саид-.ву—

{22) Заявлено 07.1279 (21) 2848873/25-06 (я)м. кл.Р

F 02 М 51/00 с присоединением заявки ¹â€”

Гееударетаенный ноинтет.. С.С С.Р яо дыаи нюбретеннй н рткрытнй

{23) Приоритет— ($3) УДК 621.43.038. . 1 (088. 8) Опубликовано 070981 Бюллетень Н9 33

Дата опубликования описания 070981

И.П.Бородулин,. В.Н.Васильев, А.С.Виноградов и A.И.,Молчанов (22) Авторы, изобретения

Ф" .

Московский ордена Ленина и ордена трудового :

Красного Знамени институт инженеров железйодЬрожнохо транспорта (21) Заявитель (54) СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА С

ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ

1 2

Изобретение относится .к области, соединены.с первым и вторым .счетчидвигателестроения и предназначено нами соответственно, а выходной тригдле регулирования подачи топлива в гер через усилитель связан с электродвигателях. внутреннего сгорания,.пре н магнитом форсунки (2) . имущественно дизелях, обоРудованных Однахо в иэвестнЫх системах рЕгуФорсункамн с электрическим управле- лнрования наблюдается нестабильность кием. подач .топлива, что приводит к снижеИзвестны системы подачИ топлива нию экономичности двигателей, особен.с электрическим управлением для дви- О но на частичных нагрузках в peRHMax гателя 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, вырабатываемого счетчики и усилители сигналов, сооб- ., иа выходе обратной связи, с.напряжещенные с электромагнитами форсу- тэ- кием задания, например, с выхода генок (1). нератора пилообразного напряжения, из-за большого .разброса. характе- с помощью порогового устройства. Эти ристик элементов сравнения и обрат- - : злеяенты обладают. большими разброса ной связи такие системы имеют повы- . ми характеристик, причем стабильиость шенную нестабильность подач, ® ик зависит от условий работы и измеиэвестны системы подачи. топлива . кается с течением времени. с электрическим управлением, содер - йелью изобретения являетая йовмаежащие датчики положения коленчатого нив стабильности подачи топлива и вала, два входных и выходной тригге- экойомичности работы двигателя иа ры, три схемы И, два счетчика, частичных нагрузках и холостом ходу. усилитель,. электромагнит форсунки g . Укаэанная цель достигается тем, генераторы постоянной и регулируемой:, что система дополнительно содержит частоты, причем два датчика связаны . узел запрета подачи, причем один из с первым входным. триггером н два †. c .датчиков дополнительно связан со вторым, первая и вторая схемы И. . .. 36 четчиками, выходЫ которых через

861698 третьк(схему И связаны с ныходным триггером, соединенным также с выходами узла запрета, связанного с первым счетчиком, и второго триггера, соединенного с второй схемой И, подключенной к последнему выходу второ го счетчика, а последний выход первого счетчика связан с первым входным триггером, подключенным к первой в схеме И, к которой подключен генератор импульсов постоянной частоты, à о генератор импульсов регулируемой частоты связан о второй схемой И.

На Фиг. 1 представлена структурная схема системы, например, для четырехцилиндроного дизеля; на фиг.2; — один вариант этой системы; на фиг. 3 — другой вариант системы; на

Фиг. 4 — временная диаграмма.

Система регулирования подачи топлива содержит датчики положения коленчатого вала 1, 2, 3 и 4, входные

5, б и выходной 7 триггеры, генераторы импульсов 8 и 9 с регулируемой и постоянной частотами, схемы совпадения 10, 11 и 12, выполненные в ниде элементов И, узел запрета подачи 13, счетчики 14, 15 и усилитель сигналон 16, сообщенный с электромагнитом 17 Форсунки. Аналогично каналу 18 выполнены каналы 19, 20, 21, а усилители каждого из них соеди.- щ нены 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, связанного с одним из входов триггера 7. Входные триггеры 5 и б через соответствующие нходы схем совпадения 10 и 11, подключенных также к генераторам импульсов 8 и 9 с регулируемой и постоянной частотами, связаны с входами двоичных счетчикон 14 и 15. Счетчик 14 является узлом измерения рассогласования действительной и заданной частоты вращения коленчатого вала, а счетчик 15 — регулирования 45 длительности подачи топлива. Выходы упомянутых счетчиков соединены с входами схемы совпадения 12, подключенной к выходному триггеру 7, сооб- . щенному через усилитель 16 s e T o- $0 магнитом 17 Форсунки (на фигурах не показана).

Элемент 11 через узел запрета подачи 13, выполненный в виде схемы совпадения, связан с несколькимй выходами счетчика 14.

Выход узла запрета 13 по одному

As вариантов соединен с входом установки в ноль выходного триггера 7 (см. Фиг. 2). . Последний выход счетчика 15 соеди- 60 нен с входом схемы совпадения 11, а аналогичный выход счетчика 14 — с входом схемы совпадения 10 .

В описываемой системе имеется до. полнительный датчик 4, соединенный 65 с входами установки в ноль триггера 6 и счетчиков 14 и 15.

После выходного триггера 7 (см. фиг. 3) общего для всех цилиндров канала управления 25 установлен синхронизированный с коленчатым валом !

Распределитель 26, к которому через усилители 27, 28, 29 и 30 подключены электромагниты 31, 32, 33 и 34 форсунок.

Такое выполнение системы позволяет понысить 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 датчик

2 вырабатывает импульс, возвращающий триггер 5 в исходное состо яние, 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 н 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 начинает подачу 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 импульсы от генератора 9 с постоянной частотой. Выходы счетчиков 14 и 1Ъ объединены схемой совпадения 12 и при определенном сочетании кодов, записанных в счетчиках, на ныходе схемы 12 появляется импульс, возвращающий триггер 7 в исходное положение и обеспечивающий прекращение подачи топлива ° Таким образом, фактичеекая длительность подачи топлива определяется отклоне861698 нием действительной частоты вращения коленчатого вала от заданной. Работа системы иллюстрируется также временной диаграммой (см. фиг. 4), на которой показан характер изменения сигналов при работе системы. В частности, приведены сигналы Дl, Д2, ДЗ и

Д4, вырабатываемые датчиками 1, 2, 3 и 4; сигналы Tl, Т2, ТЗ на выходе триггеров 5, 6, 7; à fl и f2- сигналы на выходе генераторов 8 и 9; индексами Сгl и Сг2 обозначены сигналы на 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 коленчатого вала значительно меньше заданной, то счетчик 14 заполняется полностью.

В момент заполнения последнего разряда импульс с. него передается на триггер 5, возвращая его в исходное состояние. Тем самым генератор 8 отключается от .счетчика 14. В этом случае подача топлива будет максимальной.

Если частота вращения коленчатого вала превысит заданную на величину, большую допуска на отклонение, .то на выходе узла. запрета 13 появляется сигнал, запирающий схему совпадения

11, тем самым обеспечивая запрет.подачи топлива в дизель.

При заполнении счетчика 15 сигнал с последнего выхода его запирает схему совпадения 11 и возвращает. триггер 7 в исходное положение, чем обеспечивается ограничение максимальной подачи топлива..

При.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 в качестве примера показана на фиг. 1, каналы управления. 18, 19, 20 и 21 являются самостоятельными и идентичными. Этим достигается большая на- дежность системы, так как при случайном выходе из строя одного канала остальные продОлжают работать самостоятельно.

Общими для всех каналов являются генераторы 8 и 9 и датчики 1, 2, 3 и 4, причем для второго цилиндра функции датчика 1 выполняет датчик 2, датчика 2 — датчик 3 и т.д.

На фиг . 2 представлена схема, в которой выход узла запрета 13 соединен с входом установки в О триггера 7. Если отклонение частоты вращения коленчатого зала ог задан ной превысит допустимую эеличнву, то сигнал с выхода узла запрета 13 cmpoкинет выходной триггер 7, обеспечивая прекращение подачи топлйэа.

На фиг. 3 представлена схема, в которой канал управления 25 является общим для всех цилиндров дизеля. При этом описанные выше процессы для

N — цилиндрового дизеля происходят

Н 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 соответственно более низкую стоимость. Однако надежность ее ниже, так как выход из строя канала управления 25 .приводит к выходу дизеля в целом. На- .

20 дежность в этом случае можно повысить, предусмотрев резервироэание канала управления 25.

Формула изобретения .

25 Система подачи топлива с электрическим управлением, содержащая датчик положенная коленчатого вала, два входных и выходной триггеры, три схемы И, два счетчика, усилитель, 4П электромагнит форсунки и генераторы постоянной и регулируемой частоты, причем дэа датчика связаны с первым входным триггером и два - с вторым, первая и вторая схемы И соединены

З5 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

40 работы двигателя на частичных HaFpy3 ках и холостом ходу, она дополнительно содержит узел запрета подачи, причем один из датчиков дополнительно связан со счетчиками, выходы которых

45 через третью схему И связаны с выходным триггером, 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 входным триггером, подключенным к первой схеме Н, к которой подключен генератор импульсов постоянной частоты, а генератор импульсов регулируемой частоты связан с второй схемой И.

И .точники инфоРмации, принятые so внимание при экспертизе

1. Патент США 9 4009695, Кл. 123-90.13» Опубдик.1977.

2.. Бородулин И.П. и др. Электрическая система управления топливоподачей дизеля, N., Труды ИИИТ, 9 518ю 1977.