СИСТЕМА ВПРЫСКА ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02D19/00 F02D41/00 

Изобретение относится к управлению подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано в системах питания автомобильных двигателей газовым и жидким топливом.

Известна система впрыска топлива в ДВС фирмы "BOSCH", содержащая последовательно соединенные трубопроводом резервуар топлива под давлением, топливный фильтр, магистральный электроклапан топлива, устройство поддерживания постоянного давления топлива, центральный дозатор топлива, состоящий из одной или нескольких электромагнитных клапанов-форсунок, смеситель топлива, дроссельную заслонку с датчиком угла поворота, двигатель внутреннего сгорания с впускным коллектором, датчик циклов вращения коленчатого вала, кислородный датчик, электрически связанные с входом электронного блока управления, формирующего управляющие импульсы.

По своему конструктивному решению и функциональному выполнению эта система является наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению и может быть принята за прототип.

Недостаток известной системы заключается в том, что датчик угла поворота дроссельной заслонки, датчик циклов вращения коленчатого вала двигателя и другие датчики системы определяют массовый расход воздуха с погрешностью, которая не позволяет обеспечить высокую точность дозирования топлива.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности дозирования топлива путем изменения давления на входе центрального дозатора топлива в зависимости от разряжения в коллекторе, которое с большей точностью определяет цикловой массовый расход воздуха при работе ДВС.

Технический результат достигается за счет того, что между магистральным клапаном и центральным дозатором топлива установлен дифференциальный редуктор, состоящий из трех полостей давления нижней, верхней и средней, соединенных трубопроводом соответственно с магистральным электроклапаном, впускным коллектором двигателя и центральным дозатором топлива, причем в корпусе редуктора между средней и верхней полостями установлена подпружиненная мембрана, жестко связанная с регулирующим элементом, расположенным в нижней полости дифференциального редуктора, а между нижней и средней полостями дифференциального редуктора расположено седло регулирующего элемента.

На чертеже показана система впрыска топлива в ДВС.

Система впрыска топлива в ДВС содержит последовательно соединенные трубопроводом резервуар топлива под давлением 1, топливный фильтр 2, магистральный электроклапан топлива 3, дифференциальный редуктор 4, состоящий из трех полостей давления нижней, верхней и средней. В корпусе дифференциального редуктора между средней и верхней полостями установлена подпружиненная мембрана 5, жестко связанная с регулирующим элементом 6, расположенным в нижней полости редуктора 4, а между нижней и средней полостями редуктора расположено седло 7 регулирующего элемента 6.

Нижняя полость дифференциального редуктора 4 соединена трубопроводом с выходом магистрального электроклапана топлива 3, средняя полость с центральным дозатором топлива 8, выход которого соединен трубопроводом с входом смесителя 9. Выход смесителя 9 через дроссельную заслонку 10 соединен с впускным коллектором 11 ДВС 12. Верхняя полость дифференциального редуктора 4 трубопроводом соединена с впускным коллектором 11.

Датчик циклов вращения коленчатого вала двигателя 13 электрически связан с электронным блоком управления 14, который содержит блок формирования управляющих импульсов центрального дозатора топлива 15, выход которого электрически связан с центральным дозатором топлива 8, а также блок формирования управляющих импульсов 16 магистрального электроклапана топлива, выход которого электрически связан с магистральным электроклапаном 3. Входы блоков формирования управляющих импульсов 15 и 16 электрически связаны с датчиком циклов вращения коленчатого вала двигателя 13.

Система впрыска топлива в ДВС работает следующим образом.

При вращении коленчатого вала двигателя 12 сигналы с датчика циклов 13 поступают на блоки формирования импульсов 15 и 16 электронного блока управления 14. Блок 16, выход которого связан с электромагнитным топливным клапаном 3, по сигналам датчика циклов 13 формирует импульсы, длина которых равна интервалу времени между двумя циклами при минимальных оборотах холостого хода двигателя. При такой длине во время работы двигателя на холостом ходу электромагнитный топливный клапан 3 постоянно открыт, в то время как при оборотах, меньших холостого хода, например, при запуске, он открывается периодически. При открытом клапане 3 топливо под давлением из резервуара 1, проходя через фильтр 2, поступает в нижнюю полость дифференциального редуктора 4 (полость высокого давления), а через приоткрытое седло 7 в среднюю полость полость низкого давления. Повышение давления в средней полости редуктора 4 приводит к прогибанию мембраны 5 и закрыванию седла 7 регулирующим элементом 6, который жестко связан с мембраной 5. Таким образом, в средней полости поддерживается некоторое давление топлива, определяемое жесткостью пружины, которой подпружинена мембрана 5, и разряжением во впускном коллекторе 11 двигателя 12, т.к. верхняя полость редуктора трубопроводом соединена с впускным коллектором 11. Чем больше разряжение во впускном коллекторе, тем ниже давление топлива в средней полости редуктора. При отсутствии разряжения во впускном коллекторе давление топлива в средней полости редуктора определяется жесткостью пружины, которая при настройке системы может регулироваться. Так как в средней полости по сравнению с нижней более низкое давление, то происходит поглощение тепла и, чтобы предотвратить обмерзание редуктора, он подогревается, например, водой системы охлаждения двигателя. Топливо из средней полости поступает на вход дозатора 8, состоящего из одного или блока электромагнитных клапанов-форсунок. Дозатор топлива 8 открывает путь топлива на время, равное длине импульса тока, сформированного формирователем 15. Одновременно с поступлением сигналов от датчика циклов 13, например сигналов от прерывателя тока катушки зажигания у двигателей с искровым зажиганием, на вход формирователя 16 эти же сигналы поступают и на вход формирователя 15. Формирователь 15 формирует импульсы постоянной длины, не превышающие длину интервала времени между двумя циклами работы двигателя при максимальных его оборотах. Каждый импульс формирователя 15, открывая дозатор 8, обеспечивает дозу топлива одного из цилиндров двигателя. Величина дозы определяется давлением топлива в средней полости дифференциального редуктора 4. Каждая доза топлива, смешиваясь в смесителе 9 с воздухом, через дроссельную заслонку 10 поступает во входной коллектор 11 двигателя 12. Давление в коллекторе ДВС зависит от положения дроссельной заслонки 10 и от скорости вращения коленчатого вала. Чем больше открыта дроссельная заслонка, тем меньше разряжение в коллекторе ДВС, тем больше давление в средней полости дифференциального редуктора и тем больше доза топлива, поступающего для каждого цилиндра ДВС. С увеличением скорости вращения коленчатого вала двигателя цикловой расход воздуха несколько снижается, разряжение во входном коллекторе двигателя повышается, давление топлива в средней полости редуктора снижается, доза топлива несколько уменьшается, обеспечивая требуемое наиболее оптимальное соотношение количества топлива с воздухом.

Предлагаемая система впрыска топлива с ДВС с дифференциальным редуктором, учитывающим разряжение во впускном коллекторе двигателя, обеспечивает большую точность дозирования топлива в зависимости от циклового массового расхода воздуха на всех режимах работы двигателя, что обеспечивает экономичность двигателя, его хорошие динамические качества, позволяет обеспечить требуемую чистоту выхлопных газов.

При установке на автомобиль трехкомпонентного нейтрализатора выхлопных газов система может включать контур коррекции с кислородным датчиком.

Система не требует установки специального измерителя расхода воздуха и датчик угла поворота дроссельной заслонки, что существенно упрощает блок управления и систему в целом, делает ее более надежной.

Использование: двигателестроение, системы питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности системы впрыска топлива в ДВС. Сущность изобретения: в системе впрыска топлива в ДВС между магистральным клапаном и центральным дозатором топлива установлен дифференциальный редуктор, состоящий из трех полостей давления - нижней, верхней и средней, трубопроводами соединенных соответственно с магистральным электроклапаном топлива. В корпусе редуктора между средней и верхней полостями подвижно установлена подпружиненная мембрана, жестко связанная с регулирующим элементом, расположенным в нижней полости дифференциального редуктора, а между нижней и средней полостями редуктора расположено седло регулирующего элемента. 1 ил.

1. Система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащая соединенные между собой трубопроводами резервуар топлива под давлением, топливный фильтр и магистральный электроклапан топлива, а также центральный дозатор топлива, соединенный со смесителем топлива, дросселирующую заслонку и впускной коллектор двигателя внутреннего сгорания, электронный блок управления, включающий блоки формирования управляющих импульсов центрального дозатора топлива и магистрального электроклапана, электрически соединенные входами с датчиком циклов вращения коленчатого вала двигателя, а выходами с центральным дозатором топлива и магистральным электроклапаном соответственно, отличающаяся тем, что между магистральным электроклапаном и центральным дозатором топлива установлен дифференциальный редуктор, состоящий из трех полостей давления нижней, верхней и средней, соединенных трубопроводами соответственно с магистральным электроклапаном, впускным коллектором двигателя и центральным дозатором топлива, причем в корпусе редуктора между средней и верхней полостями установлена подпружиненная мембрана, жестко связанная с регулирующим элементом, расположенным в нижней полости дифференциального редуктора, а между нижней и средней полостями дифференциального редуктора расположено седло регулирующего элемента.