ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2007 года по МПК F02M51/00 F02M61/02 

Известна топливная система для двигателя внутреннего сгорания (ДВС), описанная в патенте US 5355859. Данная топливная система является наиболее близким прототипом к предлагаемому изобретению. Описанная в указанном патенте топливная система содержит регулятор давления топлива, на вход которого подается топливо под давлением, выход регулятора давления соединен со входами нескольких нормально закрытых электромагнитных клапанов топлива (инжекторов). Выходы нормально закрытых электромагнитных клапанов топлива соединены с воздуховодами (резонаторами) входного коллектора двигателя. Управление работой нормально закрытых электромагнитных клапанов топлива осуществляет электронный блок (контроллер) топливной системы. Нормально закрытый электромагнитный клапан топлива находится в закрытом состоянии при отсутствии тока, протекающего через его электромагнитную обмотку. При подаче напряжения на электромагнитную обмотку нормально закрытого электромагнитного клапана ток электромагнитной обмотки возрастает и при достижении определенной величины создает достаточные усилия для открытия нормально закрытого электромагнитного клапана. При открытии электромагнитного клапана топливо поступает в двигатель. При снятии напряжения с электромагнитной обмотки нормально закрытый клапан закрывается и поступление топлива в двигатель прекращается. Длительность времени (t), в течение которого электромагнитный клапан находится в открытом состоянии определяет цикловое количество топлива, поступающее в двигатель в каждый такт его работы. Расчет длительности открытого состояния каждого электромагнитного клапана в каждом такте работы двигателя осуществляет электронный блок управления (контроллер). При обесточивании топливной системы двигателя, например при выключении зажигания автомобиля, все нормально закрытые электромагнитные клапаны (инжекторы) закрываются и топливо в двигатель не поступает.

Недостатком данной топливной системы является низкая точность циклового дозирования топлива, реализуемая нормально закрытым электромагнитным клапаном, из-за медленного (по экспоненте) нарастания тока в электромагнитной обмотке клапана при подаче команды (напряжения) на его открытие. Скорость нарастания тока в электромагнитной обмотке определяется омическим сопротивлением и индуктивностью электромагнитной обмотки. Задержка времени открытия нормально закрытого электромагнитного клапана определяет зону нечувствительности и точность циклового дозирования, реализуемую нормально закрытым электромагнитным клапаном.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности циклового дозирования топлива с помощью использования в топливной системе двух, последовательно соединенных (по ходу движения топлива) клапанов, один из которых нормально открытый электромагнитный клапан обеспечивает цикловое дозирование, второй нормально закрытый электромагнитный клапан обеспечивает запирание топлива при обесточивании электрической системы ДВС.

Поставленная цель достигается тем, что топливная система для двигателя внутреннего сгорания содержит регулятор давления топлива, на вход которого через нормально закрытый электромагнитный клапан подается топливо под давлением, выход регулятора топлива соединен с одним или несколькими нормально открытыми электромагнитными клапанами топлива, как правило, число нормально открытых электромагнитных клапанов топлива равно числу цилиндров двигателя, выходы нормально открытых клапанов топлива соединены с воздуховодами (резонаторами) входного коллектора двигателя внутреннего сгорания, нормально закрытый и нормально открытые клапаны топлива электрически соединены с электронным блоком управления топливной системой.

На чертеже представлена схема топливной системы для двигателя внутреннего сгорания.

Топливная система содержит нормально закрытый электромагнитный топливный клапан 1, через который топливо под давлением поступает на вход регулятора 2 давления топлива, выход регулятора 2 давления соединен со входами нормально открытых электромагнитных клапанов 3, число нормально открытых электромагнитных клапанов, как правило, равно числу цилиндров двигателя, выходы нормально открытых электромагнитных клапанов 3 соединены с воздуховодами (резонаторами) 4 входного коллектора двигателя внутреннего сгорания. Нормально закрытый электромагнитный клапан 1 и нормально открытые электромагнитные клапаны 3 электрически соединены с соответствующими выводами электронного блока управления (контроллером) 5 топливной системы.

Топливная система работает следующим образом.

При выключенном зажигании (обесточенной электросети топливной системы) нормально закрытый электромагнитный клапан 1 закрыт и топливо в ДВС не поступает.

При включенном зажигании, но еще не запущенном двигателе, когда коленчатый вал двигателя не вращается, электронный блок управления 5 топливной системой подает напряжение на нормально закрытый клапан 1 и нормально открытые клапаны 3. При этом клапаны 3 закрываются, а клапан 1 открывается и топливо в ДВС не поступает.

При включенном зажигании и вращении коленчатого вала ДВС электронный блок управления 5 топливной системой последовательно синхронизировано с открытием клапанов впуска воздуха в цилиндры двигателя снимает напряжение, поданное на нормально открытые электромагнитные топливные клапаны 3, при этом нормально закрытый электромагнитный топливный клапан 1 открыт. Время отсутствия (t) напряжения на нормально открытом электромагнитном топливном клапане 3 определяет дозу подачи топлива в ДВС за один такт (цикл). Длительность времени t открытия клапанов 3 определяется электронным блоком управления 5 топливной системы в зависимости от нагрузки ДВС и его режима работы.

Нормально открытые электромагнитные топливные клапаны 3 выполняют команду электронного блока управления на открытие топливного клапана в 5-10 раз быстрее, чем нормально закрытые клапаны, используемые в прототипе. Во столько же раз уменьшается зона нечувствительности (t min), при которой топливный клапан начинает работать. Следствием более быстрого открытия нормально открытого электромагнитного клапана по сравнению с нормально закрытым электромагнитным клапаном является увеличение точности дозирования топлива, а уменьшение величины t min обеспечивает возможность работы на большей тактовой частоте. Нормально открытый электромагнитный клапан с производительностью топлива 2000 см³/с позволяет работать на тактовых частотах до 350.

При обесточивании топливной системы (при выключении зажигания) работающего ДВС нормально закрытый электромагнитный клапан 1 закрывается, а нормально открытые клапаны открываются, топливо в ДВС не поступает.

Возможно, использование в топливной системе не одного нормально закрытого электромагнитного клапана 1, установленного в общем канале подачи топлива, а нескольких, в канале каждого цилиндра последовательно (по ходу движения топлива) с нормально открытыми клапанами 3. Это позволяет обеспечить отключение подачи топлива в часть цилиндров, что иногда используется в топливных системах мощных ДВС. Отключение работы части (нескольких) цилиндров мощных ДВС осуществляется на малых нагрузках с целью экономии топлива.

Используемая литература.

1. Патент US 5355859 A, приоритет 18.10,1994 г.

2. Патент US 5148792 А, приоритет 22.09.1992 г.

3. Патент ЕР 0423636 А1, приоритет 24.04.1990 г.

4. Патент US 6014961 A, приоритет 18.01.2000 г.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности топливным системам двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить точность циклового дозирования топлива. Топливная система для двигателя внутреннего сгорания содержит регулятор давления топлива, на вход которого подается топливо под давлением, и электронный блок управления топливной системой. На входе регулятора топлива установлен нормально закрытый электромагнитный клапан топлива. Выход регулятора топлива соединен с одним или несколькими нормально открытыми электромагнитными клапанами топлива. Число нормально открытых электромагнитных клапанов топлива равно числу цилиндров двигателя. Выходы нормально открытых клапанов топлива соединены с воздуховодами (резонаторами) входного коллектора двигателя. Нормально закрытый и нормально открытый электромагнитные клапаны топлива электрически соединены с электронным блоком управления топливной системой. 1 ил.

Топливная система для двигателя внутреннего сгорания, содержащая регулятор давления топлива, на вход которого подается топливо под давлением, и электронный блок управления топливной системой, отличающаяся тем, что на входе регулятора топлива установлен нормально закрытый электромагнитный клапан топлива, а выход регулятора топлива соединен с одним или несколькими нормально открытыми электромагнитными клапанами топлива, как правило, число нормально открытых электромагнитных клапанов топлива равно числу цилиндров двигателя, выходы нормально открытых клапанов топлива соединены с воздуховодами (резонаторами) входного коллектора двигателя, нормально закрытый и нормально открытый электромагнитные клапаны топлива электрически соединены с электронным блоком управления топливной системой.