Система подачи топлива с электрическим управлением для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК F02M51/00 

10 запрета поцачи топлива, BRnroneHMbiNs меж- ау выходом второго входного Tpnrreipa и входом реверсивного счетчика, выход которого связан параллельно со схемами ограничения максимальной и минимальной длительности и с вторым узлом сравнения, включенным между выходами счетчиков поцачи и входами выходных триггеров кана лов поцачи, третья схема И соединена с выходом счетчика ограничения минималь06ной длительности импульса и выходом второй схемы совпаавния, связанной также с четвертой схемой И, включенной на выходе схемы ограничения максимальной цлительности импульса и вхо- дак выходных триггеров каналов подаче, а четвертый датчик положения вала соединен параплелыш со счетчиком пересчета и триггером коррекции.

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

Изобретение относится к. цвигателестроению, в частности,, системам для регулирования поцачи топлива в двигателях внутреннего сгорания, преимущественно цизелях, оборудованных электромагнитными форсунками. Известны системы подачи топлива с электрическим управлением для двигателя внутреннего сгорания, содержащие первый, второй, третий, четвертый и пятый v датчики положения коленчатого вала, пер вый 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 кот рых выполнен в виде выходного триггера пятой логической схемы И, счетчика поц чи и усилителя сигналов, причем выходной триггер включен между одним датчиков положения коленчатого вала и пятой схемой И каждого канала, связанной как счетчиком подачи, который соединен со счетчиком подачи других каналов, так и с вторым генератором импуль сов постоянной частоты, усилитель каж- .дого канала подачи включен между ,ы- ходным триггером и электромагнитом форсунки, при этом каждый датчик положении вала связан с одним из каналов подачи, первый датчик положения ва ла 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. 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 ij . Однако в известных системах регулирования наблюдается нестабильность частоты вращения коленчатого вала дизеля при изменении величины нагрузки или задания. Это объясняется тем, что длительность подачи, 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 повыщение экономичности работы двигателя и повышение точнос:ти регулирования частоты вращения коленчатого вала. Указанная цель достигается тем, что система подачи топлива с электрическим управлением для 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 выходного триггера, пятой логической схемы И, счетчика подачи и усилителя сигналов , причем каждый выходной триггер включен межцу , из цатчикоБ положения коленчатого вала и пятой схемой И кажаого канала, связанной как со счетчиком поцачи, который соецинен со счетчиком поцачи других каналов, так и с вторым генератором импульзсов постоянной частоты, усилитель кажаого канала поаачи включен . между выходным триггером и электромагнитом форсунки, при этом каждый датчик положения вала связан с одним из каналов подачц 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, 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 перовой логической .схемой И, дополнительно содержит счетчик пересчета, триггер коррекции, узел запрета поаачи топлива, узел ограничения измерения частоты, первую и вторую согласующие схемы, схемы огра ничения максимальной и минимальной длительности импульса, реверсивный счетчик и второй узел сравнения, причем счетчик пересчета включен между второй логической схемой И и вторым входным триггером и соединен с первым узлом сравнения, связанным через триггер коррекции параллельно через третью и четвертую схемы И соответсгвенно с первой и второй согласующими схмемами, выходы которых подключены к входам реверсивного счетчика, а входы - к выходу счетчика измерения частоты вращения, связанного с второй согласующей схемой и с узлом запрета поаачи топлива, включенным межд выходом второго входного триггера и входом реверсивного счетчика, выход которо го связан параллельно со схемами ограничения максимальной и минимальной длительности и с вторым узлом сравнения, включенным между входами счетчиков поаачи и входами выходных триггеров каналов подачи, третья схема И соединена с выходом счетчика ограничения минимальной длительности импульса и выходом второй схемы совпадения, связанной также с четвертой схемой И, включенной на выходе схемы ограничения максимальной длительности импульса и входах выходных триггеров каналов поаачи, а четвертый датчик положенпня вала соединен со счетчиком пересчета и триггером корьрекиии. На чертеже приведена схема системы попачи топлива с электрическим управлением для двигателя внутреннего сгорания. Система регулирования подачи топлива содержит датчики 1-5 положения коленчатого вала дизеля, первый 6 и второй 7 входные и выходной 8 триггеры, триггер 9 коррекции, генератор 10 импульсов с регулируемой частотой, первый 11 и второй 12 генераторы с постоянной частотой, узел 13 ограничения измерения частоты вращения коленчатого вала, первую и вторую логические схемы И 14 и 15, узел 16 запрета подачи топлива, первую и вторую согласующие схемы 17 и 18, третью и четвертую логические схемы и 19 и 20, схемы 21 и 22 ограничения соответственно максимальной и минимальной длительности управляющего импульса, пятую логическую схему и 23, первый и второй узлы 24 к 25 сравнения, счетчики 26 измерения частоты вращения коленчатого вала, 27 пересчета и 28 по-г дачи, реверсивный счетчик 29, усилитель 30 и электромагнит 31 форсунки. Аналогишо 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- дачи в предыдущем цикле с величиной корнрекции, причем знак последней определяе ся знаком отклонения действительной частоты вращения от заданной. Система работает следующим образом. При определенном, положении коленчатого вала дизеля датчик 1 положения в.ыр)абатывает импульс, опрокидывающий входной триггер 6. На выходе триггера появляется сигнал логической 1, который поступает на вход логической схемы И 14, на другой вход которой постоянно поступают сигналы от генератора Ю регулируемой частоты. Эти сигналы с момента появления логической 1 на выходе входного триггера 6 проходят на вход счетчика 26 измерения частоты вращения коленчатого вала дизеля. А после поворота коленчатого вала на заданный угол, определяемый положением датчиков 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 генерпгорй 10 регулируемой частоты перестают поступать на вхоа счетчика 26 измерения частоты вращения коленчатого вала аизеля. Число импульсов, пришецших на вхоп счетчика 26 измерения частоты вращения коленчатого вала, пропорционально частоте вращения коленчатого вала , а в счетчике запишется пропорциональный этой частоте код. Состояние разряцов счетчика 26 измерения частоты вращения контролируется с помощью.узла 16 запрета и согласукщих схем 17 и 18, В зависимости от их состояния на вхоа реверсивного счетчика могут поступать три различных сигнала: 1)при частоте вращения Ц)-,( „4 СЗ raeQrf ,Wa- действительная изацанная & 3 частоты вращения коленчатого вала цизеля; &CJ - заданная величина отклонения частоты вращения коленчатого вала, от узла 16 запрета подачи топлива при поступлении сигнала от второго входного триггера 7 на установочный вход в 20 реверсивного счетчика 25:поступает сигнал установки в О всех разряцов реве|х;ивного счетчика 29, чем обеспечивается нулевая цикловая поаача| 2)при частоте вращения, лежащей в преаелахСОа W(A-fbL что должно соответствовать уменьщению подачи, на эхоц реверсивного счетчика 29 поступает разрешающий сигнал на выполнение ппера ции вычитания; 3)приСОо GJrf СОа- цшшовая подана йолжна увеличиваться, на вход реверсивного счетчика 29 поступает разрешающий сигнал на выполнение операции суммирования. При дальнейщем повороте коленчатого вала дизеля от датчика 3 положения поступает сигнал на вход второго входного триггера 7, и сигналы от генераторе 11 с постоянной частотой через логическую схему И 15 начинают поступать на вход счетчика 27 пересчета. Одновременно эт сигналы поступают на входы логических схем И 19 и 20, При заполнении последнего разряда счетчика 27 пересчета сигнал с последнего возвращает входной триггер 7 в исходное состояние. Выходы каждого разряда счетчика 27 пересчета объединены узлом 24 сравнения с соответствующими выходами счетчика 26 измерения частоть вращения коленчатого вала цизеля, И при определенном сочетании кодов на вход триггера 9 коррекци поступает сигнал, опрокидывающий его. Выходы триггера 9 коррекции (прямой и инверсный) подключены к соответствующим входам логических схем И 19 и 20, на третьи входы которых подаются потенциальные сигналы от схем 21 и 22 ограничения длительности управляющего импульса, выдающих запрещающий сигнал при нулевом или единичном состояниях всех разрядов реверсивного счетчика 29, 1.OpHWg W ft со сигнал от входного триггера 7 приходит на вход узла 16 запрета и устанавливает все разряды реверсивного счетчика 29 в нулевое состояние, что соответствует нулеврй цикловой поцаче, 2.Приаз(л)х-( 4 iu на вход согласующей 17 схемы поступает единичный сигнал, а на вход согласующей 18 схемы - нулевой. Наличие нулевого сиг нала на входе согласующей 18 схемы однозначно определяет ее выход независимо от состояния на втором входе согласующей 18 схемы. Выходной сигнал согласующей 18 схемы поступает на вход реверсивного счетчика 29, дающего разрещение 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 совпадения кодов в счетчиках 26 и 27)на вход логической схемы Pf 19 поступает разрешающий сигнал, и сигналы от генератора 11 постоянной частоты начинают поступать через логическую схему И 19 и первую согласующую схему 17 на вход реверсивного счетчика 29, реализуя операцию вычитания. При этом число импульсов, поступивших на вход реверсивного счетчшш 2.9, определяется рассогласованием действительной и заданной частот вращения коленчатого вала дизеля. Операция вычитания, ведущая к уменьшению цикловой подачи, проводится в каждом цикле до момента, когда OJg не станет равным со-х. При состоянии реверсивного счетчика 29, когда на всех его выходах станут логические О, сработает схема ограничения 22 минимальной длительности управляющего импульса, отключающая логическую схему И 19, 3.ПриШ СОг со -да; на вход второй согласующей схемы 18 поступает единичный сигнал, а на вход первой согласующей схемы 17.- нулевой. Наличие нулевого сигнала однозначно определяет вьгеодной сигнал первой согласующей 710 схемы 17 независимо от состоянкя на втором входе согласуюшей схемы 17. Выхоан(Л сигнал согласующей схемы 17 поступает на вход реверсивного счетчика 29, обеспечивая выполнение операции суммирования. Инверсный выхоа триг гера 9 коррекции подключен к четвертой логическсй схеме И 20. При включении второго входного триггера 7 сигналы от первого генератора 11 постоянной часто ты через четвертую логическую схему И 20 и вторую согласующую схему 18 поступают на вход реверсивного счетчика 29, реализуя операцию суммирования. При совпадении кодов в счетчиках 26 и 27 включается триггер 9 коррекции и суммирование прекращается. При этом число импульсов, поступивших на вход реверсивного счетчика 29, определяется рассогласованием действительной и заданной частот вращения коленчатого вала дизеля. Чем больще это рассогласование, т.е., чем меньше действительная частота вращения, тем большее число им пульсов поступает на вход реверсивного счетчика и тем больше увеличивается по- дача топлива в следующем цикле. Увеличение цикловой подачи продолжится до тех пор, покаСо/}-( или на всех выво дах реверсивного счетчика 29 будут логические 1, что соответствует макси мальной цикловой подаче. При этом вклю чается схема 21 ограничения максимальной длительности управлг ющего импульса отключающая четвертую логическую схем И 20. При частоте вращения коленчатого ва ла дизеля меньше заданной на величину отклонения лад i при состоянии разрядов счетчика 26 измерения частоты вращения коленчатого вала, соответствующих максимальному изменению цикловой подачи, включается узел 13 ограничения, возвращающий в исходное положение первый входной триггер 6. Изменение цикловой подачи соответствует своему максимальному значению. При дальнейшем повороте коленчатого вала дизеля сигнал от датчика 4 поло6жения возвращает счетчики 26 и 27 и триггер 9 коррекции в исходное состояние, подготавливая схему к следующему циклу работы. Подача топлива -осуществляется следующим образом. Сигнал от датчика 5 положения, соответствующий геометрическому углу начала подачи тош1ива, включает выходной триггер 8. Его вькодной сип1ал поступает через усилитель 30 на электромагниты 31 форсунки. Начинается подача топлива. Одновременно на вход пятой логической схемы И 23 поступает разрешающий сигнал. Сигналы от вторюго генератора 12 постоянной частоты начинают поступать на вход счетчика 28 подачи, выходы которого объединены вторым узлом 25 сравнения с выходами реверсивного счетчика 29. При совпадении кодов в счетчиках 28 и 29 сигнал второго узла 25 сравнения возвращает второй триггер 8 в исходное состояние, обеспечивая прекращение подачи топлива. На вход второго выходного триггера 8, разрешающий его включение, подключен выход схемы 21 ограничения минимальной длительности управляющего импульса. При состоянии всех разрядов реверсивного счетчика 29, соответствующих логическому О, что также соответствует нулевой цикловой подаче, на вход второго выходного триггера 8 со схемы 21 ограничения минимальной длительности управляющего импульса поступает запрещающий сигнал на открытие вьтходного триггера. Аналогично осуществляется работа каналов 33 и 35 и электромагнитов 36 - 38 форсунок дизеля, осуществляющих подачу топлива, причем сигналы на начало подачи топлива поступают от датчиков 1, 2, 3, 4. Проведенные испытания предлагаемой системы на стенде подтвердили ее работоспособность, осуществляемую при высокой стабильности пикловых поцач по цилиндрам.