Устройство управления впрыском топлива в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК F02M51/02 

« Изобретение относится к двигател сгроению и может быть использовано в электронных системах управления топливоподачей дизелей. Известно устройство управления впрыском топлива в двигатель внутре него сгорания, содержащее блок упра ления, реверсивньш счетчик, схему ПНИ, одновибратор, усиЛитель и электромагнитный клапан, причем бло управления через реверсивный счетчи связан с схемой ИЛИ, выход которой подключен к входу блока управления, а одновибратор, усилитель и электро магнитный клапан связаны последовательно. Устройство обеспечивает повышение надежности работы дизеля на близких к номинальному режимах рабо ты путем уменьшения задания угла опережения впрыска топлива с ростом угловой скорости вала на этих режимах . При увеличении угловой скорост вала на остальных режимах устройство обеспечивает увеличение задания угла опережения впрыска lj . Однако, фактический угол опереже ния впрыска всегда меньше заданного вследствие запаздывания электромагнитного клапана, вызванного инерционностью его подвижных масс и индук тивностью его обмотки, а также нали чием С1-Ш давления топлива и Давлени газа в цилиндре, воздействующих на подвижные части этого клапана. В св зи с этим закон изменения фактического угла опережения отличается от заданного, выбираемого из условия обеспечения требуемых топливной эко номичности и надежности работы дизеля, т.е. устройство обладает низкой точностью регулирования угла опережения. Цель изобретения - повьш1ение точности регулирования угла опережения впрыска топлива. Указанная цель достигается тем, что в устройство управления впрыском топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее блок управления, реверсивный счетчик, схему ИЛИ, одновибратор, усилитель и электромагнитный клапан, причем блок управления черезреверсивный счетчик связан с схемой ИЛИ, выход которой подключен к входу блока управления, а одновибратор, усилитель и электромагнитный клапан связаны последо062вательно, введены формирова ль коротких импyльcqв, суммирующий счетчик, схема равнозначности, схема И, триггер и датчик перемещения электромагнитного клапана, причем входы схемы равнозначности соединены с выходами двоичных ячеек реверсивного и суммирующего счетчиков, а ее выход непосредственно подключен к входу одновибратора, а через формирователь коротких импульсов - к шине сброса в нулевое состояние суммирующего счетчика, единичный вход триггера соединен с выходом одновйбратоpa, нулевой вход - с датчиком перемещения электромагнитного клапана, а выход - с первым входом схемы И, второй вход которой подключен к информационному входу реверсивного счетчика, а выход - к информационному входу суммирующего счетчика. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 характеристики изменения угла опережения . Устройство содержит блок 1 управления, первый выход которого соединен с шиной сброса в нулевое состояние реверсивного счетчика 2, второй и третий выходы - соответственно с шинами сложения и вычитания реверсивного счетчика, а четвертый - с информационным входом этого счетчика и вторым входом схемы И 3. Выходы реверсивного счетчика 2 подключены к входам схемы ИЛИ 4, к одной группе входов схемы 5 равнозначности, к другой группе входов которой подключены выходы суммирующего счетчика 6. Выход схемы ИЛИ 4 соединен с входом блока 1 управления, а выход схемы 5 равнозначности соединен с входом одновибратора 7 и через формирователь 8 коротких импульсов связан с шиной сброса в нулевое состояние суммирующего счетчика 6. Информационный вход последнего подключен к выходу схемы И 3. Выход одновибратора 7 соединен с единичным входом триггера 9 и через усилитель 10 связан с обмоткой электромагнитного клапана 11, Вход датчика 12 перемещения связан с подвижной частью электромагнитного клапана 11, а выход подключен к нулевому входу триггера 9. Выход последнего соединен с первым входом схеы ИЗ. Устройство работает следующим образом. Рассмотрим вначале случай, когда выход триггера 9 отключен от первого входа схемы ИЗ. При заходе поршня в верхнюю мертвую точку в процессе работы дизеля на первом выходе блока 1 управления появляется нулевой сигнал, а на втором - единичный, в результате чего реверсивный счетчик 2 сбрасывается в нулевое состояние и переводится в режим сложения. По окончании нулевого сигнала на шине сброса в нулевое состояние реверсивного счетчика 2 в него происходит запись числа с помощью высоко.частотных импульсов, поступающих на его информационный вход с четвертого выхода блока 1 управления. В момент захода поршня дизеля в нижнюю мертвую точку на третьем выходе блока 1 управления возникает единичный сигнал, переводящий реверсивный счетчик 2 в режим вычитания, и да.лее происходит считывание ранее записанного числа высокочастотными импульсами. Поскольку запись в суммирую щий счетчик 6 не происходила, он на.ходится в нулевом состоянии и при полном считывании числа в реверсивном счетчике 2 (.когда коды в обоих счетчиках одинаковые) срабатывает схема 5 равнозначности. Возникщий. при этом на ее выходе единичный сигнал приводит к появлению единично го импульса на выходе одновибратора 7, длительность которого определяется необходимой цикловой подачей топлива. После усиления по мощности с помо1 ью усилителя 10 указанный импульс поступает на обмотку электромагнитного клапана 11, открывая его Происходит впрыск топлива. Интервал времени от момента начала выходного импульса схемы 5 равнозначности до момента прихода поршня в верхнюю мертвую точку представляет собой за дание времени опережения впрыска, а произведение этого времени на угл вую скорость вала - задание угла оп режения впрыска. ПРИ работе, пвигателя на близких к номинальному скоростному режиму значениях устройство работает анало гично с той лишь разницей, что благодаря наличию единичного сигнала н выходе схемы ИЛИ 4 при заходе поршн 64 в верхнюю мертвую-точку;на первом выходе блока 1 управления Нулевой сигнал не появляется, и запись числа в реверсивный счетчик 2 продолжается в течение всего времени движения поршня из верхней мертвой точки в нижнюю. Рассмотрим теперь случай, когда выход триггера 9 соединен с первым входом схемы И 3 (см чертеж). При движении поршня дизеля из верхней мертвой точки в нижнюю в реверсивный счетчик 2 происходит запись числа, а при движении поршня в обратном направлении - считывание числа. Поскольку ранее в суммирующий счетчик 6 число не записывалось, он находится в нулевом состоянии,, и единичный импульс на выходе схемы 5 равнозначности появляется при полном считывании числа в реверсивный счетчик 2. При зтом срабатывает одновибратор 7, и его выходной импульс после усиления по мощности воздействует на электромагнитный клапан 12, открывая его. Во время действия переднего фронта выходного импульса одновибратора 7 триггер 9 устанавливается в единичное состояние, схема И 3 открывается, и в суммирующий счетчик 6 происходит запись числа с помощью высокочастотных импульсов, поступающих на его информационный вход с четвертого выхода блока 1 управления через схему И 3. Когда подвижная часть клапана 11 начинает двигаться, т.е. клапан начинает открываться, датч.ик 12 перемещения, |вырабатывает единичный импульс, сбра|сывающий триггер 9 в нулевое состояние. В результате этого схема ИЗ закрывается, и запись числа в счетчик 6 прекращается. Величина этого числа есть не что иное, как цифровой эквивалент времени запаэдьшания электромагнитного клапана 11, пред- . ставляющего собой интервал времени от момента появления импульса на вы- ходе одновибратора 7 до момента появления выходного импульса датчика 12 перемещения. Следовательно, в первом, (считая с момента подключения выхода триггера 9 к входу схемы ИЗ) обороте вала в суммирующий счетчик 6 происходит лишь запись числа, пропорционального запаздыванию электромагнитного клапана, а задание момен5та впрыска формируется при полном считывании числа в счетчике 2. Указанное число сохраняется в следующем обороте вала дизеля, пока в реверсивном счетчике 2 проис ходит запись и считывание числа. Ка только остаток числа в реверсивном счетчике совпадает с числом, храня щимся в счетчике 6, на выходе схемы 5 равнозначности появляется единичный импульс, воздействующий на входы одновибратора 7 и формирователя 8 коротких импульсов Таким образом, в данном обороте вала импульс на выходе схемы 5 равн значности возникает на величину времени запаздывания клапана 11 раньше, чем в предьщущем случае. Бл годаря этому и впрыск топлива в цилиндр начинается раньше на такой же отрезок времени, чем обеспечивается компенсация запаздывания элект ромагнитного клапана 11 При появлении импульса на выходе схемы 5 равнозначности формирователь выраба тывает нулевой короткий импульс, сбрасьгоающий счетчик 6 в нулевое со тояние. В момент возникновения импульса на выходе одновибратора 7 триггер 9 взводится, схема И 3 открывается, и по окончании нулевого сигнала на выходе формирователя 8 в счетчик 6 происходит записи числа Как только начинается впрыск топлива, выходной сигнал датчика 12 пере мещения сбрасывает триггер 9, и запись числа в счетчик 6 прекращается В нем сохраняется записанное число до цикла считывания числа в счетчике 2 и в следующем обороте вала. В момент совпадения кодов в счет чиках 2 и 6 схема 5 равнозначности вырабатывает единичный импульс, одновибратор 7 и формирователь 8 срабатывают, счетчик 6 сбрасывается, триггер 9 взводится, выходной импуль одновибратора 7 после усиления по мощности воздействует на обмотку клапана 11, открывая его. При открытии последнего срабатывает датчик 12 и триггер 9 сбрасывается, схема И 3 закрывается, и процесс записи числа в счетчик 6, начавшийся с момента окончания в кодного импульса формирователя 8, прекращается. В последую щих оборотах вала работа устройства 6 происходит аналогично, и момент начала подачи топлива формируется не при полном считывании числа в реверсивном счетчике 2, а раньще, причем величина эта равна време ни запаздьгоания электромагнитного клапана 11. Следовательно, фактический момент начала подачи совпадает с заданным, представляющим собой момент появления единичного выходного импульса схемы 5 равнозначности при отсутствии связи между триггером 9 и схемой ИЗ, т.е. момент полного считывания числа в реверсивном счетчике 2. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает более высокую точность регулирования угла опережения впрыска, поскольку фактический момент Начала впрыска совпадает с задайным. В настоящее время ие выпускаются двигатели с электронными системами подачи топлива. В тепловозном дизеле типа Д70 применяется гидромеханическая система додачи топлива, которая обеспечивает изменение угла опережения впрыска топлива в функции скорости по зависимости 13 (фиг. 2). Для получения оптимальной по топливной экономичности зависимости 14 угла опережения от скорости используют зависимость удельного эффективного расхода топлива G в функции угла опережения впрыска б на режимах тепловозной характеристики, приведенной в таблице. Для этого дифференцируют функцию G (Q) и определяют углы опережения, при которых . На фиг.2 кривой abcde представлена квазиоптимальная (близкая к оптимальной 14) зависимость 15б(ы). Замена ею зависимости 3 позволяет снизить удельный эффективный расход топлива на „ 2-2,5%. Предлагаемое устройсто как раз и обеспечивает близкий к квазиоптимальному закон изменения угла опережения впрыска, т.е. по сравнению с известным обеспечивает повьшение топливной экономичности. Таким образом, предлагаемое устойство обеспечивает повьшение топивной экономичности двигателя внутеннего сгорания. 0 5Q

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВПРЫСКОМ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее блок управления, реверсивный счетчик, схему ИЛИ, одновибратор, усилитель и электромагнитный клапан, причем, блок управления через реверсивньй счетчик связан со схемой ИЖ, выход которой подключен к входу блока управления, а одновибратор, усилитель и электромагнитный клапан связаны последовательно, отличающееся тем, что. с целью повышения точности, в устройство введены формирователь коротких импульсов, суммирующий счетчик, схема равнозначности, схема И,.триггер и датчик перемещения электромагнитного клапана, причем входы схемы равнозначности соединены с выходами двоичных ячеек реверсивного и суммирующего счетчиков, а ее выход непосредственно подключен к входу одновибратрра и через формирователь коротких iwпульсов - к шине сброса в нулевое состояние суммирующего счетчика, единичный вход триггера соединен с выходом одновйбратора, нулевой вход с датчиком перемещения электромагнитного клапана, а выход - с первым входом схемы И, второй вход которой подключен к информационному вход реверсивного счетчика, а выход - к информационному входу суммиругацего § счетчика.