Устройство для ограничения наполнения двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК F02D9/08 

1

1255728

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к устройствам для ограничения наполнения двигателя внутренного сгорания, преимущественно в системах впрыска топлива автомобильных двигателей, работающих в значительном диапазоне нагрузок и скоростей при больщих разбросах октанового числа применяемого топлива.

Цель изобретения - повьипение эффективности устройства путем повьппения точ- ности ограничения наполнения в области возможной детонации топливной смеси во всем диапазоне частоты вращения коленчатого вала и обеспечения регулирования ограничения непосредственно в динамике работы двигателя, а также учет октанового числа топлива и расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - устройство с дополнительными элементами; на фиг. 3 - устройство на электронных и электромагнитных элементах; на фиг. 4 - сумматор.

Устройство (фиг. 1) содержит дроссельную заслонку 1, размещенную во впускном тракте, корректор 2 с кулачком 3, дополни- тельный привод 4, соединенный с дроссельной заслонкой I через пружину 5, упорнЕяй механизм 6, жестко соединенный с дроссельной заслонкой 1 и сопряженный с кулачком 3, связанный через привод с датчиком 7 частоты вращения.

Устройство (фиг. 2) содержит электромагнитный механизм 8, выполненный в виде блока 9 унравления и электромагнитного привода 10 кулачка 3 корректора 2, регулятор 11 передаточного числа, подсоединенный к выходу датчика 7 частоты враще- ния, датчик 12 положения электромагнитного привода 10, датчики 13 условий работы двигателя и сумматор 14, связывающий датчики 13 с блоком 9 управления. Последний имее два входа; к первому подключен сумматор 14, а к второму - датчик 12 положения электромагнитного привода 10. Если устройство работает только от датчика 7 частоты вращения, а датчики 13 отсутствуют, то регулятор 1 1 передаточного чис. 1а подключен непосредственно к первому входу блока 9 управления. В этом случае сумматор 14 исключается.

В варианте устройства на электронных и электромагнитных элементах (фиг. 3) датчик 7 частоты вращения выполнен в виде интегрирующей RS-цепи на резисторе 15 и конденсаторе 16, нодключенных к прерывателю 17, соединенному с катушкой 18 зажигания и конденсатором 19. Блок 9 управления выполнен в виде дифференциального усилителя на транзисторах 20 и 21 и резисторах 22 и 23, а электромагнитный привод 10 вы- полнен на электродвигателе, с осью которого сопряжены кулачок 3 корректора 2 и датчик 12 (потенциометр) положения электро

S

0

5 0

5

0 5

0

5

2

магнитного привода 10. Электродвигатель электромагнитного привода 10 подключен между коллекторами транзисторов блока 9 управления, датчик 12 положения электромагнитного привода 10 подключен к базе транзистора 20 - второму входу блока 9 управления, а датчик 7 частоты вращения - через потенциометр-регулятор 11 передаточного числа к базе транзистора 21 - первому входу блока управления 9. Если устройство содержит несколько датчиков 13 условий работы двигателя, например, температуры, давления и т. д., то выходы датчиков 13 и выход датчика 7 частоты вращения подключены к блоку 9 управления через сумматор 14.

Устройство для ограничения наполнения двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

При отсутствии перегрузки двигателя поверхности кулачка 3 и упорного механизма 6 разъединены. Положение дроссельной заслонки 1 определено дополнительным приводом 4. Причина такого состояния в том, что наполнепие двигателя зависит от частоты вращения и положения дроссельной заслонки 1 и датчик 7 частоты вращения устанавливает кулачок 3 в строго соответ- ствуюпдее частоте вращения положение. Это положение определяет степень возможности открытия дроссельной заслонки 1. Если по каким-либо причина.м возникает необходимость резкого увеличения мощности двигателя посредством увеличения его наполнения, что достигается перемещение.м (открытием) дроссельной заслонки 1, то упорный механизм 6 касается поверхности кулачка 3, перемещение дополнительного привода 4 приводит к сжатию пружины 5, а дроссельная заслонка 1 открыта ровно на столько, на сколько допускается наполнение двигателя на данной частоте вращения. Если мощность двигателя достаточна для увеличения частоты вращения, последняя увеличина и, соответственно, через датчик 7 частоты вращения кулачок 3 освобождает пространство для перемещения упорного механизма 6 и связанной с ним дроссельной заслонки 1. Тем самым наполнепие двигателя удержано на максимально допустимом уровне. Ес.ти нагрузка на двигатель слишком велика, и частота вращения падает, кулачок 3 поворачивают от датчика 7 так, что упорный механизм 6 сжимает пружину 5, прикрыв соответственно дроссельную заслонку 1 и опять удерживая наполнение двигателя на максимально допустимом уровне. Соответствие между максимально допустимым наполнением двигателя и частотой вращения определено профилем кулачка 3 корректора 2. По- В1;1шение эффективности достигается за счет двойного управления одной дроссельной заслонкой.

Устройство па электронных и электромагнитных элементах работает следующим образом.

Площадь импульсов на прерывателе 17 системы зажигания двигателя пропорциональна частоте вращения. Поэтому на выходе интегрирующей RC-цепи (резистор 15, конденсатор 16) напряжение также пропорционально частоте вращения. Потенцио- метр-регулятор 11 передаточного числа изменяет соотношение между напряжением, поступающим на первый вход блока 9 управления (базу транзистора 21), и частотой вращения. Электродвигатель электромагнит- ного привода 10 поворачвает сопряженные с ним кулачок 3 и потенциометр-датчик 12 положения электромагнитного привода 10 так, что напряжение на первом и втором входах блока 9 управления одинаково. При- этом условии электродвигатель обеспечива- ется и не вращает кулачок 3.

Определенному напряжению на базе транзистора 21 (первом входе блока 9 управления) соответствует определенное положение кулачка 3 корректора 2, сопряженного с осью электродвигателя. Таким образом, кулачок 3 всегда отслеживает по положению среднее напряжение на первом входе блока 9 управления, которое пропорционально частоте вращения. Коэффициент пропорциональности (передаточное число) определен потенциометром-регулятором 11 передаточного числа, так как напряжение на его выходе прямо пропорционально сопротивлению между движком и выводом, соединенным с корпусом, и напряжению на его входе. Поэтому перемещая движок мож- но плавно регулировать передаточное число, тем самым меняя угол поворота ку

5 5

5 о

0

лачка 3 при одной и той же частоте вращения, т.е. меняя максимально допустимое наполнение двигателя.

Система частота вращения - угол поворота кулачка 3 линейна, а профиль кулачка 3 линеаризует зависимость поворота дроссельной заслонки 1 от степени наполнения двигателя на соответствующих частотах вращения. Тем самым достигается согласование характеристик и возможность плавной регулировки ограничения наполнения двигателя на грани возникновения детонации топлива при любых частотах вращения. Это дает возможность эксплуатировать двигатель на топливе с любым октановым числом при любых нагрузках. Потенциометр- регулятор 11 передаточного числа может быть размещен в любом месте, что обеспечивает дистанционную регулировку непосредственно в динамике работы двигателя.

Работа датчиков 13 условий работы двигателя с суматором 14 сводится к тому, что эти датчики выдают сигналы аналогично датчику 7 частоты вращения. Сумматор 14 суммирует эти сигналы и направляет на первый вход блока 9 управления. Тем самым кулачок 3 повернут на угол, пропорциональный сумме сигналов датчиков 13. Датчик 7 частоты вращения с регулятором 11 передаточного числа в этом случае подключен к одному из входов сумматора 14 и участвует в работе аналогично одному из датчиков 13. Соотнощение сопротивлений резисторов сумматора 14 определяет весовые коэффициенты при передаче сигналов датчиков 13 и 7.

2 J

фиг. г

9

L.

3

oH распределит

, fi

Г

17

ГТ

15

CZb

Фиг.З

Составмтело В. Славников

Редактор М. БобковаТехред И, ВересКорректор М. Демчик

Заказ 4794/33Тираж 523Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. жгород, ул. Проектная, 4

фи.