Устройство для регулирования крутящего момента многоцилиндрового дизеля Советский патент 1988 года по МПК F02M63/02 

о:

со

00

Изобретение относится к двигателе строению, а именно к системам питания, и может быть использовано для регулирования диз&пей.

Цель изобретения - повьшение эф- фективности топливоподачи путем увеличения быстродействия и точности.

На фиг, 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - узел привода, обратного клапана; на фиг. 3 - схемы временных сигналов при отключении одного цилиндра; на фиг. 4 - то же, при отключении на один цикл четвертого и третьего ци- линдров.

На фиг. 3-4 обозначено: P - давление топлива в штуцере насоса , U - напряжение на обмотке катушки обратного клапана; п - подъем клапана обратного, РЦ - давление в штуцере насоса при отключении одного из цилиндров через цикл; h | - подъем иглы форсунки, q - угол поворота коленчатого вала.

Устройство для регулирования крутящего момента многоцилиндрового дизеля (фиг. 1) содержит задатчик 1 частоты вращения вала, усилитель-преобразователь 2, измеритель (датчик) 3 частоты вращения, усилитель-преобразователь 4, измеритель 5 углового положения вала, например датчик ВМТ, сумматор 6, блок 7 управления приводом обратных клапанов, обратные кла- паны 8 с приводами, нагнетательные трубопроводы 9, связывающие с форсунками 10 .насос 11 высокого давления, не имеющий рейки управления его пролинии 12 слива топ из обратных кла

из водительностью, лива в емкость 13 панов.

Привод обратного клапана 8 (фиг.2) содержит запорный элемент 14, нагру- женный слабой пружиной 15, седло 16 с электромагнитной катушкой 17. Направляющая 18 клапана элемента 14 содержит ограничитель 19 хода клапанного элемента 14, выполненньй в виде магнитного элемента, взаимодействующего с электромагнитом, образованным катушкой 17. Каналы 20 о9УЩеств- ляют связь нагнетательных трубопроводов 9 со сливной линией 12 при движении клапанного запорного элемента 14.

Устройство работает следующим образом.

с

5

0

0

Q

5

0

5

Оператор двигателя с помощью за- датчика 1, например устройства типа контроллера, рычага управления, подает сигнал через усилитель-преобразователь 2 на сумматор 6, куда также с усилителя-преобразователя 4 поступает сигнал фактической частоты вращения, измеренной датчиком 3. Результат сравнения сигналов, посту- пивщих на сумматор 6, в виде потенциала, пропорционального отклонению заданной частоты от фактической, поступает в блок 7 управления, куда также подается сигнал, например ВМТ первого цилиндра, с измерителя 5. Блок 7 подает потенциал по меньшей мере на одну из обмоток катушек 17 электромагнитов привода запорного элемента 14 обратных клапанов 8. При подаче тока (напряжения) на катушку 17 ограничитель 18 стремится притянуться к магниту, образованному седлом 16 запорного элемента 14. Однако открытие, т.е. перемещение вправо элемента 14, происходит только тогда, когда в пикни высокого давления (нагнетательном трубопроводе 9) произойдет формирование волны разрежения с помощью отсасывающего пояска нагнетательного клапана насоса высокого давления после отсечки подачи очередной порции топлива. Волна разрежения воздействует на элемент 14, который, преодолевая усилие пружины 15, смещается вправо (фиг. 2). В результате при очередном цикле подачи топлива насосом 11 создаваемое им давление стравливается в линию 12 слива, преодолевая усилие притяжения ограничи- теля 19 к магниту-седлу 16. Происходит пропуск цикла впрыскивания. На фиг. 3 показано, что в момент (f появился потенциал U на катушке электромагнита. В момент I/ , когда в нагнетательном трубопроводе 9 сформирована волна 21 разрежения, происходит подъем клапанного элемента 14. Закрытие элемента 14 происходит в момент Lpj , когда потенциал U снят с катушки 17. Тогда, если до отключения циклов система работала с последовательностью I, II, III, IV и т.д. то после включения электромагнита работа происходит так: впрыск в первом 1дикле, пропуск впрыска во втором цикле, впрыск в третьем цикле, пропуск, впрыска в четвертом цикле.

Для 4-цилиндрового дизеля чередование топливоподач показано на фиг.4

и обозначено, а

г, д

е -и т.д. Потенциал U подается на все катушки обратных клапанов в моменты t/, и Ц , а снимается с них в моменты и 4f К результате в моменты Cflj и gi происходит отключение подачи топлива благодаря открытию клапанов 8, в моменты С/ и 44 вновь включение подач топлива. Последовательность работы сле

,«

. f

Д

ч

II

и т.д.

дующая: Блок микропроцессора, в котором в соотве7 может быть выполнен в ви

Отсутствие рейки топливного насоса обеспечивает работу топливной аппаратуре всегда на полных (наиболее эффективных) подачах, что повышает качество рабочих процессов в цилиндрах. Отсутствие механически перемеща емых элементов снижает затраты мощности на привод органа управления. Все это повьшает точность, быстродей ствие регулирования, снижает инерционность, повьшает эффективность топливоподачи, увеличивает стабильность подач на холостом ходу. Формула изобретения

Устройство для регулирования крутящего момента многоцилиндрового диствии с сигналом с сумматора 6, измерителей 3 и 5 происходит вычисление необходимого порядка, последовательности отключения циклов и цилинд- 2о зеля с топливным насосом высокого ров. Такой микропроцессор может pea- давления, связанным с форсунками при лизовать, например, вычисление сигнала t по зависимости t dh-n, где п - текущая частота вращения вала (относительная), т.е. отношение теку- 25 приводами, сообщенные с нагнетатель- щей частоты к номинальной; dh - сиг- ными трубопроводами и линией слива

помощи нагнетательных трубопроводов, и линией слива топлива, содержащее байпасные клапаны с электромагнитными

жает неравномерность регулирования до 8 и 4%соответственно и т.д.

Отсутствие рейки топливного насоса обеспечивает работу топливной аппаратуре всегда на полных (наиболее эффективных) подачах, что повышает качество рабочих процессов в цилиндрах. Отсутствие механически перемещаемых элементов снижает затраты мощности на привод органа управления. Все это повьшает точность, быстродействие регулирования, снижает инерционность, повьшает эффективность топливоподачи, увеличивает стабильность подач на холостом ходу. Формула изобретения

Устройство для регулирования крутящего момента многоцилиндрового дизеля с топливным насосом высокого давления, связанным с форсунками при приводами, сообщенные с нагнетатель- ными трубопроводами и линией слива

зеля с топливным насосом высокого давления, связанным с форсунками при приводами, сообщенные с нагнетатель- ными трубопроводами и линией слива

помощи нагнетательных трубопроводов, и линией слива топлива, содержащее байпасные клапаны с электромагнитными

Изобретение позволяет повысить эффективность топливоподачи путем увеличения быстродействия и точности. Байпасные клапаны с электромагнитными приводами сообщены с нагнетательными трубопроводами 9 и линией 12 слива топлива. Каждьй клапан выполнен в виде подпружиненного обратного клапана 8, вокруг седла 16 х-рого размещена катушка 17 электромагнитного привода. Направляющая 18 запорного элемента 14 клапана содержит ограничитель 19 хода, вьшолненный в виде магнитной пластины для взаимодействия с катушкой 17. Элемент 14 расположен со стороны нагнетательного трубопровода 9, а ограничитель 19-00 стороны линии 12 слива топлива. Блок управления вьтолнен в виде процессора и с оединен с сумматором, выходом измерителя частоты, измерителем углового положения вала и электромагнитными приводами клапанов 8. 4 ил. с Ё

нал на выходе сумматора 6. Полученное время t представляет собой время между моментами cf и ( подачи напряжения на катушки и снятия напряжения соответственно. Именно в это время в зависимости от его величины происходит отключение цикла, нескольких циклов, нескольких цилиндров двигателя.

Такой способ регулирования позволяет с помощью операций включения - выключения циклов или цилиндров регулировать мощность или. момент двигателя , поддерживая или изменяя частоту вращения вала. Очевидно, что чем больше цилиндров имеет двигатель тем более плавно можно менять частот вращения. Даже для 4-цилиндрового дизеля при регулировании частоты в пределах четырех последовательных

оборотов вала шаг регулирования мощ- . ности (момента) составляет 12,5% от номинала для номинальной частоты или от полной нагрузки для заданной час- до тоты. Дпя 8-ЦШ1ИНДРОВОГО дизеля мини- альный шаг составляет около 6% и т.д. Увеличение маховой массы дизеля позволяет увеличить время регулирования с четырех до, например, шести gg последовательных оборотов, что

0

5

0

топлива, блок управления и блок регулирования, включающий задатчик и измеритель частоты, усилители-преобразователи, сумматор и измеритель углового положения вала, причем задатчик и измеритель частоты через усилитель-преобразователь связаны с сумматором-, а блок управления соединен с сумматором, выходом измерителя частоты, измерителем углового положения вала и электромагнитными приводами байпасных клапанов, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности топл иво- подачи путем уве-пичения быстродействия и точности, каждый байпасный клапан выполнен в:виде подпружиненного обратного клапана с седлом, направ- g ляющей, основным и дополнительным запорными элементаг-и, размещенными по обе стороны направляющей, причем основной запорньй элемент размещен со стороны нагнетательного трубопровода, а дополнительный - со стороны линии слива топлива и выполнен в виде магнитной пластины с возможностью взаимодействия с катушкой электромагнитного привода, размещенной вокруг седла клапана, а блок управления выполнен в виде процессора.

сриг.1

и

РН

п«

фие.Э

JC

4

д

г

Лл

/V

и

4:

i

4

ХУV

- г

ВИШПИ Заказ 4049/34 Тираж 505

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

70W

tf

if

A

-i/ 4

Подписное