Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК F02D23/02 F02B37/12 

катушкой 12 индуктивности„ Первый вход дифференциального усилителя (У, 15 блока управления связан с катушкой 11, второй вход - с катушкой 12, а выход - с обмоткой электромагнитного запорного органа 4 дозировани:я дополнительного воздуха в двигатель. Неинвертирующий вход У 15 через последовательно соединенные резистор 14 и диод 13 связан с катушкой 11, инвертирующий вход У 15 через последовательно соединенные резистор 19 н диод 18 связаны с катушкой 12. Диод 17 и конденсатор 16 У 15 параллельно соединены между собой, одним выводом подключены к инвертирующему входу У 15, а другим - к выходу У 15 Кол-во подаваемого сжатого воздуха в цилиндры дизеля зависит как от величины перепада нагрузки, так и от массы воздуха, подаваемого турбокомпрессором в цилиндры во время перехоных процессов, что приводит к оптимальному смесеобразованию в цилинд- рах при переходных режимах, т.е. повышенным значениям КПД, мощности, а следовательно, к более эффективному приему нагрузки и сокращению дли - тельности переходного процесса 1 ил.

Изобретение позволяет сократить длительность переходных процессов путем повышения точности дозирования дополнительного воздуха. Датчик скорости движения рычага управления топливного насоса двигателя снабжен магнитом 9, установленным на рычаге управления, и катушкой 11 индуктивности. Датчик частоты вращения ротора турбокомпрессора 2 снабжен магнитом 10, установленным на роторе, и а с ,р1 ГЗ 77

1

Изобретение относится к двигателе строению, в частности к системам автоматического регулирования воздухо- снабжения дизелей.

Целью изобретения является сокращение длительности переходных процессов путем повьш1ения точности дозирования дополнительного воздуха.

На чертеже приведена функциональ- ная схема устройства.

Двигатель внутреннего сгорания (две) 1 снабжен турбокомпрессором 2 который через трубопровод 3, запорный орган 4, ресивер 5 с предо- )анительным клапаном 6 соединен с источником 7 сжатого воздуха. На зядатчике 8 (рычаге управления топ- лаг1.вного насоса) установлен магнит 9, на роторе турбокомпрессора 2 - магнит 10, которые соответственно связаны с первой катушкой 11 индуктивности и второй катушкой 12 индуктивности. Первые зажимы катушек 11,

12соединены с общей шиной электро- питания схемы. Второй зажим первой катушки 11 индуктивности через диод

13и резистор 14,. соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 15, выход которого соедине с первой обкладкой конденсатора 16, катодом диода 17 и первым зажимом обмотки запорного органа 4. Второй зажим обмотки запорного рргана 4 соединен с общей шиной- электропитания схемы. Второй зажим второй катушки

12 индуктивности через диод 18 и резистор 19 сое;щнен с инвертируюш -1м Входом усилителя 15, второй обкладкой конденсатора 16 и анодом диода 17

Устройство работает следующим образом.

В установившемся релшме двигателя когда положение задатчика 8 режима работы не меняетсяj взаимное положение магнита 9 и первой катушки 11 неизменно и напряжение на зажимах последней равно нулю. Поэтому сит нап на непквертирующем входе усилителя 15 отсутствует. На второй же, инвертирующий вход усилителя 15 при работающем двигателе всегда поступают положительные импульсы, частота и амплитуда которых пропоршюнальны частоте вращения турбокогшрессора. Объясняется это тем, что-при работе ДВС турбокомпрессор вращается н магнит 10 проходит вблизи второй катушки 12, возбуходая в ней ЭДС« Следовательно,, на инвертирующем входе усилителя .15 потенциал более высокий, чем на неинвертирующем. Однако выходное напряжение усилителя 15 не отрицательп ное, а нулевое благодаря наличию открытого диода 17. В соответствии с этим при работе двигателя на установившемся режиме напряжение на обмотке запорного органа 4 равно нулю, запорный орган закрыт и дополнительный воздух в ДВС не поступает.

31

При резком увеличепни подачи топлива, имеющем место при набросе нагрузки на двигатель, магнит 9, связанный с задатчиком 8 режима работы, проходит вблизи первой катушки 11. На зажимах последней при этом появляется напряжение, пропорциональное количеству витков, охваченных магнитным потоком, и скорости изменения этого потока. Это напряжение через диод 13 поступает на неинвертирующий вход усилителя. В связи с этим, а также благодаря наличию конденсатора 16 в цепи обратной связи усилителя 15, напряжение на выходе последнего пропорционально одиночному перемещению рычага управления (за датчика 8 режима) и, следовательно, величине приращения нагрузки (при условии отсутствия сигнала на инвертирующем входе усилителя 15). Таким образом, при набросе нагрузки на двигатель конденсатор 16 запоьшнает напряжение, пропор1Ц5ональное величине одиночного перемещения рычага управления топливоподачей (при отсутствии сигнала на инвертирующем входе усилителя).

На инвертирующий вход усилителя 15 поступает, как и в других режимах работы две, периодический сигнал, частота и амплитуда которого пропорциональны частоте ротора турбокомпрессора 2. С помощью усилителя 15 происходит вычитание этого сигнала из сигнала катушки 11 и интегрирова - ние полученной разностл. Поэтому в /момент окончания перемещения задат- :чика 8 режима выходное напряжение усилителя 15 пропорционально разности массы топлива и воздуха, подаваемого турбокомпрессором. С приходом следующего после указанного момента импульса с катушки 12 вь1ходное напряжение усилителя 15 уменьшается до некоторого уровня, на котором сохраняется до появления следующего импульса на инвертирующем входе усилителя. Дальнейшее поступление импульсов на указанный вход приводит к продолжающемуся снижению выходного напряжения усилителя 15. Таким образом, на выходе этого усилителя действует ступен- . чато убываюп;ее напряжение, причем каждой частоте вращения турбокомпрессора соответствует определенная скорость убывания этого напряжения. Эта

62010

скорость определяется как параметра ми импульсов напряжения на катушке 12, так и постоянной времени инте- g грирующего усилителя 15. Максимально же значение зтого ступенчато убывающего напряжения имеет место в момент . 1кончания ..перемещения задатчика 8 и пропорционально разности массы топ10 лива и воздуха, поступающего от турбокомпрессора. Поскольку запорный орган 4 выполнен в виде электродинамического пневмоклапана, то подача ;ополнительного воздуха из источника

15 7 определяется величиной напряжения между зажимами его обмотки. В связи с этим максимальная подача дополнительного воздуха в цилиндры имеет место при максимальном выходном на20 пряжении усилителя 15, т.е. после установления задатчика 8 в положение максима тьной топливоподачи при набросе нагрузки. Это означает, что максимальная подача дополнительного сжа25 того воздуха обеспечивается в первый момент после наброса нагрузки и соответствует разности величины подачи топлива и величины подачи воздуха, нагнетаемого турбокомпрессором 2.

30 Отметим, что с уменьшением приращени топливоподачи (т.е. с уменьшением величины набрасываемой нагрузки) экстремум массы подаваемого дополнительного воздуха снижается благодаря

35 уменьшению степени открытия запорного органа 4. По мере раскрутки тур-- бокомпрессора вследствие возросшей (из-за увеличения подачи топлива) температуры и количества газов перед

40 турбиной выходной сигнал усилителя 15 ступенчато убывйет со скоростью, пропорциональной частоте вращения турбокомпрессора 2.

45 Момент обнуления выходного напряжения усилителя 15 и, следовательно, продолжительность подачи воздуха зависят от скорости убывания этого напряжения по частоте вращения ротора

50 турбокомпрессора.

Из вышеизложенного следует, что количество подаваемого сжатого воздуха в 1щлиндры дизеля в предлагаемом устройстве зависит как от величиgg ны перепада нагрузки (при набросе), .так и от массы воздуха, подаваемого турбокомпрессором в цилиндры дизеля во время переходных процессов (в отличие от известного устройства, где

количество подаваемого сжатого воздуха не зависит от указанных факторов и одинаково во время прре содно- го процесса), что приводит к оптимальному смесеобразованию в цилиндрах двигателя при переходных режимах, т.е. повьппенным значением КПД, мощности (по сравнению с прототипом),

датчик частоты вращения ротора тур- бокоьшрессора, снабженный вторым магнитом, установленным на роторе турбокомпрессора,. и второй катушкой индуктивности, и блок управления с усилителем, первый вход которого связан с первой катушкой индуктивности, второй вход - с второй катушкой ина следовательно, к более эффективному О дуктивности, а выход - с обмоткой

приему нагрузки и уменьшению дли тельности переходного процесса. Так как величина расхода топлива в единицу времени благодаря качественному

электромагнитного запорного органа дозирования дополнительного воздуна в двигатель, отличающееся тем, что, с целью сокращения длитель

смесеобразованию в предлагаемом уст- is ности переходных процессов путем поройстве не больше, чем в известном устройстве,, а длительность переходного процесса меньше, то имеет место повышение топливной экономичности.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повьппение топливной экономичности двигателя по сравнению с известным устройством,

Формула изобретения

Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двига тель внутреннего сгорания, содержащее датчик скорости движения рычага управления топливного насоса двигателя, снабженный первым магнитом, установленным на рычаге управле :шя, и первой катушкой индуктивности

точности дозирования дополни тельного воздуха, усилитель блока уп равления вьшолнен дифференциальным с инвертирукщим и неинвертируюш гм вхо20 дами и снабжен тремя диодами, двумя резисторами и конденсатором, причем неинвертируюш й вход усилителя через последовательно соединенные один из резисторов и один из диодов связан

25 с первой катушкой индуктивности, ин- верт.ирующий вход усилителя через последовательно соединенные другой резистор и другой диод связан с второй катушкой индуктивности, а третий

30 диод и конденсатор параллельно соеди нены между собой, одним выводом подключены к инвертирующему входу усилителя, а другим - к выходу усилителя.

датчик частоты вращения ротора тур- бокоьшрессора, снабженный вторым магнитом, установленным на роторе турбокомпрессора,. и второй катушкой индуктивности, и блок управления с усилителем, первый вход которого связан с первой катушкой индуктивности, второй вход - с второй катушкой индуктивности, а выход - с обмоткой

электромагнитного запорного органа дозирования дополнительного воздуна в двигатель, отличающееся тем, что, с целью сокращения длительности переходных процессов путем повьш ения точности дозирования дополнительного воздуха, усилитель блока управления вьшолнен дифференциальным с инвертирукщим и неинвертируюш гм входами и снабжен тремя диодами, двумя резисторами и конденсатором, причем неинвертируюш й вход усилителя через последовательно соединенные один из резисторов и один из диодов связан

с первой катушкой индуктивности, ин- верт.ирующий вход усилителя через последовательно соединенные другой резистор и другой диод связан с второй катушкой индуктивности, а третий

диод и конденсатор параллельно соеди- нены между собой, одним выводом подключены к инвертирующему входу усилителя, а другим - к выходу усилите- ля.