Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК F02D41/10 

гера 24, нулевой вход которого соединен с выходом компаратора 29, а выход - с входом одновибратора 25 и суммирующим входом элемента 26 сравнения. Прямой вход одновибратора подключен к первому входу схемы ИЛИ 28, а инверсный выход - к шине обнуления интегратора 22. Второй вход схемы соединен с катодом диода 27, прямой выход - с обмоткой запорного органа 4, другим зажимом соединенной с общей шиной, а инверсный выход - с первым входом компаратора 29. Второй вход компаратора 29 соединен с общей шиной. Выход

преобразования датчика частоты вращения подключен к входу интегратора 22, выход которого соединен с вычитающим входом элемента, выход которого соединен с анодом диода. После открытия на максимум дополнительного воздухоснабжения запорный орган со скоростью, определяемой величиной и ростом частоты вращения турбокомпрессора, обеспечивает уменьшение подачи сжатого воздуха из источника в двигатель. При этом качество смесеобразования в цилиндрах не ухудшается-, а длительность переходного процесса не возрастает. 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить точность дозирования дополнительного воздуха путем согласования его подачи с частотой вращения ротора турбокомпрессора. Выход компаратора 16 соединен с единичным входом триггера 24, нулевой вход которого соединен с выходом компаратора 29, а выход - с входом одновибратора 25 и суммирующим входом элемента 26 сравнения. Прямой вход одновибратора подключен к первому входу схемы ИЛИ 28, а инверсный выход - к шине обнуления интегратора 22.Второй вход схемы соединен с катодом диода 27, прямой выход - с обмоткой запорного органа 4, другим зажимом соединенной с общей шиной, а инверсный выход - с первым входом компаратора 29. Второй вход компаратора 29 соединен с общей шиной. Выход преобразования датчика частоты вращения подключен ко входу интегратора 22, выход которого соединен с вычитающим входом элемента,выход которого соединен с анодом диода. После открытия на максимум дополнительного воздухоснабжения запорный орган со скоростью, определяемой величиной и ростом частоты вращения турбокомпрессора, обеспечивает уменьшение подачи сжатого воздуха из источника в двигатель. При этом качество смесеобразования в цилиндрах не ухудшается, а длительность переходного процесса не возрастает. 1 ил.

1

Изобретение относится к двигателестрое- нию и может быть использовано для регулирования воздухоснабжения двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение точности дозирования дополнительного воздуха путем согласования его подачи с частотой вращения ротора турбокомпрессора.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.

Двигатель 1 с турбокомпрессором 2 сообщен трубопроводом 3, в котором установлен запорный орган 4, с ресивером 5, имеющим предохранительный клапан 6 и сообщенным с источником 7 сжатого воздуха. На задатчике 8 режимов работы (рычаге управления регулятора топливного насоса) установлен постоянный магнит 9, воздействующий на катушки 10 и 11 индуктивности датчика скорости движения рычага управления топливного насоса. На роторе турбокомпрессора установлен магнит 12, образующий совместно с катушкой 13 индуктивности датчик частоты вращения ротора турбокомпрессора. Один зажим катушки 10 индуктивности через диод 14 и резистор 15 соединен с первым входом компаратора 16 и одним выводом конденсатора 17, а другой зажим - с вторым входом компаратора 16, другим выводом конденсатора 17 и общей шиной. Один зажим катушки 11 индуктивности через диод 18 соединен со стробирую- щим входом компаратора 16 и одним выводом конденсатора 19, а другой зажим - с другим выводом конденсатора 19 и общей шиной. Диоды 14 и 18, резистор 15 и конденсаторы 17 и 19 составляют преобразователь датчика скорости. Один зажим катушки 13 индуктивности через диод 20 и резистор 21 соединен с входом интегратора 22 и одним выводом конденсатора 23, а другой зажим - с другим выводом конденсатора 23 и общей шиной. Выход компаратора 16 соединен с входом установки в «1 триггера 24. Прямой вход последнего соединен с входом одновибратора 25 и суммирующим входом

0

5

0

5

0

элемента 26 сравнения, вычитающий вход которого соединен с выходом интегратора 22, а выход - с анодом диода 27. Катод диода 27 соединен с первым входом схемы ИЛИ 28. Второй вход схемы ИЛИ 28 соединен с прямым выходом одновибратора 25, инверсный выход которого соединен с входом сброса в нуль интегратора 22. Инверсный выход схемы ИЛИ 28 соединен с первым входом дополнительного компаратора 29, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход - с входом установки в нуль триггера 24.

Для согласования схемы управления с исполнительным элементом (запорным органом) схема ИЛИ 28 может быть выполнена, например, по диодной схеме с эмиттерны.м повторителем на выходе (не показано).

Устройство работает следующим образом.

При установившихся режимах и при сбросе нагрузки на выходе компаратора 16, а поэтому и на прямом выходе триггера 24 присутствует логический «О. Одновибратор 25 находится в ждущем режиме и с его прямого выхода напряжение, разное нулю, поступает на первый вход схемы ИЛИ 28. На втором входе схемы ИЛИ 28 также присутствует логический «О, так как диод 27 не пропускает отрицательное напряжение с выхода элемента 26 сравнения, на суммирующем входе которого имеется «О с триггера 24, а на вычитающем - растущее напряжение с выхода интегратора 22, который интегрирует по времени ЭДС катушки 13 индуктивности. Таким образом, на прямом выходе схемы ИЛИ 28 присутствует нулевое напряжение, следовательно обмотка запорного органа 4 обесточена и трубопровод 3 перекрыт.

ЭДС на выходе катушки индуктивности определяются скоростью перемещения магнита, находящегося возле них. Поэтому при резких набросах нагрузки (резких перемещениях задатчика 8 в сторону увеличения подачи топлива) ЭДС на катушках 10 и 1

индуктивности достигнута величин, при которых компаратор 16 устанавливает «1 на своем выходе, вследствие чего включается подача дополнительного сжатого воздуха. Это достигается переводом триггера 24 в состояние «1, запуском единицей с прямого выхода триггера 24 одновибратора 25, который на время действия своего импульса через схему ИЛИ 28 обеспечивает максимальное напряжение на обмотке запорного органа 4, что соответствует полному открытию трубопровода 3 на подачу сжатого воздуха от источника 7 через ресивер 5, трубопровод 3 в турбокомпрессор 2 и цилиндры двигателя 1. По окончании импульса одно- вибратора 25 ka выходе схемы ИЛИ 28 останется логическая «1, поступающая на второй вход схемы ИЛИ 28 через диод 27 с выхода элемента 26 сравнения, так как на его суммирующий вход поступает «1 с выхода триггера 24, а на вычитающий - «О с выхода интегратора 22. Последний сбрасывается в «О в момент окончания импульса с инверсного выхода одновибратора 25. Начиная с этого момента времени (окончание импульса одновибратора 25) осуществляется постепенное перекрытие трубопровода 3 запорным органом 4 по мере раскрутки турбокомпрессора 2, происходящей за счет возросшего расхода топлива и дополнительного воздухоснабжения. Это оправдано тем, что с ростом частоты вращения увеличивается воздухоподача от турбокомпрессора 2, и поэтому можно уменьшить расход сжатого воздуха по мере роста воздухоподачи турбокомпрессора 2. Устройство обеспечивает это следующим образом. Рост частоты вращения турбокомпрессора 2 вызывает рост напряжения на катушке 13, которое интегрирует после сброса в нуль интегратор 22. Постоянная времени интегратора 22 выбрана таким образом, чтобы его выходное напряжение превысило уровень логической «1 к моменту достижения частоты вращения установившегося значения для данной нагрузки. При интегрировании уменьшается положительное напряжение на -выходе элемента сравнения 26, что вызывает постепенное перемещение клапана запорного органа 4 в сторону перекрытия дополнительного воздухоснабжения. При напряжении равном или меньшим нуля на выходе элемента 26 сравнения диод 27 отключает выход элемента 26 сравнения от схемы ИЛИ 28, на прямом выходе которой устанавливается «О (прекращается дополнительное воздухоснабжение), а на инверсном выходе - «1. При этом компаратор 29 срабатывает, на его выходе устанавливается «1, триггер 24 переходит в нулевое состояние и переходный процесс заканчивается.

Прекращение дополнительного воздухоснабжения возможно при снижении давления в воздушном ресивере 5 ниже порогового уровня с помощью предохранительного клапана 6.

После открытия на максимум дополнительного воздухоснабжения запорный орган

со скоростью, определяемой величиной и ростом частоты вращения турбокомпрессора, обеспечивает уменьшение подачи сжатого воздуха из источника в двигатель. При этом качество смесеобразования в цилиндрах не ухудшается, а длительность переходного процесса не возрастает. В известном устройстве скорость подачи сжатого воздуха максимальна во время всего переходного процесса и не учитывает рост воздухоснабжения от турбокомпрессора.

Таким образом, по сравнению с известным, предлагаемое устройство осуществляет более точное дозирование дополнительного воздуха и тем самым обеспечивает экономию сжатого воздуха.

20

Формула изобретения

Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорания, содержащее запорный

5 орган, установленный в трубопроводе подачи дополнительного воздуха, схему управления с двумя входами и выходом, связанным с обмоткой запорного органа, датчик скорости рычага управления топливного насоса с преобразователем,выход которого соединен с

0 первым входом схемы управления через компаратор, и датчик частоты вращения ротора турбокомпрессора с преобразователем, выход которого соединен с вторым входом схемы управления, отличающееся тем. что, с целью повышения точности дозирования до5 полнительного воздуха, запорный орган выполнен в виде электродинамического пнев- моклапана, схема управления снабжена триггером, интегратором, одновибратором, схемой ИЛИ, элементом сравнения, дополнительным компаратором и диодом, причем вы0 ход компаратора соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого соединен с выходом дополнительного компаратора, а выход - с входом одновибратора и суммирующим входом элемента сравнения, прямой выход одновибратора подключен к первому входу схемы ИЛИ, а инверсный выход - к шине обнуления интегратора, второй вход схемы ИЛИ соединен с катодом диода, прямой выход - с обмоткой запорного органа, другим зажимом

Q соединенной с общей шиной, а инверсный выход - с первым входом дополнительного компаратора, второй вход которого соединен с общей шиной, выход преобразования датчика частоты вращения подключен к входу интегратора, выход которого соединен

5 с вычитающим входом элемента сравнения, а выход элемента сравнения соединен с анодом диода.