Устройство управления впрыском топлива в дизель Советский патент 1989 года по МПК F02D41/30 F02D41/38 

СП

to

00

со

со

05

Изобретение относится к двигателе- строению и может быть использовано в системах автоматического управления топливоподачей дизелей.

Цель изобретения - повьпиение точности.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит контактный рычажок 1 датчика частоты вращения, связанный неподвижным контактом с отрицательным полюсом источника питания и взаимодействующий с кулачком 2 на валу двигателя. Подвижный контакт рычажка 1 через резистор 3 связан с одним из вьшодов конденсатора 4, другой вьюод которого соединен с отрицательным полюсом источника питания, одним из выводив резистора 5, другой вывод которого соединен с положительным полюсом источника питания, и входом компаратора 6. Выход компаратора 6 . , пoдJ лючeн к входу дифференцирующей ц почки 7, выполненной в виде последовательно соединенных конденсатора 8 и резистора 9, подключенного к отрицательному полюсу источника питания. Выход дифференцирующей цепочки 7 через диод 10 подсоединен к входу одно- вибратора 11. Последний выполнен в виде первого 12 и второго 13 импулЬс- ных усилителей, связанных между собой посредством трансформатора 14. Сердечник 15 трансформатора кинематически связан с чувствительным элементом датчика 16 нагрузки и с движком потенциометра 17. Потенциометр 17 подключен к положительному и отрицательному полюсам источника питания, а движок потенциометра 17 соединен с первым, входом компаратора 6. Выход одновибратора 11 через усилитель 18 мощности связан с электромагнитной форсункой 19.

Устройство работает следующим образом.

При положении поршня в верхней мертвой точке кулачок 2 размыкает контактный рычажок 1, вследствие чего конденсатор 4 заряжается через резистор 5 от источника питания. Напряжение этого конденсатора прикладывается к соответствующему входу компаратора 6, на другом входе которого присутствует потенциал движка потенциометра 17. Пока напряжение разряда конденсатора 4 на входе компаратора 6 вьше напряжения на его другом вхо5

0

5

0

5

0

5

0

5

де, компаратор вырабатывает нулевой сигнал, присутствующий также на входе дифференцирующей цепочки 7. На выходе последней, входе одновибратора 11 и выходе этого одновибратора сигнал нулевой, в результате чего усилитель 18 мощности сигнала не вырабатывает, и электромагнитные клапаны 19 остаются закрытыми.

По мере поворота кулачка 2 с валом при замкнутом состоянии рычажка 1 конденсатор 4 продолжает заряжаться, а напряжение на нем расти. При совпадении этого напряжения с сигналом на входе компаратора 6 последний вы- рабатьгоает сигнал логической единицы, поступающий на вход дифференцирующей цепочки 7. При появлении этого сигнала дифференцирующая цепочка вырабатывает положительный импульс напряжения, который диодом 10 не пропускается на вход одновибратора 11. В связи с этим этот одновибратор импульса не вырабатывает, электромагнитные форсунки 19 остаются закрытыми и топливо не впрыскивается в цилиндры.

При нахождении поршня в нижней мертвой точке кулачок 2 замыкает контактный рычажок 1 и конденсатор 4 начинает разряжаться через резистор 3. Пока напряжение на этом конденсаторе выше опорного уровня на входе компаратора 6, связанном с движком потенциометра 7, его выходной сигнал имеет величину логической единицы, сигнал на выходе дифференцирующей цепочки 7 отсутствует и состояние всех последующих элементов устройства (одновибратора 11, усилителя 18 мощности) сохраняется прежним.

При дальнейшем разряде конденсатора 4 в определенный момент времени напряжения на входах компаратора 6 совпадают, и напряжение на его выходе скачком переходит из единичного уровня в нулевой. В этом случае дифференцирующая цепочка 7 формирует отрицательный импульс напряжения, который проходит через диод 10 на вход одно- вибратора 11, переводя его в состояние квазиустойчивого равновесия. В этом момент одновибратор вьфабатьгоает передний фронт своего выходного импульса. Этот импульс после усиления по мощности с помощью усилителя 18 поступает на электромагнитные форсунки 19. открывая их. Последнее приводит к подаче топлива в цилиндры.

5

Продолжительность состояния квази устойчнвого равновесия одновибратора 11 определяется индуктивностью его трансформатора 14, зависящей от положения сердечника 16. которое, в свою очередь, определяется датчиком 16 нагрузки. При возрастании нагрузки длительность импульса одновибратора 11 и, в конечном счете, продолжительность впрыска топлива возрастают, а при уменьшении нагрузки уменьшаются. Поскольку движок потенциометра 17 механически связан с сердечником 15, перемещения этого сердечника в сторону увеличения индуктивности трансформатора 1Д приводят к повышению потенциала на указанном движке и опорного сигнала на входе компаратора 6, При уменьшении индуктивности трансформатора опорное напряжение на входе компаратора 6 уменьшается. Это означает, что при уменьшении (увеличении) нагрузки двигателя опорный сигнал на входе компаратора 6 уменьшается (увеличивается), и момент его переключения из едини1д,1 в ноль наступает позже (раньше).

При неизменной угловой скорости вала двигателя время разомкнутого состояния контактного рычажка 1 неизменно, благодаря чему время заряда конденсатора Аи, следовательно, напряжение, до которого он заряжается к моменту достижения поршнем нижней мертвой точки неизменны. Поэтому разряд конденсатора 4 начинается с одного и того же напряжения на нем ,и происходит с постоянной времени, определяемой величиной сопротивления резистора 3 и емкостью этого конден- сатора. Благодаря этому каждому угловому положению кулачка 2 (и вала двигателя) соответствует единственное, вполне Определенное для данного скоростного режима двигателя значение напряжения на конденсаторе 4 и наоборот. Поэтому при возрастании нагрузки двигателя момент совпадения этого напряжения с напряжением на движке потенциометра 17 поступает раньше, т.е. при меньшем угле поворота вала после нижней мертвой точки, а при уменьшении нагрузки двигателя момент совпадения этого напряжен 1я с опорным уровнем наступает позже, т.е. при большем угле поворота вала после НМТ. Поскольку импульс топпивоподачи начинается при равенстве напряжения на

5

289366

конденсаторе 4 и опорного сигнала, то при увеличении (т еньшении) нагрузки двигателя впрыск топлива начинается раньше (позже) относительно момента прихода поршня в верхнюю мертвую точку, т.е. угол опережения впрыска топлива растет (падает).

Рассмотрим работу устройства в JQ случае постоянной нагрузки и переменной частоты врап{ения двигателя.

Изменение скоростного режима приводит к изменению периода вращения кулачка 2 и, следовательно, времени, j разомкнутого состояния рычажка 1, т.е. времени заряда конденсатора 4. Поэтому при увеличении частоты вращения двигателя напряжение, до которого заряжается указанный конденсатор 20 к моменту прихода поршня в нижнюю мертвую точку, уменьшается, а при уменьшении частоты вращения повьппает- ся. Благодаря этому при движении поршня из нижней мертвой точки в верх- 25 нюю мгновенные значения напряжения на конденсаторе 4 при больших частотах вращения вала меньше, чем при малых частотах вращения при одних и тех же угловых положения кулачка 2. 20 Поскольку в данном случае напряжение на входе компаратора 6 постоянно, то равенство напряжения на конденсаторе 4 и опорного уровня при увеличении частоты вращения вала наступает раньше, т.е. при меньших углах поворота вала относительно момента прихода поршня в нижнюю мертвую точку. При уменьшении же частоты вращения совпадение указанных напряжений и переход компаратора 6 из единичного состояния в нулевое происходит при больших углах поворота вала с момента прихода поршня в нижнюю мертвую точку. Следовательно, при неизменной нагрузке увеличение скорости вращения вала приводит к более раннему началу впрыска топлива (угол опережения растет). уменьшение же скорости вращения вала приводит к более позднему началу впрыска топлива (угол опережения падает).

Таким образом, обеспечивается изменение угла опережения впрыска в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов двигателя.

Кроме того, ичмонение опорного напряжения на входе компаратора 6 в зависимости от величины нагрузки обеспечивает более точное (Нормирование за-

5

0

5

0

5

кона тошшвоподачи. Тем самым повышается топливная экономичность двигателя.

Формула изобретения

1. Устройство управления впрыском топлива в дизель, содержащее датчик частоты врйщения, датчик нагрузки с механическим чувствительным элементом и электрическим преобразователем линейных перемещений чувствительного элемента, генератор линейно изменяющегося напряжения, вход которого связан с датчиком частоты вращения, и компаратор, один из входов которого связан с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, другой вход - с выходом электрического пре

5

0

образователя датчика нагрузки,, а выход подключён к электромагнитной форсунке впрыска топлива, отличающееся тем, что, с целью по- вьшения точности, устройство снабжено дифференцирующим элементом и од- новибратором с регулирующим органом, причем дифференцирующий элемент и одновибратор последовательно включены в линию связи компаратора с электромагнитной форсункой, а регулирующий орган одновибратора связан с механическим чувствительным элементом датчика нагрузки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулирующий орган одновибратора выполнен в виде трансформаторного преобразователя с подвижным сердечником.

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить точность формирования программы дозирования топлива. Устройство содержит датчик частоты вращения вала двигателя, датчик нагрузки, генератор линейно изменяющегося напряжения, компаратор (К) 6, опорный вход которого связан с движком потенциометра 7 датчика нагрузки, регулируемый одновибратор 11. В зависимости от нагрузки на двигатель и частоты вращения его вала изменяется момент совпадения уровней напряжений на входах К. При появлении сигнала на выходе К запускается одновибратор, вырабатывающий импульс, подаваемый на форсунку 19. Ширина импульса корректируется в зависимости от нагрузки на двигатель. Введение дополнительной коррекции обеспечивает повышение точности дозирования топлива и повышение экономичности двигателя. 1 ил.