Устройство для подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорания с наддувом Советский патент 1991 года по МПК F02D23/02 

сл

С

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания и позволяет повысить надежность работы устройства для подачи воздуха в двигатель с турбокомпрессором. Устройство для подачи воздуха в двигатель 1 с турбокомпрессором 2 содержит источник сжатого воздуха 3 с приводом от двигателя 1, ресивер 5, управляемый электромагнитный вентиль 4, обмотка которого соединена с выходом блока управления, задатчик 9 режима работы и связанный с ним исполнительный механизм 10. Исполнительный механизм 10 выполнен в виде поворотного полого корпуса, пластины с нанесенными на ней двумя рядами рисок и двух оптронов для фиксации перемещения рисок при движении пластины. Устройство реализует цифровой метод опознания скорости изменения топливоподачи, что позволяет повысить надежность его работы. 1 с. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания, в частности к устройствам регулирования подачи воздуха в дизели с турбонаддувом.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

На фиг. 1 изображено устройство для подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорания с турбокомпрессором; на фиг. 2 - исполнительный механизм устройства; на фиг. 3 - исполнительный механизм (про- Дольный разрез); на фиг. 4 - пластина с рисками исполнительного механизма; на фиг. 5 - структурная схема блока управления.

Двигатель внутреннего сгорания, например, дизель 1 (фиг. 1) снабжен турбокомпрессором 2, связанным трубопроводом 3, на котором установлен управляемый запорный клапан 4, с воздушным ресивером 5, имеющим предохранительный клапан 6, питание которого производится по трубопроводу 7 от источника сжатого воздуха 8, задатчик 9 и исполнительный механизм 10. Исполнительный механизм представляет собой корпус 11 (фиг. 2) шарнирно закрепленный с помощью винта 12 на корпусе насоса 13, внутри которого перемещается исполнительный элемент 14, закрепленный с помощью винта 15 на задатчике 9 режима работы двигателя. Таким образом, при перемещении задатчика 9 режима работы двигателя перемещается и связанный с ним исполнительный элемент 14, а корпус 1.1 за счет шарнирной связи с корпусом топливноО

VI

Ч)

ю о

го насоса 13 только поворачивается относи тельноося винта 12, Исполнительный механизм устройства может быть подсоединен и к другим перемещающимся частям топливного насоса, определяющим подачу топлива, например, к рейке топливного насоса.

На корпусе 11 исполнительного механизма установлены оптопары с открытым оптическим каналом отражательного типа 16 и 17 (далее в тексте оптопары).

Исполнительный элемент 14 устройства представляет собой (фиг. 3) оптопары 16 и 17, а также пластину с черным покрытием (например, черный хром), на которой нанесены в одном ряду отражательные поверхности в виде тонких рисок 18, а во вторим ряду - протяженная отражательная полоса 19. Оптопара 16 состоит из светодиода 20 и фотодида 21, подключенных к блоку управления, который содержит резисторы 2, 23, цифровой компаратор 24, делитель частоты 25, генератор 26, инвертор 27, ключ 28, обмотку 29 электромагнитного вентиля 4, реле 30, ключ 31. В состав оптопары 17 входят светодиод 32 и фотодиод 33. Кроме того, блок управление содержит также резисторы 34 и 35, триггер 36.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на блок управления (фиг. 4) его элементы находятся в следующих режимах: фотодиод 21 оптопары 16 заперт, т.к. он не засвечивается светодио- дом 20. На входе А цифрового компаратора 24 устанавливается напряжение логического нуля, вследствие чего на выходе С компаратора 24 имеется напряжение логической единицы, т.к. частота на входе А меньше частоты на входе В, которая задается генератором 26 и делителем частоты 25. Фотодиод 33 оптопары 17 засвечивается и находится в открытом состоянии. R этом случае на вход А триггера 36 подается напряжение логической единицы, на выходе С триггера 36 устанавливается напряжение логической единицы. На выходе Д цифрового компаратора 24 имеется напряжение логического нуля. Ключ 31 разомкнут, а на выходе инвертора 27 имеется напряжение логической единицы, вследствие чего ключ 28 находится в проводящем состоянии. Ток через обмотку реле 30 и обмотку 29 запорного клапана 4 не протекает и вентиль находится в закрытом состоянии.

При медленном перемещении задатчи- ка 9 режима работы двигателя, т.е. при медленном перемещении исполнительного элемента 14 (фиг. 2) относительно оптопары 16 состояние электронной схемы не меняется. Клапан 4 находится в закрытом состоянии.

При резком увеличении подачи топлива, т.е. резком перемещении задатчика 9 режима работы двигателя (фиг. 1) быстро перемещается исполнительный элемент 14 (фиг. 2) относительно оптопары 16. Риски 18 (фиг. 3) . также перемещаются относительно оптопары 16 и в момент прохождения каждой риски

0 18 мимо светодиода 20 (фиг. 4) на фотодиоде 21 появляется импульс напряжения. Импульсы со светодиода 20 подаются на вход А компаратора 24. Когда частота импульсов на входе А превысит частоты импульсов на

5 входе В компаратора 24 (резкое увеличение подачи топлива), на выходе Д появляется напряжение логической единицы. При этом ключ 31 замыкается, ток от положительного полюса источника проходит через замыкаю0 щий элемент ключа 28. обмотку 24 электромагнитного вентиля 4, обмотку реле 30 Клапан 4 (фиг. 1) открывается, сжатый воздух из ресивера 5 через предохранительный клапан 6, по трубопроводу 3 поступает к

5 турбокомпрессору 2 или в цилиндры двигателя 1.

Одновременно контакты реле 30 (фиг. 4) замыкаются, уровень логической единицы с выхода Д компратора 24 поступает на вход

0 делителя частоты 25, обнуляя ею. С выхода Д компаратора 24 на вход В триггера 36 подается напряжение логической единицы, триггер 36 опрокидывается и на его выходе С устанавливается напряжение логического

5 нуля. Светодиод 20 оптопары 16 не высвечивается. В этой ситуации движение исполнительного элемента 14 (фиг. 2) с рисками 18 не вызывает открытие фотодиода 21 (фиг. 3) оптопары 16, т.е. не вызывает появление

0 импульсов напряжение на входе А компаратора 24 при обратном (в сторону уменьшения подачи топлива) перемещении задатчика 9 (фиг. 1) режима работы двигателя. Вследствие того, что частота на входе В

5 компаратора 24 становится больше частоты на входе А этого же компаратора на его выходе Д устанавливается уровень напряжения логического нуля, а на выходе С - уровень напряжения логической единицы.

0 На входе R делителя частоты 25 также становится напряжение логического нуля и делитель начинает считать импульсы поступающие от генератора 26.

Ключ 31 размыкается, но ток по цепи

5 (плюс источника напряжения) продолжает поступать по замкнутым контактам ключа 28, по обмотке 29 электромагнитного вентиля 4, обмотке и замкнутым контактом реле 30. По истечению заданного промежутка времени, определяемого частотой генератоpa 26 и коэффициентом деления делителя частоты 25 на его выходе В устанавливается напряжение логической единицы, что приводит к появлению напряжения логического нуля на выходе инвертора 27. Вследствие этого ключ 28 размыкает цепь, ток через обмотку 29 клапана 4 не протекает и он закрывается, прекращая подачу дополнительного воздуха в цилиндры двигателя.

При обратном перемещении исполни- тельного элемента 14 (фиг. 3) в момент пересечения оптопарой 17 полосы 19, фотодиод 33 оптопары 17 открывается и ня вход А триггера 36 поступает напряжение логической единицы, а на его выходе С так- же устанавливается напряжение логической единицы. Светодиод 20 оптопары 16 начинает высвечиваться и устройство готово к выполнению следующего цикла.

Благодаря тому, что устройство реали- зует цифровой метод опознания быстрого переходного режима изменения топливопо- дачи, исключается влияние внешних факторов на работу устройства, чем обеспечивается его высокая надежность работы.

Формула изобретения

топлива и блок управления с компаратором, связанный своим входом с датчиком нагрузки, причем выход блока управления связан с исполнительным механизмом запорного клапана, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, датчик нагрузки выполнен в виде датчика пеоемеще- ния органа управления подачей топлива в виде полого корпуса с закрепленными в нем двумя оптопарами и установленной в полости корпуса с возможностью перемещения относительно оптопар пластины с двумя рядами меток, каждый из которых ориентирован относительно одной из оптопар пластина кинематически связана с органом управления подачей топлива, а компаратор выполнен в виде цифрового компаратора с двумя входами, каждый из которых связан с выходом одной из оптопар.

/J

Фиг

61

Ы

Ј-мф Ы.

К| iNNSVXy ;,,,,, 7/ Ьл IN v V xx v tx vv v -x vxxvxx,xxx4 4 v vx v 4

/ ///

f/7Z 0

Ъ гпф ЈК

ЗЙЙЙШ .

J

91

.

Ц

л

9Z6U91

2°4 ho

+ I tfflI

Фиг. 5