Устройство для регулирования подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02D23/02 

Изобретение относится к двигателест- роению и может быть использовано для регулирования воздухоснабжения двигателей внутреннего сгорания (ДВС),

Известно устройство для регулирования дизеля (авт.св. СССР № 240939, кл. F 02 D 23/02, 1986), содержащее регулятор частоты вращения, рычаг которого подсоединен к регулятору дозирования подачи топлива, источник сжатого воздуха, подключенный к цилиндрам двигателя при помощи магистрали, установленный в ней золотник с приводом от подпружиненного сердечника электромагнита с двумя зажимами, один из которых, через подвижный и неподвижный контакты соединен с отрицательным полюсом источника питания, причем подвижный контакт связан с дополнительным плечом рычага через пружину и головку, дополнительное плечо жестко связано с ограничителем хода, а головка сопряжена с подвижным упором ограничителя перемещения органа дозирования подачи топлива, ограничитель выполнен с приводом от датчика давления наддува,-сообщенного с магистральюсжатоговоздуханепосредственно и с ресивером через обратный клапан, три диода, тиристор, два резистора, конденсатор и катушку индуктивности, катоды первого и второго диодов соединены с вторым зажимом электромагнита, аноды первого диода и тиристора соединены между собой и с положительным полюсом источника питания, катод тиристора через катушку индуктивности связан с анодом второго диода, первой обкладкой конденсатора и первым зажимом первого резистора, вторая обкладка подключена к отрицательному зажиму источника питания, первый зажим второго резистора соединен с анодом третьего диода, катод которого подключен к управляющему электроду тиристора, В этом устройстве подача дополнительного воздуха начинается лишь после провала оборотов, что не позволяет получить хорошее протекание переходных процессов. Кроме того, в устройстве отсутствуют средства контроля его работоспособности, что говорит о его низкой надежности.

Известно устройство для регулирования двигателя внутреннего сгорания (авт.св, СССР № 1268771, кл. F 02 D 23/02, 1986), содержащее источник сжатого воздуха, подключенный через ресивер, электромагнитный переключатель с запорным клапаном и трубопровод к турбокомпрессору, два магнита, устанооленные на роторе турбокомпрессора и задатмике режима работы (рычаг топливоподачи) и связанные с катушками

индуктивности, которые управляют переводом двух компараторов в нулевое и единичное состояния, что обеспечивает открытие и закрытие подачи сжатого воздуха в двигатель, при этом подачу сжатого воздуха открывает сигнал от резкого перемещения рычага топливоподачи, а закрывает сигнал достижения частотой вращения турбокомпрессора постоянного порогового значения.

0 По сравнению с предыдущим данное устройство обладает высоким быстродействием (отсутствует механическая связь между органом топливоподэчи и контактами управления электромагнитного вентиля), бла5 годаря чему дополнительный воздух подается в двигатель достаточно быстро, что приводит к повышению качества переходных процессов. Но вопрос надежности и контроля остается нерешенным.

0 Наиболее близким к изобретению является устройство для регулирования подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорания, содержащее дистанционный электромагнитный переключатель с двумя входами, вы5 ход которого связывает источник питания с электромагнитным клапаном включения подачи воздуха, два компаратора, датчик угловой скорости рычага управления топливного насоса, снабженный постоянным

0 магнитом и двумя катушками индуктивности, связанными с входами первого компаратора, и датчик частоты вращения ротора турбокомпрессора, снабженный постоянным магнитом и третьей катушкой индуктив5 ности, связанной с входом второго компаратора, причем выходы первого и второго компараторов связаны соответственно с первым и вторым входами дистанционного электромагнитного переключателя, схему

0 ИЛИ, схему И, счетчик импульсов с двумя входами, дешифратор и одновибратор, причем выход первого компаратора соединен с первым входом схемы ИЛИ и .входом установки в нуль счетчика импульсов, выход схе5 мы ИЛИ подключен к первому входу дистанционного электромагнитного переключателя, выход второго компаратора соединен с входом одновибратора и счетным входом счетчика импульсов, входы дешиф0 ратора соединены с выходами счетчика импульсов, первый вход схемы И соединен с выходом одновибратора, второй вход - с выходом дешифратора, а выход - с вторым входом схемы ИЛИ 1.

5 8 известном устройстве отсутствуют средства контроля его работоспособности, что свидетельствует о его низкой надежности. Так, при набросе нагрузки (при увеличении подачи топлива) отказы в электронной или в электромеханической частях схемы устройства приводят к отсутствию подачи дополнительного воздуха в дизель. В результате переходные процессы проходят неудовлетворительно (увеличивается их длительность, дымность, расход топлива). Наличие отказов может быть определено только с помощью дополнительных измерений соответствующих электрических -и других параметров схемы. В процессе работы дизеля фактически неизвестно работает или нет система подачи сжатого воздуха. Таким образом, недостатком прототипа является его низкая надежность работы.

Цель изобретения - повышение надежности работы дизеля.

Для этого в утсройство введены дополнительная схема И, пороговое устройство, первый, второй и третий триггеры, первая и вторая линии задержки, блок световой индикации, схема выделения приращения давления и датчик давления, причем выход датчика давления соединен с входом схемы выделения приращения давления, выход которой соединен через пороговое устройство с нулевым входом первого триггера, единичный вход первого триггера через первую линию задержки соединен с нулевым входом второго триггера и выходом второго компаратора, выход первого триггера подключен к первому входу дополнительной схемы И, единичный вход второго триггера подключен к выходу первого компаратора, его выход через вторую линию задержки связан с вторым входом дополнительной схемы И, единичный вход третьего триггера соединен с выходом дополнительной схемы И, причем прямой выход третьего триггера соединен с первым входом, а инверсный выход с вторым входом блока световой индикации.

На чертеже показана - блок-схема устройства для регулирования подачи воздуха в ДВС.

Двигатель внутреннего сгорания 1 через трубопровод 2 и электрмоагнитный клапан 3 соединен с источником 4 сжатого воздуха, В трубопроводе 2 установлен датчик 5 давления, который соединен с входом схемы 6 выделения приращения давления, выход которой через пороговое устройство 7 соединен с нулевым входом первого триггера 8. Первый вход дополнительной схемы 9 соединен с единичным выходом первого триггера 8, а ее выход - с единичным входом третьего триггера 10. Единичный выход третьего триггера 10 соединен с первым входом блока 11 световой индикации, а инверсный - с вторым его входом. Датчик 12 угловой скорости рычага управления топливного насоса своими выходами соединен с входами первого компаратора 13, выход последнего соединен с первым входом схемы ИЛИ 14, единичным входом второго триггера 15 и входом установки-в нуль счетчика 16 импульсов. Датчик 17 частоты вращения ротора турбокомпрессора своими выходом подключен к входу второго компаратора 18, выход последнего соединен с

0 входом одновибратора 19, с вторым входом дистанционного электромагнитного переключателя (ДЭМП) 20, с входом первой линии 21 задержки и нулевым входом второго триггера 15. Первый вход схемы И 22 соеди5 нен с выходом одновибратора 19, а ее выход - с вторым входом схемы ИЛИ 14, а выход последней с первым входом дистанционного переключателя 20. Вход дешифратора 23 соединен с выходом счетчика, а

0 выход - с вторым входом схемы И 22. Первый выход дистанционного переключателя 20 подключает источник 24 питания к обмотке электромагнитного клапана 3. Вход второй линии 25 задержки соединен с прямым

5 выходом второго триггера 15, а выход - с вторым входом дополнительной схемы И 9. Выход линии 21 задержки соединен с-единичным входом триггера 8. Второй выход дистанционного переключателя 20 соеди0 нен со стробирующим входом компаратора 18.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания схемы устанав5 ливается в следующее состояние: триггер 10 в О (на схеме RC-цепочка установки в О на нулевом входе не показана); триггер 15 в О (при запуске дизеля набрасывается нагрузка и компаратор 13 вырабатывает на

0 единичный вход триггера 15), триггер 8 в 1. При набросе нагрузки, достаточной для срабатывания первого компаратора 13 от сигналов датчика 12 угловой скорости рычага подачи топлива, на первом входе схемы

5 ИЛИ 14 1 и ДЭМП 20 срабатывает на подключение источника 24 питания к обмотке электромагнитного клапана (ЭК), в результате сжатый воздух от источника 4 через трубопровод 2 поступает в ДВС 1. Датчик 5

0 давления реагирует на увеличение давления в трубопроводе 2 увеличением выходного напряжения, что приводит к срабатыванию схемы 6 выделения приращения давления, порогового устройства 7 и установке тригге5 ра 8 в О, что соответствует состоянию триггера 10 в О и индикации Исправно. Триггер 15 при этом устанавлен , но его сигнал на втором входе схемы И 9 поступает позднее О с триггера 8, так как задержка в цепи триггера 15 больше. По достижении

частоты вращения турбокомпрессора ДВС 1 порогового уровня компаратор 18 сигналом датчика 17 вырабатывает 1, что приводит к срабатыванию ДЭМП 20 на отключение источника 24 питания от ЭК 3, в результате дополнительное воздухоснабжение прекращается, В то же время триггер 15 устанавливается в О, триггер 8-в 1 (задержка линий 21 больше задержки линии 25), триггер 10 не меняет О -состояния и запускает- ся схема корректировки резкого отключения дополнительного воздухоснаб- жения: одновибратор 19 вырабатывает установленное число импульсов (четыре) для кратковременного запуска ДЭМП 20, от каждого импульса на подачу воздуха, пока дешифратор 23 не установит О на втором входе схемы И 22, когда в счетчике 16 будет установленное число (четыре). В случае нарушения работоспособности линии подачи сжатого воздуха при набросе нагрузки устройство будет работать так. Поскольку датчик 5 давления не увеличит выходной сигнал в момент наброса нагрузки, то пороговое устрйоство 7 не изменит. 1 состояние триг- гера 8, что приведет к наличию двух 1 на обоих входах схемы И 9, т.е. к установке триггера 10 в 1 и индикации состояния Неисправно. Эта световая индикация позволяет принимать оператору соответству- ющие меры при эксплуатации ДВС, в частности предотвращать резкие набросы нагрузки и тем самым повысить надеж ность.

Формула иэоб-ретения

Устройство для регулирования подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорания, содержащее дистанционный электромаг- нитный переключатель с двумя входами, выход которого связывает источник питания с электромагнитным клапаном включения подачи воздуха, два компаратора, датчик угловой скорости рычага, управления топ- ливного насоса, снабженный постоянным магнитом с двумя катушками индуктивности, связанными с входами первого компаратора, и датчик частоты вращения ротора турбокомпрессора, снабженный постоянным магнитом и третьей катушкой индуктивности, связанной с входом второго компаратора, причем выход второго компа- ратоар связан соответственно с вторым входом дистанционного электромагнитного переключателя, схему ИЛИ, схему И, счетчик импульсов с двумя входами, дешифратор и одновибратор, причем выход первого компаратора соединен с первым входом схемы ИЛИ и входом установки с нуль счетчика импульсов, выход схемы ИЛИ подключен к первому входу дистанционного электромагнитного переключателя, выход второго компаратора соединен с входом од- новибратора и счетным входом счетчика импульсов, первый вход схемы И соединен с выходом одновибратора, а второй вход - с выходом дешифратора, а выход - с вторым входом схемы ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены дополнительная схема И, пороговое устройство, первый.второй и третий триггеры, первая и вторая линии задержки, блок световой индикации, схема выделения приращения давления и датчик давления, причем выход датчика давления соединен с входом схемы выделения приращения давления, выход которой соединен через пороговое устройство с нулевым входом первого триггера, единичный вход первого триггера через первую линию задержки соединен с нулевым входом второго триггера и выходом второго компаратора, выход первого триггера подключен к первому входу дополнительной схемы И, единичный вход второго триггера подключен к выходу первого компаратора, а его выход через вторую линию задержки связан с вторым входом дополнительной схемы И, единичный вход третьего триггера соединен с выходом дополнительной схемы И, причем прямой выход третьего триггера соединен с первым входом, а инверсный выход - с вторым входом блока световой индикации.

Использование: регулирование возду- хоснабжения ДВС в переходных режимах. Сущность изобретения: в устройство введены дополнительная схема И 9, пороговое устройство, первый триггер 8, второй триггер 15, третий триггер 10, первая линия 21 и вторая линия 25 задержки, схема 6 выделения приращения давления, блок 11 световой индикации и датчик 5 давления. При нарушении работоспособности линии подачи сжатого воздуха при набросе нагрузки пороговое устройство 7 не изменяет состояния триггера 8, что приводит к наличию сигналов логической 1 на обоих входах схемы И 9, установке триггера 10 в единичное состояние и индикации состояния Неисправно блоком 11. 1 ил. е