Устройство для регулирования двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1993 года по МПК F02D23/02 

Изобретение относится к двигателест- роению и может быть использовано для регулирования воздухоснабжения ДВС.

Цель изобретения - повышение топливной экономичности двигателя. - На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 сжатого воздуха, запорный орган 2, выполненный в виде электродинамического пневмрклэпа- на, датчик 3 скорости движения рычага .управления топливного насоса, датчик 4 частоты вращения ротора турбокомпрессора, блок 5 управления с компаратором 6, усилителем 7 и ключом 8. Инвертирующий вход усилителя 7 через запорный первый резистор 9 и первый диод 10 связан с датчиком 3 скорости движения рычага, входы компаратора 6 соединены с первым конденсатором 10 и через второй резистор 11 и второй диод 12 связаны с датчиком 4 частоты вращения ротора турбокомпрессора. Один из выходов ключа 8 соединен с выходом усилителя 7, одним отводом второго конденсатора 13 и одним из электродов третьего диода 14, Другой выход ключа 8 соединен с другим отводом конденсатора 13 и инвертирующим входом усилителя 7, неинвертирующий вход которого через третий резистор 15 связан с общей шиной. В источнике 1 сжатого воздуха установлен датчик 16 давления, подключенный через шестой резистор 17 к неинвертрующему входу второго усилителя 18. Инвертирующий вход второго усилителя 18 через четвертый резистор 10 соединен с общей шиной, а через пятый резистор 20 связан с выходом этого усилителя и одним из электродов четвертого диода 21. Вторые электроды диодов 14 и 21 соединены с крайними отводами обмотки гжевмоклапану 2, зашун- тированной пятым диодом 22, а средний отвод обмотки пневмоклапана соединен с общей шиной. Между источником 1 сжатого воздуха и запорным органом 2 установлен ресивер 23, причем запорный орган через трубопровод 24 связан с турбокомпрессором 25 двигателя 26.

.Датчик 3 скорости перемещения рычага управления топливного насоса может быть выполнен, например, в виде связанных между собой рычага 27, пружин 28 и постоянного магнита 30, а также катушки 31 индуктивности, установленной вблизи магнита 30, один из отводов которой объединен с выходом датчика 3, а другой соединен с общей шиной. Датчик 4 частоты вращения может быть выполнен, например, . в виде постоянного магнита 32; установленного на роторе турбокомпрессора 25 и катушки 33, установленной вблизи магнита 32.

Устройство работает следующим образом.

При плавном медленном перемещении рычага 27 управления топливного насоса двигателя выходной сигнал датчика 3 близок к нулю и не открывает первый диод 10, вследствие чего выходное напряжение усилителя 7 равно нулю и запорный орган 2 остается закрытым.

В случае резкого перемещения рычага 27 в сторону увеличения топливоподачи (что имеет место при набросах нагрузки) выходной сигнал датчика 3 открывает диод 10 и поступает через первый резистор 9 на инвертирующий вход первого усилителя 7. Постоянная интегрирования этого усилителя, который выполняет функцию интегрирования входного сигнала из-за наличия связанных с ним резисторов 9, 15 и конденсатора 13 такова, что в данном случае выходной сигнал усилителя резко возрастает. При этом с ростом величины нагрузки выходное

напряжение первого усилителя 7 растет, то есть имеет место пропорциональная зависимость между выходным напряжением усилителя 7 и нагрузкой двигателя. По окончании перемещения рычага 27 выходной

сигнал датчика 3 становится равным нулю, а на выходе усилителя 7 устанавливается напряжение, пропорциональное величине нагрузки двигателя. Первый усилитель 7 и второй усилитель 18 включены встречно, поэтому обмотка запорного органа 2 всегда находится под разностью выходных напряжений этих усилителей. Данная разность определяется величиной приращения нагрузки и давлением сжатого воздуха в источпике 1. Последнее обеспечивается подачей сигнала датчика 16 давления через шестой резистор 17 на инвертирующий вход усилителя 1 б/усиливающего сигнал по мощности. Запорный орган 2 отрабатывает упомянутую разность напряжений, устанавливая вполне определенную подачу сжатого воздуха из источника 1 в трубопровод 24. С ростом нагрузки двигателя при неизменном давлении разность между выходным сигналом усилителя 7 и выходным сигналом усилителя 18 возрастает, в результате чего степень открытия запорного органа 2 и количество подаваемого в ДВС сжатого воздуха возрастает. При повышении

(уменьшении) давления в источнике 1 при одних и тех же приращениях нагрузки степень открытия запорного органа 2 уменьшается (возрастает), а масса подаваемого сжатого воздуха сохраняется, что позволяет сохранить благоприятное соотношение

между количеством подаваемого в цилиндры топлива и воздуха в переходных режимах и, тем самым, повысить топливную экономичность ДВС.

По мере роста подачи топлива и сжатого воздуха энергия выхлопных газов двигателя возрастает, благодаря чему частота вращения турбокомпрессора 25, а, следовательно, выходной сигнал датчика 4 частоты вращения возрастают. При достижении этим сигналом порога срабатывания компаратора 6 последний вырабатывает напряжение высокого уровня, которое поступает на вход ключа 8. Ключ 8 открывается и своими выходными зажимами закорачивает второй конденсатор 13. который до этого был заряжен до напряжения, соответствующего нагрузке. Конденсатор быстро разряжается до нуля, выходное напряжение усилителя 7 также падает до нуля и запорный орган 2 перекрывает подачу сжатого воздуха в двигатель. Последний переходит в установившийся режим..

В случае перемещения рычага 27 в сторону уменьшения топливоподачи выходной сигнал датчика 3 меняет полярность (против той, которую он имел при набросе нагрузки), диод 10 заперт и выходное напряжение усилителя 7 равно нулю. Благодаря этому запорный орган 2 отключен и сжатый воздух в двигатель не поступает.

Из вышеизложенного следует, что по сравнению с известными предлагаемое устройство обеспечивает повышение топливной экономичности двигателя, так как степень открытия запорного органа зависит от давления в источнике сжатого воздуха и качество смесеобразования и сгорания сохраняется высоким в переходных режимах даже при колебаниях этого давления.

Формула изобретения

Устройство для регулирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее исй

точник сжатого воздуха, запорный орган, выполненный в виде электродинамического пневмоклапана, датчик скорости движения рычага управления топливного насоса дви5 гателя, датчик частоты вращения ротора турбокомпрессора, блок управления с компаратором и усилителем, имеющим два резистора, два диода, два конденсатора и ключ с двумя выходами, причем первый ре10 зистор через первый диод соединен сдатчиком скорости движения рычага управления топливного насоса двигателя, входы компаратора связаны с первым конденсатором и датчиком частоты вращения ротора турбо- 15 компрессора через второй резистор и второй диод, один из выходов ключа соединен с выходом усилителя, а также через второй конденсатор с другим выходом ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения

20 топливной экономичности двигателя, устройство дополнительно содержит датчик давления, установленный в источнике сжатого воздуха, второй усилитель, третий, четвертый и пятый диоды, третий, четвертый,

25 пятый и шестой резисторы, а обмотка электродинамического пневмоклапана снабжена средним отводом, соединенным с общей шиной, причем выход первого усилителя через третий диод соединен с одним из входов

30 пневмоклапана, неинвертирующий вход первого усилителя через третий резистор связан с общей шиной, а инвертирующий- с вторым конденсатором и вторым резистором, инвертирующий вход второго усилите35 ля через четвертый резистор соединен с. общей шиной, а через пятый резистор - с его выходом неинвертируемый вход через шестой резистор соединен с датчиком давления, выход второго усилителя через чет40. оертый диод соединен с другим входом пневмоклэпана, а между входами пневмоклапана установлен пятый диод.

Использование: регулирование воздуг хоснабжения двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: устройство для регулирования двигателя внутреннего сгорания содержит датчик 16 давления, второй усилитель 18. третий, четвертый и пятый диоды 14,21,22, третий, четвертый, пятый и шестой резисторы 15, 19. 20, 17, а обмотка электродинамического пневмоканала 2 снабжена средним отводом, соединенный с общей шиной. При работе устройства наличие встречно направленных напряжений на выходах усилителей 7 и 18 обеспечивает зависимость степени открытия запорного органа 2 от величины приращения нагрузки и фактического давления в источнике 1 сжатого воздуха. Благодаря этому топливная экономичность двигателя в переходных режимах повышается. 1 ил.