Система впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1974 года по МПК F02D5/02 F02M51/02 

1

Изобретение относится к двигателестроепию.

Известны системы впрыска тонлива для двигателя внутреннего сгорания, содержащие впускной трубопровод с дроссельной заслонкой, электромагнитные форсунки, подключенные к насосу, и электронное управляющее устройство, снабженное пусковым приспособлением, распределителем выходных сигналов к группам обмоток форсунок и генераторам импульсов в виде ждущего мультивибратора, в схему которого включен соленоид с первичной п вторичной обмотками и сердечником, связанным с датчиком разрежения задроссельного нространства впускного трубопровода.

Описываемая система впрыска отличается от известных тем, что пусковое приспособление выполнено в виде коммутирующего устройства на двух транзисторах с эмиттерпой связью, имеющего два выхода, и между генератором импульсов п коммутирующим устройством включена логическая схема «И, а распределитель выполнен в виде электронного логического приспособления с тремя входами, соединенными соответственно с двумя выходами коммутирующего устройства и выходом ждущего мультивибратора.

Коммутирующее устройство снабжено двумя входными ключевыми контактами, приводимыми от вала двигателя и установленными в базах трапзисторов, а параллельно каждому ключевому контакту подключен конденсатор. Каждый ключевой контакт подключен к общему выводу с конденсатором через сопротивление, а в цепи базы каждого транзистора установлен делитель напрял ення, к общей точке которого подключен общий вывод конденсатора и ключевого контакта.

Элемент «И выполнен в виде транзистора с тремя эмиттерами, два из которых соединены соответственно с двумя выходами коммутирующего устройства, а третий - с входом ждущего мультивибратора.

Ждущий мультивибратор имеет входные (первый и второй) и выходные (третий и четвертый) транзисторы, база первого из которых соедипена с выходом элемента «И, в цепь второго включена первичная обмотка

соленоида, и в цепь третьего - вторичная обмотка соленоида.

База третьего транзистора соединена со вторичной обмоткой через диод, а эмиттер его - с базой четвертого транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательным электродом источника питания, а коллектор с положительным электродом источника питания через два последовательно соединенных сопротивления, к общей точке которых подключен коллектор третьего транзистора. Коллектор четвертого транзистора также через сопротивление соединен с базой пятого транзистора, эмиттерно-коллекторная пепь которого подключена параллельно к эм-иттерноколлекторному переходу первого транзистора. Генератор импульсов снабжен дополнительным выходным транзистором с базой, подключенной к эмиттеру работающего в качестве диода транзистора, база которого соединена с коллектором входного второго транзистора. Электронное логическое приспособление имеет два ключевых транзистора, базы которых параллельно соединены с входом ждущего мультивибратора и снабжены клеммами для подключения корректирующих эле- is ментов. В коллекторную цепь каждого ключевого транзистора последовательно включен переходом эмиттер-коллектор дополнительный ключевой транзистор, база каждого из кото- 20 рых подключена к выходам предусмотренного в логическом приспособлении формирователя разнополярных импульсов, соединенного с выходами коммутирующего устройства. Логическое приспособление содержит по 25 меньшей мере два усилительных транзистора, а в коллекторных цепях дополнительных ключевых транзисторов установлены делители напряжения, к общей точке каждого из которых подключены соответственно база одного из усилительных транзисторов, соединенных соответственно с базами дополнительных усилительных транзисторов, коллекторы которых подключены к одной из групп обмоток форсунок. Коллекторы дополнительных усилительных транзисторов соединены с базами дополнительных выходных транзисторов логического приспособлепия, коллекторы которых подключены преимущественно через сопротивление к 40 испытательной клемме. Электронное управляющее устройство соединено с одним из электродов источника питания через ограничитель тока, например диод. Такое выполнение системы обеспечивает 45 повыщение надежности ее работы. На фиг. 1 изображена схема описываемой системы впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - электрическая управляющего устрой- 50 схема электронного ства. Система впрыска топлива для четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания 1 с воспламенением от искры содержит впускной трубопровод 2 с дроссельной заслонкой 55 3, электромагнитные форсунки 4, подключениые при помощи трубопроводов 5 через распределитель 6 к насосу 7 и установленные на каждом впускном патрубке 8 цилиндра двигателя, и электронное управляющее устройст- 60 во. Последнее имеет пусковое приспособление с коммутирующим устройством 9 и переключателем 10, связанным с датчиком оборотов 11 вала 12 двигателя 1, логический элемент «И 13, включенный между коммутирующим 65 35 у тройством 9 и генератором импульсов 14, длительность выходного импульса которого регулирует датчик разрежения 15, корректирующий элемент 16 и распределитель, выполпенный в, виде электронного логического приспособления 17, выходы которого соединены с группами обмоток форсунок 4. Насос 7 под постоянным давлением подает топливо из бака 18 к распределителю 6. Количество подаваемого в цилиндры топлива регулируется форсункой 4. Насос 7 может приводиться электродвигателем или через привод от вала 12 двигателя 1. Электронное логиечское приспособление связано с выходами коммутирующего устроиства 9 и через корректирующий элемент 16 - с выходом генератора импульсов, Переключатель 10 может приводиться от вала 12 двигателя 1 как непосредственно от него, так и от датчика 11 через кинематическую или электрическую связь 19. Цилиндры двигателя снабжены искровыми свечами 20, подключенными к системе зажигания (на чертеже не изображена). На входе во впускной трубопровод 2 установлен воздухоочиститель 21. Корректирующий элемент 16 может иметь несколько входных клемм 22, 23, 24, связанных с различными датчиками. Нагрузка двигателя регулируется положением дроссельной заслонки 3, перемещаемой при помощи ножной педали 25. Схема коммутирующего устройства 9 содержит транзисторы 26 и 27, эмиттеры которых подключены к проводу 28, связанному с отрицательным электродом источника питания. Отрицательный электрод соединен с «массой. База транзистора 26 через последовательно соединенные сопротивления 29, 30, 31 подключена к проводу 32, связанному сположительным электродом источника питания, а база транзистора 27 связана с этим проводом через сопротивления 33, 34 и 35. К общей точке сопротивлений 29 и 30 подключены один из электродов конденсатора 36, другой электрод которого соединен с «массой, и сопротивление 37, которое через входной ключевой контакт 38 также связан с «массой. К общей точке сопротивлений 33 и 34 подключены один из электродов конденсатора 39, второй электрод которого соединен с «массой, и сопротивление 40, которое через второй ключевой контакт 41 также связан с «массой. Контаты 38 и 41 приводятся в действие от переключателя 10, связанного с датчиком оборотов 11. Коллектор транзистора 26 соединен с общей точкой сопротивлений 34 и 35, а коллектор транзистора 27 - с общей точкой сопротивлепий 30 и 31. Работает коммутирующее устройство следующим образом. Когда контакт 38 замкнут, через сопротивления 37 и 29 на базу транзистора 26 подается отрицательный импульс. Вследствие этого

транзистор 26 запирается. Транзистор 27 открыт, и поэтому напряжение в общей точке сопротивлений 30 и 31 отрицательное. Напряжение в общей точке сопротивлений 29 и 30 также отрицательное. При этом вибрация в ключевом контакте 38 не нарушает устойчивого состояния коммутирующего устройства.

При замыкании второго ключевого контакта 41 транзистор 27 запирается, а транзистор

26остается в непроводящем состоянии до тех пор, пока конденсатор 36 через сопротивления 30 и 31 не зарядится до напряжения, открывающего транзистор 26. Таким образом, при замыкании второго ключевого контакта 41 транзисторы 26 и 27 кратковременно, пока конденсатор 36 заряжается, находятся в непроводящем состоянии. То же самое происходит, когда контакт 38 замыкается, а конденсатор 39 заряжается через сопротивления 34 и 35 и при заданном напряжении транзистор

27открывается.

Сопротивления 37 и 40 образуют с конденсаторами 36 и 39 фильтры низких частот, подавляющие помехи, например, системы зажигания двигателя. Кроме того, сопротивления 37 и 40 ограничивают зарядные токи конденсаторов 36 и 39 при замыкании контактов 38 и 41 и сглаживают колебания, которые возникают в колебательном контуре, образованном конденсаторами 36 и 39 и соединительными проводами.

К выходам коммутирующего устройства 9 подключена логическая схема «И, выполненная в виде транзистора 42 с тремя эмиттерными электродами 43, 44 и 45. Коллектор транзистора 42 соединен с его базой, подключенной к проводу 32 через сопротивление 46. Эмиттер 43 соединен с коллектором транзистора 26, эмиттер 44 - с коллектором транзистора 27, а эмиттер 45 - с базой первого входного транзистора 47 генератора импульсов 14. Коллектор транзистора 47 соединен с проводом 32 через сопротивления 48, а эмиттер транзистора 47 - через сопротивление 49 с проводом 28 и с базой второго входного транзистора 50. Параллельно эмиттерно-коллекторному переходу транзистора 47 подключен эмиттерно-коллекторной цепью транзистор 51, база которого через конденсатор 52 связана с «массой и через сопротивление 53 - с коллектором выходного четвертого транзистора 54.

База транзистора 47 через сопротивление 55 соединена с проводом 28, и коллектор транзистора 54 соединен с проводом 32 через последовательные сопротивления 56 и 57. Эмиттер транзистора 54 соединен с проводом 28.

К общей точке сопротивлений 56 и 57 подключен коллектор выходного третьего транзистора 58, эмиттер которого связан с базой транзистора 54, а база - с анодом диода 59. Анод диода 59 одновременно связан с коллектором транзистора 50 через сопротивления 60 и 61. Эмиттер транзистора 50 соединен с проводом 28, а коллектор - с базой транзистора

62, коллектор которого связан с проводом 32, а эмиттер - через сопротивление 63 с базой транзистора 64. Эмиттер последнего также соединен с проводом 28, а коллектор - через сопротивления 65 и 66 с проводом 32. К общей точке сопротивлений подключен соединительный конденсатор 67. С коллектором входного транзистора 50 соединена одним выводом первичная обмотка 68 соленоида датчика

разрежения 15, второй вывод которой подключен к проводу 32 через сопротивление 69. Первый вывод вторичной обмотки 70 соленоида датчика разрежения соединен с катодом диода 59, а второй вывод - с общими точками делителя напряжения, образованного сопротивлениями 71 и 72, и делителя напряжения, состоящего из диода 73 и сопротивлений 74 и 75. Делители напряжения включены между общими плюсовым 32 и минусовым 28

проводами.

Логическая схема «И и генератор импульсов работают следующим образом.

Когда оба транзистора 26 и 27 коммутирующего устройства 9 находятся в непроводящем состоянии, эмиттерные электроды 43 и 44 транзистора 42 запираются. Положительный импульс через сопротивление 46 и эмиттер 45 поступает на базу транзистора 47, который открывается. На базу транзистора 50 также

поступает положительный импульс. Транзистор 50 открывается, и в первичной обмотке 68 протекает ток. Во вторичной обмотке 70 наводится электродвижущая сила, и отрицательный импульс подается на базу транзистора 58. запирая его и одновременно транзистор 54. В результате этого на базу транзистора 51 подается положительный импульс, и он открывается. Благодаря этому транзистор 50 поддерживается открытым после повторного

перехода транзисторов 26 и 27 в открытое состояние. В этот момент напряжение в обмотках 68 и 70 экспоненциально падает, и постоянная времени определяется в основном индуктивностью обмотки 68 и сопротивлением

60. По достижении на базе транзистора 58 отпирающего напряжения транзисторы 54 и 58 открываются, запирая транзисторы 51 и 50. При этом транзистор 50 защищен базо-коллекторным переходом транзистора 62.

Напряжение на базе транзистора 58 влияет на длительность нестабильного состояния генератора импульсов 14. Поэтому предусмотрена температурная компенсация, осуществляемая диодами 59 и 73 и сопротивлениями 74

и 72.

Выходной импульс генератора 14 при открытом транзисторе 50 и закрытых транзисторах 62 и 64 поступает через конденсатор 67 на вход корректирующего элемента 16, в который поступают также и другие сигналы от датчиков.

Для подавления коротких отрицательных импульсов, которые могут поступить на базу транзистора 58, предусмотрен фильтр низких

частот, состоящий из сопротивлений 53, 56 и

57 и конденсатора 52. Конденсаторы 36 и 39 и 52 подбирают таким образом, чтобы время задержки открытия транзисторов 26, 27 было всегда меньше длительности имнульса логической схемы «И, определяемой временем непроводящего состояния транзисторов 26 и 27.

Положительные импульсы помех, которые заставили бы открыть транзистор 58, подавляются с помощью сопротивления 53 и конденсатора 52.

Выходные импульсы от генератора 14 поступают с коллектора транзистора 50 на сопротивление 76 логического приспособления 17, подключенное параллельно сопротивлениям 77 и 78, через которые могут подаваться другие корректирующие импульсы. Логическое приспособление содержит транзисторы 79, 80, переходы эмиттер - коллектор которых включены последовательно. Эмиттер транзистора 79 соединен с проводом 28, а коллектор транзистора 80 - через сопротивления 81 и 82 с проводом 32. К общей точке сопротивлений 81 и 82 подключена база усилительного транзистора 83, эмиттер которого соединен с проводом 32, а коллектор подключен к базе дополнительного усилительного транзистора 84. Коллектор транзистора 84 соединен с проводом 32, эмиттер - через сопротивления 85 и 86 с проводом 28. К эмиттеру транзистора 84 подключена база мощного транзистора 87, коллектор которого соединен с двумя обмотками форсунок 4. К общей точке сопротивлений 85 и 86 подключена база транзистора 88, эмиттер которого соединен с проводом 28, а коллектор - через сопротивление 89 с проводом 32. К коллектору транзистора 88 через сопротивление 90 подключена испытательная клемма 91.

Логическое приспособление 17 имеет также еще два транзистора 92 и 93, переходы эмиттер - коллектор которых соединены последовательно. Эмиттер транзистора 92 соединен с проводом 28, а коллектор транзистора 93 - через сопротивления 94 и 95 с проводом 32. К общей точке сопротивлений 94 и 95 подключека база усилительного транзистора 96, эмиттер которого соединен с проводом 32, а коллектор- с базой транзистора 97. Эмиттер транзистора 97 соединен с базой мощного транзистора 98, коллектор которого соединен с двумя обмотками другой группы форсунок 4. Эмиттер транзистора 97 соединен с проводом 28 через сопротивления 99 и 100, к общей точке которых подключена база транзистора 101. Эмиттер последнего соединен с проводом 28, а коллектор - через сопротивление 90 с испытательной клеммой.

Базы транзисторов 79 и 92 соединены с общей точкой сопротивлений 76, 77 и 78, а базы транзисторов 80 и 93 через формирователь разнополярных импульсов, выполненный на двух транзисторах 102 и 103, с выходами коммутирующего устройства 9. Выходные сигналы подаются от коммутирующего устройства 9 через формирователь разнополярных импульсов на базу одного пз транзисторов 80 и 93. Если импульс через сопротивление 76 подается па базу транзисторов 79 и 92, то транзисторы 79 и 80 или 92 и 93 открываются. Вследствие этого открывается один из транзисторов 83 или 96, и далее транзисторы 81 или 97, которые вызывают открытие одного из мощных транзисторов 87 или 98, обеспечивающих впрыск топлива форсунками одной из двух групп.

Для измерения продолжительности открытия форсунок 4 служат транзисторы 88 и 101, которые через сопротивление 90, применяемое для предохранения от короткого замыкания, и клемму 91 подключаются к испытательной установке.

Для защиты электронного управляющего устройства при неправильном подключении электродов источника питания, один из проводов 28 или 32 подключен к электроду источника питания через ограничитель тока, например диод 104.

Предмет изобретения

1.Система впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания, содержащая впускной трубопровод с дроссельной заслонкой, электромагнитные форсунки, подключенные к насосу, и электронное управляющее устройство, снабженное пусковым приспособлением, распределителем выходных сигналов к группам обмоток форсунок и генератором импульсов в виде ждущего мультивибратора, в схему которого включен соленоид с первичной и вторичной обмотками и сердечником, связанным с датчиком разрежения задроссельного пространства впускного трубопровода, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности работы, пусковое приспособление выполнено в виде коммутирующего устройства на двух транзисторах с эмиттерной связью, имеющего два выхода, и между генератором импульсов и коммутирующим устройством включена логическая схема «И, а распределитель выполнен в виде электронного логического приспособления с тремя входами, соединенными соответственно с двумя выходами коммутирующего устройства и выходом ждущего мультивибратора.

2.Система по п. 1, отличающаяся тем, что коммутирующее устройство снабжено двумя входными ключевыми контактами, приводимыми от вала двигателя и установленными в базах транзисторов, и параллельно каждому ключевому контакту подключен конденсатор.

3.Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что каждый ключевой контакт подключен к общему выводу с конденсатором через сопротивление, а в цепи базы каждого транзистора установлен делитель напряжения, к общей точке которого подключен общий вывод конденсатора и ключевого контакта.

4.Система по пп. 1-3, отличающаяся

тем, что элемент «И выполнен Ё ййДе транзистора с тремя эмиттерами, два из которых соединены соответственно с двумя выходами коммутирующего устройства, а третий - с входом ждущего мультивибратора.

б. Система по пп. , отличающаяся тем, что ждущий мультийибратор имеет входные (первый и второй) и выходные (третий и четвертый) транзисторы, база первого из которых соединена с выходом элемента «И, в цепь второго включена первичная обмотка соленоида, и в цепь третьего - вторичная обмотка соленоида.

6.Система по п. 5, отличающаяся тем, что база третьего транзистора соединена со вторичной обмоткой через диод, эмиттер его -

с базой четвертого транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательным электродом источника питания, а коллектор с положительным электродом источника питания через два последовательно соединенных сопротивления, к общей точке которых подключен коллектор гретьего транзистора.

7.Система по п. 6, отличающаяся тем, что коллектор четвертого транзистора через сопротивление соединен с базой пятого транзистора, эмиттерно - коллекторная цепь которого подключена параллельно эмиттерно - коллекторному переходу первого транзистора.

8.Система по пп. 5-7, отличающаяся тем, что генератор импульсов снабжен дополнительным выходным транзистором с базой, подключенной к эмиттеру работающего в качестве диода транзистора, база которого соединена с коллектором входного второго транзистора.

9.Система по пп. 1-8, отличающаяся тем, что электронное логическое приспособление имеет два ключевых транзистора, базы

которых параллельно соединены с входом ждущего мультивибратора и снабжены клеммами для подключения корректирующих элементов.

10. Система по н. 9, отличающаяся тем, что в коллекторную цепь каждого ключевого транзистора последовательно включен переходом эмиттер - коллектор дополнительный ключевой транзистор, база каждого из которых подключена к выходам предусмотренного в логическом приспособлении формирователя разнополярных импульсов, соединенного с выходами коммутирующего устройства.

И. Система по пп. 1-10, отличающаяс я тем, что логическое приспособление содержит по меньшей мере два усилительных транзистора, а в коллекторных цепях дополнительных ключевых транзисторов установлены делители напряжения, к общей точке каждого из которых подключены соответственно база одного из усилительных транзисторов.

12.Система по п. 11, отличающаяся тем, что усилительные транзисторы соединены соответственно с базами дополнительных усилительных транзисторов, коллекторы которых подключены к одной из групп обмоток форсунок.

13.Система по п. 12, отличающаяся тем, что коллекторы дополнительных усилител ных транзисторов соединены с базами допо.пнительных выходных транзисторов логического приспособления, коллекторы которых подключены преимущественно через сопротивление к испытательной клемме.

14.Система по пп. 1-13, отличающаяся тем, что, с целью защиты электронного управляющего устройства, последний соединен с одним из электродов источника питания через ограничитель тока, например диод.