Система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1975 года по МПК F02D5/02 F02M51/08 

а

Изобретение относится к области двигателестроения и касается систем впрыска топлива.

Известны системы впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащие размещенные на впускном трубопроводе электромагнитные форсунки с электронной схемой управления, имеющей пусковое приспособление, связанное с валом двигателя, импульсный генератор, ко входу которого подключен преобразователь с датчиком разрежения во впускном трубопроводе и устройство управления по меньшей мере с одним накопительным конденсатором, соединенным для последовательного подключения через переключатель с двумя источниками зарядного тока различного напряжения, и коммутирующее устройство, выход которого соединен с обмотками форсунок, а вход-с импульсным генератором.

Предложенная система впрыска топлива отличается от известных тем, что переключатель устройства управления связан с пусковым приспособлением, а импульсный генератор выполнен в виде блока сравнения, подающего импульс на вход коммутирующего устройства и прекращающего подачу импульса при равенстве выходных напряжений от преобразователя и устройства управления.

Напряжение на конденсаторе при питании от первого источника может возрастать линейно, но не выше заданной величины, после которой остается постоянным, а при питании от второго источника - возрастает линейно и непрерывно. Подключение первого источника к накопительному конденсатору происходит синхронно с передним фронтом импульса от пускового приспособления, а отключение -синхронно с задним фронтом импульса, и подключение второго источника тока - синхронно с задним фронтом импульса от пускового приспособления, а отключение-синхронно с передним фронтом импульса.

Для обеспечения запаздывания подключения конденсатора к первому источнику тока на заданный период времени между пусковым приспособлением и устройством управления включен блок задержки.

Все это позволяет оптимизировать длительность открытия форсунок на всех режимах работы двигателя.

На фиг. 1 приведена блок-схема предложенной системы впрыска топлива для двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - блок-схема электронной схемы управления; на фиг. 3 - графики токов в различных точках электронной схемы управления; на фиг. 4 - график токов, подаваемых в блок сравнения устройства от устройства управления при различных оборотах двигателя и постоянном давлении во впускном трубопроводе; на фиг. 5 - график сравнения выходных импульсов блока сравнения; на фиг. 6 - электрическая схема электронной схемы управления. Система впрыска топлива для двигателя 1 внутреннего сгорания содержит электромагнитные форсунки 2, соединенные с выходом электронной схемы 3 управления, снабженной пусковым приспособлением 4, связанным с коленчатым валом двигателя, и преобразователь 5, соединенный с датчиком разрежения во впускном трубопроводе двигателя 1. Пусковое приспособление 4 и датчик, разрежения могут иметь один или несколько чувствительных элементов, которые реагируют соответственно на угол поворота коленчатого вала двигателя 1 и на давление во впускном трубопроводе. Электромагнитные форсунки 2 установлены на впускном трубопроводе вблизи впускных клапанов (не показаны). Топливо под давлением подводится ко всем форсункам, так что при подаче импульса от электронной схемы управления 3 к форсункам 2 последние открываются, и топливо впрыскивается в цилиндр двигателя 1. Форсунки 2 могут быть разбиты на две группы, в каждой из которых они открываются одновременно, В группу может входить одн.а или несколько форсунок. Такое выполнение рекомендуется для двухтактного двигателя. Электронная схема управления (см. фиг. 2) содержит, кроме пускового приспособления 4 и преобразователя 5, генератор 6 отпирающих импульсов, импульсный генератор, выполненный в виде блока сравнения 7, ко входу которого подключен преобразователь 5 и устройство управления 8, снабженное блоком 9 источников зарядного тока, переключателем 10, блоком И конденсаторов и блоком задержки 12, и коммутирующее устройство 13, входы которого связаны с генератором 6 отпирающих импульсов 6 и блоком сравнения 7, а выход - с обмотками форСунок. Генератор 6 отпирающих импульсов выдает синхронно с оборотами коленчатого вала двигателя импульсов TJRi и TRz. Импульсы в электронной схеме управления, соответствующие первому импульсу TRi, обозначены тонкими линиями, а второму - жирными. Блок источников зарядного тока имеет два источника постоянного тока, выдающих токи /1 и /2 через переключатель 10 к блоку 11 конденсаторов, при этом второй источник постоянного тока заряжает конденсаторы до более высокого напряжения, чем первый источник. Предпочтительно чтобы величина тока от второго источника превышала ток от первого источника. Генератор 6 отпирающих импульсов и блок 12 задернжи подают импульсы TR и TRz к переключателю 10, выход которого соединен с блоком 11 конденсаторов, имеющим конденсаторы С1 и С2. При импульсе TRz переключатель 10 обеспечивает подачу тока /2 на кондексатор С/ и тока /i - на конденсатор С2. Импульсы задержки PI и PZ от блока 12 обеспечивают задер}кку подачу тока /i в конденсаторы С1 к С2 в течение заданного периода времени. Выходные импульсы от блока 11 представляют собой импульсы напряжения, которые образуется па конденсаторах С1 и С2 в течение времени подачи токов 1 и /г. В течение периода времени Т1, когда имеется отпирающий импульс TRi, выходное напряжение от конденсатора С2 будет функцией тока /2В течение периода времени Т2, когда имеется отпирающий импульс TRi, напряжение на конденсаторе С1 будет функцией тока /2, а папряжение на конденсаторе С2 - функцией тока /I. Устройство управления 8 получает напряжение с конденсаторов С/ и С2 и генерирует выходной импульс, который является напряжением конденсатора С1 в течение периода Т2, когда ток /2 подается на конденсатор С/, и напряжением конденсатора С2 - в течение периода Т1, когда ток /2 подается на конденсатор С2. Блок сравнения 7 получает напряжение каждого конденсатора в течение периодов Т1 и 72 и сравнивает каждое напряжение с преобразователя 5 датчика разрежения впускного трубопровода. Затем блок сравнения 7 выдает импульсы с продолжительностью, являющейся функцией давления во впускном трубопроводе и скорости вращения коленчатого вала двигателя. Длительность выходных импульсов блока сравнения 7 изменяется при изменении давления во впускном трубопроводе или при изменении оборотов коленчатого вала. Коммутирующее устройство получает входные импульсы от блока сравнения и синхронизирует их подачу к обмоткам форсунок 2 с оборотами коленчатого вала. На фиг. 3 показаны графики импульсов в электронной схеме управления. Серии отпирающих импульсовщ и }j,2 содержат пусковые импульсы TRi и TR, продолжительность которых изменяется в зависимости от оборотов коленчатого вала (или валика распределителя зажигания). При возрастании оборотов вала продолжительность импульсов TRi и TRz уменьшается. Время одного оборота бозначено интервалом Р и равно сумме импульсов и TRzСерии импульсов р,з и . содержат импульы-задержки PI и Р, подаваемые на вход пееключателя 10, и синхронизируются с передим фронтом соответственно импульсов TR. и R. Таким образом частота повторения имульсов |хз и ti4 соответствует частоте повтореия импульсов ii и ii2. Серии импульсов iz и |.i6 представляет собой апряжения на конденсаторах С1 и С2 соотетственно. В течение интервала времени Ti конденсатору С/ подается ток /i, а на коненсатор С2 - ток 7. Однако импульс задерж ки обеспечивает запаздывание подачи тока /i на конденсатор С/ в течение заданного периода времени. Линия от точки 14 до точки 15 показывает напряжение на конденсаторе С/, на который не подается никакого тока. -Линия от точки 15 до точки 16 - напряжение на конденсаторе С1 в течение зарядки его током /. Линия от точки 16 до точки 17-напряжение на конденсаторе С1, в течение времени, когда он полностью зарядился током /i. В период времени Т2 на конденсатор С/ подается ток /2, а на конденсатор С2 - ток /i. Напряжение на конденсаторе С1 за время подачи тока /2 обозначено линией от точки 17 до точки 18. Соответственно напряжение на конденсаторе С2 обозначено точками 19-23. Импульсы J.15 и 1б между точками 16-17 и 21-22 имеют постоянный наклон для каждого периода Т и Т2. При изменении импульсов ЦБ и |.is между точками 14-17 и 19-22 кривая напряжений меняется, а между точками 16 и 17 .и 21 и 22 форма кривой остается постоянной независимо от длительности периодов Т1 и Т2. Серия импульсов i/ и is имеет частоту повторения, зависящую от серии импульсов (xi и .i2 и в случае, когда давление во впускном трубопроводе постоянно, то их длительность изменяется с изменением оборотов коленчатого вала двигателя. Каждый импульс Wi, W, Ws, WT, WQ и так далее серии импульсов р, начинается с момента начала подачи тока /2 на конденсатор С2 и заканчивается, когда напряжение на последнем достигнет значения, например, в точке 24. Аналогично длительность импульсов Wz, W4, We, Wg и так далее серии импульсов .i определяется началом подачи тока /2 на конденсатор С/ и кончается, когда напряжение достигает заданной величины, например, в точке 25, установленной блоком сравнения 7. Форма напряжения на конденсаторах С/ и С2 выполнена такой, чтобы коррекция длительности импульсов г и |is, а следовательно, и подача топлива происходила бы при требуемых оборотах коленчатого вала двигателя. Импульсы имеют одинаковую длительность, поскольку величины напряжений в точках 24 и 25 одинаковы, а форма кривых ,117 и |.8 не изменяется. Импульсы Wg и Wg имеют длительность, отличную от предыдущих импульсов, хотя величины напряжений в точках 24 и 25 остались прежними, а форма кривых 1-17 и .Us изменилась. Это происходит потому, что начало подачи тока /2 начинается с более низкого значения, чем в предыдущих импульсах. Таким образом, серии импульсов Ц7 и цв не являются импульсами, имеющими постоянные период и продолжительность, поскольку они зависят от оборотов двигателя. На фиг. 4 показан график токов, подаваемых в блок 7 сравнения от конденсаторов С1 и С2 и от преобразователя 5 в период времени Т1+Т2, равный времени одного оборота коленчатого вала двигателя. Этот график характерен для двухтактного двигателя за один оборот коленчатого вала, равный полному циклу его работы. График разделен на два равных периода Т1 и Т2, как видно из кривой напряжения на конденсаторе, напряжение на конденсаторе С при подаче тока I растет до заданной величины, после которой остается постоянной. Однако момент отключения конденсатора С от нервого источника тока может изменяться и с этим изменяется величина напряжения, с которого началась подача тока /2 (см. штрих-пунктирные линии II,III, и IV). Таким образом, при постоянных токах /i и /2 и постоянном значении напряжения Р от преобразователя 5 форма кривой напряжения изменяется и изменяются длительности импульсов. Это происходит потому, что с изменением оборотов периоды времени Т1 и Т2 уменьшаются, и конденсатор не успевает зарядиться до заданного значения при подаче тока /1. Выходные импульсы блока сравнения имеют продолжительность, равную возрастанию тока от точки 17 до точки 25. Как видно из графика, импульс равен продолжительности импульса Wii. так как величина напряжения кривых I и II в точке 17 и точке 25 одинакова. Однако, импульс Wn больше импульсов и , так как начальное напряжение в точке 17 у кривой III меньше, чем у кривых I и И. Таким же образом импульс Wi3 больше Кривых от точек 17 до 18 может быть бесконечное множество, так же как и величин Р, подаваемых преобразователем 5 в зависимости от величины разрежения во впускном трубопроводе. На фиг. 5 сравниваются длительности импульсов Wio, Wii, и , изменяющиеся в зависимости от скорости двигателя. На фиг. 6 показана предпочтительная электрическая схема электронной схемы управления согласно фиг. 2. Аналогичные элементы показаны пунктирными линиями и имеют одни и те же цифровые обозначения. Блок 9 источников зарядного тока имеет источник питания 26, транзисторы 27 и 28 и сопротивления 29- 34. Импульсы от транзисторов 27 и 28 являются соответственно токами 1 и /2. Переключатель 10 имеет транзисторы 35-42, сонротивления 43-50 и диоды 51-60. Токи /i и /з полаются п переключатель 10 в коллекторы транзисторов 35-38. Токи f и /2 коммутируются при подаче импульсов TR на базы транзисторов 36 и 37 через соответствующие сопротивления 45 и 46, и при импульсах TR - на базы транзисторов 35 и 38 через сопротивления 43 и 44. Таким образом обеспечивается попеременная зарядка конденсаторов С/ и С2. Блок конденсаторов 11 содержит конденсаторы С/ и С2, заряжающиеся попеременно токами /I и /2 в соответствии с импульсами TR и Устройство 8 управления имеет диоды 1 и 62, посылающие периодически сигналы в блок 7 сравнения, который содержит транзис торы 63, 64 и 65 и сопротивление 66, 67 и 68.

Блок 7 получает импульсы от преобразователя 5 на базу транзистора 65, а импульсы от конденсаторов С/ и С2 - на базу транз.истора 63. Импульсы от преобразователя 5 вызывает окончание выходных импульсов W при достижении напряжений Р. Выходные импульсы блока сравнения снимаются с общей точки сопротивлений 67 и 68 и через выход подаются в коммутируюш,ее устройство 13.

Таким образом, предложенная система обеспечивает .изменение продолжительности впрыска топлива электромагнитными форсунками в зависимости от давления во впускном трубопроводе и оборотов двигателя. Форсунки могут быть разбиты на несколько групп, а подбором токов /1 и /2 обеспечивается регулирование подачи для различных двигателей внутреннего сгорания.

Предмет изобретения

I. Система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащая размещенные на впускном трубопроводе электромагнитные форсунки с электронной схемой управления, имеющей пусковое приспособление, связанное с валом двигателя, импульсный генератор, ко входу которого подключены преобразователь с датчиком разрежения во впускном трубопроводе и устройство управления по меньшей мере с одним накопительным конденсатором, соединенным для последовательного подключения через переключатель с двумя источниками зарядного тока различного напряжения, и коммутирующее устройство, выход

которого соединен с обмотками форсунок, а вход -с импульсным генератором, отличающаяся тем, что, с целью оптимизации длительности открытия форсунок на всех режимах работы двигателя, переключатель устройства управления связан с пусковым приспособлением, а импульсный генератор выполнен в виде блока сравнения, подающего импульс на вход коммутирующего устройства и прекращающего подачу импульса при равенстве выходных напряжений от преобразователя и устройства управления.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что напряжение на конденсаторе при питании

от первого источника возрастает линейно, но не выще заданной величины, после которой остается постоянным, а при питании от второго источника - возрастает линейно и непрерывно.

3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что подключение первого источника к накопительному конденсатору происходит синхронно с передним фронтом импульса от пускового приспособления, а отключение- синхронно с задним фронтом импульса, и подключение второго источника тока - синхронно с задним фронтом импульса от пускового приспособления, а отключение - синхронно с передним фронтом импульса.

4. Система но пп. 1, 2 и 3, отличающаяс я тем, что, с целью обеспечения запаздывания подключения конденсатора к первому источнику тока на заданный период времени, между пусковым приспособлением и устройством управления включен блок задержки.

Т

Риг 1.

9 2

Ci

tv

сриг 3

5

,