Система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1976 года по МПК F02D5/02 F02M51/02 

По основному патенту 393846 известна система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащая впускной трубопровод с дроссельной заслонкой, по меньшей мере одну электромагнитную форсунку, подключенную к насосу, н электронное управляющее устройство с пусковым приспособлением, связанным с валом двигателя, и генератором импульсов, имеющим аккумулятор энергии и установленный в одной из его цепей преобразователь, связанный с расходомером, размещенным но потоку воздуха перед дроссельной заслонкой. Расходомер выполнен в виде установленной на валике пластины, а преобразователь - в виде переменного сопротивления, рычажок которого связан с валиком нластины. Валик пластины снабжен демпфером, выполненным в виде размещенного в емкости подвижного элемента, например лопасти. Однако в таких системах при регулировании двигателя могут наблюдаться колебания воздушного нотока во впускном трубопроводе, которые вызывают колебания пластины расходомера и в связи с этим подачу топлива, не соответствующую расходу воздуха. Такие колебания могут возникнуть при высоких оборотах двигателя, например, у четырехцилиндрового двигателя при низких оборотах холостого хода.

Для устранеиия колебаний воздушного потока во впускном трубопроводе и обеспечения требуемой точности дозирования подачи топлива в предлагаемой системе часть емкости демпфера соединена с полостью впускного

трубопровода за пластиной расходомера.

Емкость снабл ена эластичной перегородкой, например сильфоиной, отделяющей полость впускного трубопровода за пластиной расходомера от емкости.

Обе части емкости по обе стороны лопасти сообщены между собой через подпружиненный клапан, пренмущественио пластинчатый, и дополнительный подпружиненный клапан с проходом среды, нротивоположным направлению через основной кланан.

Кроме того, емкость может быть нодключена к камере, одна из стеиок которой выполнена эластичной и кинематически связана с приводом дроссельной заслонки.

Камера и емкость могут быть сообщены между собой через дроссельное отверстие и обратный клапан с проходом среды из емкости в камеру.

На фиг. 1 схематично изображена описываемая система; на фиг. 2 - схема генератора импульсов; на фиг. 3 - часть впускного трубопровода с расходомером, демпфером и дроссельной заслонкой, разрез; на фиг. 4-7 - различные варианты выполнения расходомера;

на фиг. 8 - вариант выполнения соединения емкости демпфера с впускным трубопроводом с обеспечением изменения подачи топлива в зависимости от температуры. Система впрыска топлива для четырехци липдрового четырехтактного двигателя виутрепиего сгорапия (см. фиг, 1) содержит впускпой трубопровод 2 с дроссельной заслон кой 3, четыре электромагиитпые форсунки 4 подключеипые к насосу 5 при помоии; трубо провода 6 и распределителя 7. Между пасо сом 5 и распределителем 7 установлен регулятор 8 ПОСТОЯН1ЮГО давления. Обмотки 9 форсунок 4 через сопротивления 10 подключены к усилителю 11 электроипого управляющего устройства. Усилитель 11 имеет по мемьаюй мере один мощный транзистор 12, в эмиттерколлекторную цепь которого включеиы сопротивления 10 и обмотки 9. Впускной трубопровод 2 снабжен на входе воздухоочистителем 13, а по потоку воздуха в нем перед дроссельиой заслоикой 3 установлен расходомер 14, содержащий пластину 15, размещениую на валике 16 и связанную с рычажком 17 переменного сопротивления 18. Последнее включено в схему генератора 19 импульсов электронного управляющего устройства. Генератор 19 выдает прямоугольные импульсы продолжительностью Ti и величиной S, которые поступают на вход усилителя 11, вырабатывающего импульсы той .же продолжительности, но значительно большей величины. Генератор импульсов содержит (см. фиг. 2) два транзистора 20 и 21, которые подключены так, что при открытии одного из них другой запирается, и аккумулятор энергии, выполненный в виде конденсатора 22 (или в виде индуктивности), в зарядную цепь которого включен источник заряда А, а разрядная цепь образована элементом Е. Время разряда конденсатора 22 определяет длительность Ti выходного импульса генератора 19, в связи с чем величина напряжения иа нем в пачале разряда измеияется заданным образом. Кроме того, генератор импульсов имеет пусковое приспособление с прерывателем, кулачок которого приводится от вала двигателя 1. Прерыватель подает на вход генератора 19 нмпульсы LI, вырабатываемые через определенный угол поворота коленчатого вала двигателя 1. В течение импульсов LI источник заряда А подключен к конденсатору 22 и в зарядной цепи создается ток /л . Пусковое приспособление может быть выполнено в виде триггера, выдающего импульс в течение 180° поворота коленчатого вала. В течение остальиых 180° новорота вала на выходе триггера импульс отсутствует. При постоянном токе /А напряжение на конденсаторе 22 линейно возрастает. Заряд конденсатора происходит до поворота колеичатого вала на 0°, 360°, 720° и т. д. С этого момента по углу поворота вала происходит разряд конденсатора 22, при котором генератор 19 вырабатывает импульсы продолжительностью Ti. В этот момент транзистор 21 закрывается. Одновременно закрытый транзистор 20 становится токоирово/тящим, т. е. открывается. Это обесиечиваетси тем, что при закрытом транзисторе 21 ио.южительпый 1мпульс подается на базу транзистора 20 через сопротивления 23 и 24. Сопротивление 23 включено в коллекторную цень транзистора 21. При открытом транзисторе 20 конденсатор 22 разряжйстся через токонросодяп1Ий в этот момент диод 23 и эмиттер-коллекторную цепь транзистора 20, а величи 1а разрядного тока постоянна н определяется сопротивлением элемента Е. Во время разряда напряжение на конденсаторе 22 линейно падает в течение време;п-1 Г,;. Через это время напряжение на конденсаторе 22 становится таким, что конденсатор, соединенный через диод 26 с базой транзистора 21, открывает последний. Одновременно транзистор 20 закрывается. Так как диод 25 не поз1воляет конденсатору 22 заряжаться через сопротивление 27, включенное в коллекторную цепь транзистора 20, то следуюН1,ий процесс заряда конденсатора произойдет лишь тогда, когда импульс с пускового приспособлення поступит к источнику заряда А, т. е. при угле поворота колончатого вала 180 НЛП 540°. Продолжительность разряда можно изменять путем изменения как зарядного /л, так и разрядного тока /д. При этом величина тока /л или /Е пропорциональна среднему по времени расходу воздуха в трубопроводе 2. Г1ри оборотах вала двигателя 1 пиже 2000 об/мин и при больших нагрузках воздущный поток во впускпом трубопроводе 2 сильно пульсирует, что вызывает колебапия пластины расходомера. Для предотвращения этих колебаний пластины 15 валик 16 снабжен пневматическим демпфером, одновременно обеспечивающим достаточно быстрое перемещение пластины при изменении количества проходящего по трубопроводу 2 воздуха. В изображенном на фиг. 3 расходомере валик 16 снабжен де.мпфером, выполненным в виде расположенной в секторной емкости 28 лонасти 29, закрепленной на валике. Между лонастью 29 и стенкой емкости 28 имеется большой зазор, а дроссельное отверстие 30 обеснечивает сообщение одной части 31 емкости с другой частью, сообщенной с нолостью впускного трубопровода 2 между пластиной 15 )асходомера 14 и дроссельной заслонкой 3. При постоянном расходе воздуха в трубороводе 2 давление в части 31 емкости благоаря отверстию 30 в лопасти 29 выравниватся с давлением в трубопроводе между платиной 15 и дроссельной заслонкой 3. Так как лонидь лопасти 29 равна площадн пластины 15, то изменение давления в трубопроводе 2 ежду пластиной 15 и заслоикой 3 ие вызыват изменения положения пластины, нотому то не изменяется вращающий момент на ваике 16. Только изменение напора на пластиу 15 вызывает перемещепие валика 16, платины и лопасти 29 до тех пор, пока давление

в части 31 емкости не выравияется с давлением в трубопроводе 2 между пластиной 15 и заслоикой 3. при этом в часть 31 перетекает воздух через отверстие 30. Однако выравнивания давлений пе происходит при пульсациях, которые имеют частоту 30 Гц и более в двигателе 1, вследствие сопротивления отверстия 30. Подбором диаметра отверстия 30 достигается то, что при увеличении числа оборотов двигателя 1 вследствие открытия дроссельной заслонкп 3 выравнивание давления в части 31 емкости 28 происходит в течение ОД с и пластина 15 переходит в повое положение. Этим обеспечивается требуемое обогащение смеси при увел 5чепии числа оборотов двигателя.

В изображеппом на фиг. 4 варианте выполпения расходомера дроссельное отверстие заменено радиальным зазором 32 между стенкой емкости 28 и лопастью 29. Зазор 32 сообщает часть 31 с частью 33 емкости 28, которая через отверстие 34 соединена с полостью впускного трубопровода 2 до пластины 15. Одна стенка асти 31 выполнена эластичной в виде снльфона 35.

При работе двигателя, есл;; давления в части 31 и трубопроводе 2 между пластиной 15 и заслонкой 3 равны, то пластина 15 пеподвпжпа. Если давление в трубопроводе 2 между пластиной 15 и заслонкой 3 пульсирует, то изменение давления передается сильфоном 35 в часть 31, так что одновременно на валике 16 создается компенсирующий момент и пластина 5 остается неподвижной, (при соответствуюн1,ем подборе размеров пластины 15 и лопасти 29). Однако при увеличении числа оборотов двигателя следствие открытия дроссельной заслонки 3 вначале одновременно умень паются давления в части 31 и в трубопроводе 2 между пластиной 15 и заслонкой 3, так что не создается противодействующий момент возвратной пружине валика 16. Вследствие выравнивания давления в части 31 до давления в трубопроводе 2 пластина 15 не колеблется, а демпфирующее воздействие на пластину зависит от сопротивления зазора 32 и выбирается в соответствии с требуемым.

При пеобходимости усилепия демпфирующего воздействия настолько, чтобы пластина 15 медленно реагировала на изменение расхода воздуха в трубонроводе 2, на лопасть 29 устаравливают лва обратных подпружиненных клапана (на фигурах не показаны), один из которых пропускает воздух из части 33 в часть 31, а другой - нз части 31 в часть 33. Эти клапаны должньл открываться при соответствующих давлениях.

В изображенном на фиг. 5 расходомере валик 16 связан с рр чагом 36, который через тягу 37 соединен с диафрагмой 38, имеющей дроссельное отверстие 39. Кроме того, этот расходомер снабжен второй диафрагмой 40, а объем, заключенный между диафрагмами 38 и 40, образует часть 31 (см. фиг. 3). Диафрагма 40 выполняет те ж функции, что и сильфон 35 па фиг. 4.

При работе двигателя изменение давления в трубопроводе 2 между пластиной 15 и заслонкой 3 передается в часть 31, вызывая в ней изменение давления. Во время последующего выравнивания давления окружающей среды 1;ластина 15 перемещается в соответствии с измененнем давления. Скорость этого выравнивания давления можно изменять подбором диаметра отверстия 39 так, чтобы пульсации давления не передавались на пластину 15. На диафрагме 38 могут быть установлены обратные клапаны, например пластинчатые из биметалла, так что димцфирующее действие в расходом 1зе может меняться в зависимости температуры.

В из(;сраженном на фиг. 6 расходомере для устпаненпя дс-йствия пульсаций на пластину 15 при открытой или почти полностью открытой дроссельной заслонке 3 часть 31 емкости 28 соединена трубопроводом 41 с корпусом 42 клапана, запорный орган 43 которого сиябжен пружиной 44 и отделяет полость корпуса 42 от задроссельного пространства ВПУСКНОГО трубопровода 2. В тр боп 1оводе 41

уп аковлеи дроссель 45. Пружина 44 прижпмает запорный орган 43 к трубопроводу 2, вследствие чего сообщение части 31 с задроссельным пространством происходит только ирн высоком давлении IB последнем, при которпм запорный орган отходит от трубопровода.

В изображенном I.a фиг. 7 расходомере часть 31 емкости 28 для обогащения смеси при езком открытии дроссельной заслонки 3 соелинена при помощи канала 46 с камерой 47, образованной корпусом 48 и диафрагмой 49. Последняя нрн noMoimi тарелки 50 связана с рычагом 51, другое плечо которого соединено с тягой 52 привода дроссельной заслонки 3.

При увеличении числа оборотов двигателя рычаг 51 поворачивается в направлении, покалапном стрелкой. Одновременно с поворотом дооссельной заслонки 3 перемещается диафрагма 49, увеличивая объем камеры 47. Поэтому пластина 15 практически без запаздывания неремеп1.ается и тем быстрее, чем быстрее открывается дроссельная заслонка 3. Лопасть 29 и дросселирующее отверстие 30 обеспечивают небольнюе время перемещения

пластины 15 сверх соответствующего расхода воздуха л о тех пор, пока давление в части 31 не выравняется с давлением в трубопроводе 2 между пластиной 15 и заслонкой 3. Для того, чтобы камера 47 действовала только во время

открытия дроссельной заслонкн 3, канал 46 закрыт подпружиненным клапаном 53, имеюИ1,им дроссел1 ное отверстие 54. Через последнее при закрытии дроссельной заслонки 3 может перетекать только незначительное количество воздуха из камеры 47 в часть 31, вследствие чего предотвращается воздействие па положение пластины 15.

В изображенном на фиг. 8 варианте выполнения соединения трубопровода 41 с корпусом

42 в расходомере на фиг. 6 запорный орган клапана выполнен в виде дозирующего штифта 55, установленного на биметаллической пружине 56. Вместо биметаллической пружины 56 может быть установлен расширительный элемент 57. Вследствие этого достигается корректировка перемещения пластины 15 в зависимости от температуры. Таким образом, на перемещеиие пластины 15 расходомера 14 можно воздействовать путем изменения давления в части 31 демифера, в связи с чем не требуются дополиительные механические элементы, например рычаги, создающие дополнительное трение. Формула изобретения 1.Система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания по патеиту 393846, отличающаяся те.м, что, с целью устранения колебаний воздушного потока, часть емкости демпфера соединена с полостью впускного трубопровода за пластиной расходомера. 2.Система но п. 1, отличающаяся тем, что емкость снабжена эластичной перегородкой, например сильфонной, отделяющей полость впускного трубопровода за пластиной расходомера от емкости. 3.Система по п. 1, отличающаяся тем, что обе части емкости по обе стороны лопасти сообн1,ены между собой через подпружиненный клапан, преимущественно пластинчатый. 4.Система по п. 3, отличающаяся тем, что обе части емкости по обе стороны лопасти сообпдены между собой через дополнительный подпружиненный клапан с проходом среды, противоположным направлению через основной клапан. 5.Система по п. 1, отличающаяся тем, что емкость подключена к камере, одна из стеиск которой выполнена эластичиой и кинематически связана с приводом дроссельной заслонки. 6.Система по п. 5, отличающаяся тем, что камера и емкость сообщены между собой через дроссельное отверстие. 7.Система по пп. 5 или 6, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что камера и емкость сообщены между собой через обратный клапан с проходом среды из емкости в кндмеру.

.

,,,,,,,, /W

.,xxx,,,,,,.,SSSSSSss

X .Уч у

57

Фиг. 5

31

57 42

1

//X//////7/.

.56

b

55 хУчХЧУхУчх

Ч

kZ

...rTTzmm m /.

..s Фиг. в