Система автоматического регулирования угла опережения впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК F02D5/02 

связан с выходами сервомотора, регулятора плунжерного аккумулятора, а выходами - с форсунками.

Блок управления содержит источник опорного напряжения, сумматор и преобразователь выходного сигнала во временной интервал, которые соедине.ны последовательно, причем оба входа блока управления размещены в сумматоре, а выход - в преобразователе. На чертеже приведена схема системы.

Система автоматического регулирования угла опережения впрыска топлива содержит последовательно соединенные акселерометр 1, связанный с коленчатым валом двигателя 2, блок 3 управления включающий сумматор 4, источник 5 опорного напряжения и преобразователь 6 входного сигнала во временнь1й интервал, сервомотор 7, а также топливный насос 8 высокого давления, включающий топливоподающий насос, плунжерный аккумулятор 10 и регулятор 11 частоты вращения, соединенный с коленчатым валом 12 двигателя, снабженного форсункой 13.Система снабжена дифференциатором 14, вход которого соединен с выходом акселерометра 1, а выход - с сумматором 4 блока 3 управления ; кроме того, система содержит фop sиpyioщий. распределитель 15, один вход которого соединен с сервомотором 7, второй - с регулятором 11 частоты вращения, а третий - с выходом плунжерного аккумулятора 10j выход формирующего распределителя 15 соединен с форсункой 13.Насос 9 с плунжерным аккумулятором 10, связанный с коленчатым валом 12 двигателя, последовательно соединенный с третьим входом формирующего распределителя 15 и форсункой 13 образуют контур топливоподачи. Насос 9, последовательно соединенный с регулятором 11 частоты вращения, вторым входом формирующего распределителя 15 образуют основной контур регулирования подачи топлива по величине и, по углу опережения впрыска топлива.

Акселерометр 1, связанный с коленчатым валом 12 двигателя и последовательно соединенный с дифферёнциато™ ром 14, блоком управления 3, сервомотором 7, первым входом формирующего распределителя 15 и форсункой 13 образуют контур оптимизации угла опережения впрыска топлива. Выход акселерометра 1 также соединен со вторым входом блока управления 3. Сумматор 4, один вход которого соединен с акселерометром 1, второй выходом дифференциатора 14, третий с источником опорного напряжения 5, соединен с;, преобразователем б выходного сигнала во временной интервал, выход которого соединен с входом севомотора 7 (интегратора).

Насос 9 обеспечивает дозирование и нагнетание топлива в плунжерный аккумулятор 10.

Плунжерный аккумулятор 10 аккумулирует цикловую подачу топлива и при 5 открывании отверстий формирующего распределителя 15 выталкивает ее че-рез форсунку 13 в камеру сгорания двигателя.

Регулятор частоты вращения 11 авQ томатически стабилизирует заданную частоту вращения коленчатого вала 12 двигателя.

Акселерометр 1 беинерционного типа измеряет величину и знак углового ускорения вращения коленчатого вала, двигателя.

Дифференциатор 14 дифференцирует угловое ускорение коленчатого вала двигателя.

Блок. 3 управления - устройство, 0 позволяющее с помощью сумматора 4 суммировать и усиливать входящие в него сигналы, а с помощью преобразователя 6 преобразовывать сигнал в импульс постоянной амплитуды, длительность которого пропорциональна величине амплитуды входного сигнала.

Источник 5 опорного напряжения подает в сумматор 4 постоянный сигнал, с которым сравниваются другие сигнап лы, поступающие в него. С помощью источника 5 опорного напряжения можно подстраивать блок 3 управления.

Сервомотор (интегратор) 7 интегрирует и усиливает выходящий сигнал из блока управления 3. Формирующий распределитель 13 - устройство, позволяющее совместно с плунжерным ак-кумулятором 10 формировать закон цикловой подачи и угол опережения впрыска топлива, а также распределять топливо по форсункам 13 двигателя.

Форсунка 13 - обычная гидромеханическая с пружинным запиранием иглы распылителя.

Система работает следующим образом.

Топливо из бака засасывается подкачивающим насосом и подводится к насосу 9. Насос 9 отмеряет цикловую подачу топлива, величина которой устаQ навливается регулятором 11 частоты вращения в соответствии с режимом работы двигателя, и нагнетает ее в; плунжерный аккумулятор 10 под высоким давлением. Далее цикловая подача топлива подводится к формирующему распределителю 15, который в соответствии

с выходным сигналом регулятора 11 . формирует закон впрыска, устанавливав ет угол опережения впрыска и распределяет цикловые подачи по форсункам 0 13 двигателя.

Акселерометр 1 сигнал углового ускорения одновременно подает на сумматор 4 и дифференциатор 14, где он дифференцируется в рабочем диапазоне 5 частот. На сумматор 4 также поступа-ет сигнал от источника опорного сигнала 5. Выходной сигнал с сумматора 4 подается на вход преобразователя 6, который формирует прямоугольный г; 1пульс постоянной амплитуды длительностью, пропорциональной величине выходного сигнала сумматора 4,но не превышающего некоторого постоянного значения .Этот сигнал подается на вход сервомотора (интегратора)7, гле он интегрируется, усиливается и подается на вход формирующего распределителя 15. Интегрирование прямоугольных импульсов, например положительных, осуществляется в течение времени t , когда угол опережения впрыска возрастает. По истечении времени t, полярность выходного сигнала преобразователя 6 меняется на противоположную,и сервомотор 7 начинает интегрировать отрицательные импульсы в течение времени t,.,. когда угол опережения уменьшается. За время t -1 угол опережения впрыска изменяется на величину, пропорциональную разности . Таким образом, за время .At t -t угол опережения впрыска изменится на величину Д& . К At, где К - скорость изменения угла опережения впрыска формирующим распределителем. За.несколько циклов колебаний блок 3 управления устанавливает оптимальный угол опережения впрыска, оценивая свое действие на двигатель по изменению его мощности (производной углового ускорения) по замкнутой системе через обратную связь (акселерометр 1, дифференциатор 14 и т.д.).

При достижении оптимгшьного значения устанавливаются симметричные колебания угла опережения впрыска относительно оптимального значения.

При изменении скоростного или нагрузочного режима двигателя регулятор 11 обеспечивает основную установку угла опережения впрыска топлива. Для нахождения оптимального значения угла опережения впрыска топлива (для каждой основной установки)блок 3 управления посылает поисковые сигналы через сервомотор 7 на формирукадий распределитель 15. Так контур оптимизации параллельно с основным контуром оптимизирует угол опережения впрыска для каждого режима работы двигателя.

Система позволяет повысить точность и быстродействие регулирования угла опережения впрыска в топливной аппаратуре, что удовлетворяет требо-ваниям современной эксплуатации транспортных дизелей.

Применение подобных систем на дизелях позволяет не только повысить мощностные и экономические показатели дизелей, но и значительно повысить их технический уровень, сущест0венно расширить их функциональные возможности в области оптимизации всех основных параметров процесса топливоподачи.

15

Формула изобретения

1. Система автоматического регулирования угла опережения впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащая акселерометр, блок управления, сервомотор, насос высокого давления и форсунки двигателя, причем акселерометр связан с валом

двигателя и включен на один вход блс-ка управления, соединенного выходом с сервомотором, а насос содержит топливоподающий элемент, регулятор частоты вращения и плунхсерный аккумулятор, отличающаяся тем,что,

с целью повышения точности и быстродействия,, она ; дополнительно со- держит дифференциатор и формирующий распределитель, причем дифференциатор включен между другим входом блока управления и акселерометром/а формирующий распределитель своимитремя входами связан, с выходами сервомотора, регулятора и плунжерного аккумулятора, а выходами - с форсунка

2. Система по п.1, отлича ющ а я с я тем, что бдок управления содержит источник опорного напряжения, сумматор и преобразователь выходного сигнала во временной интервал, которые соединены последовательно,причем оба входа блока управления размещены в сумматоре, а выход - в преобразователе .

. Источники информации,

принятые во внимание .при экспертизе

1.- Патент ФРГ № 1125230, F 02 О 5/00, опуб.1ик-. 1962.

13