Система подачи топлива с электрическим управлением Советский патент 1981 года по МПК F02M51/00 

(54) CHCTEWIA ПОДАЧИ ТОПЛИВА С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к области двигателестроения и предназначено дл регулирования подачи топлива в двигателях внутреннего сгорания,. преимумественно дизелях, оборудованных форсунками с электрическим управлением.

Известны системы подачи топлива с электрическим управлением для двигателя внутреннего сгорания, содёржа щие датчики положения коленчатого вала, триггеры, генераторы импульсов, схемы совпадения в виде элемеНтовГ .И, . счетчики и усилители сигналов, сообщенные, с электромагнитами форсунок 1 .

Из-за большого разброса характеристик элементов сравненияи обратной связи такие системы имеют повышенную нестабильность подач.. .

Известны системы подачи;топлива С элежтрическим управлением, жащие датчики положения коленчатого вала, два входных и выходной триггеры, три схемы И, два счетчика, усилитель,, электромагнит форсунки и генераторы по&тоянной и регулируемой . .частоты, причем два датчика связаны .с первым входным, триггером и Два - с вторьгм, первая и вторая схемы И;

соединены е первым и вторым счетчиками соответственно, а выходной триггер через усилитель связан с электромагнитом форсунки 2. .

Однако в известных системах регулирований наблюдается нестабильность подач топлива, что приводит к снижению экономичности двигателей, особенно на частичных нагрузках в режимах

to холостого сода. Снижение экономичности объясняется следукадим. Длитедь-. ность подачи определяется путем сравнения напряжения, вырабатываемого на выходе обратной связи, с напряжеilнием задания, например, с выхода генерато{)а: пилообразного напряжения, с помощью йорогового устройства. длеиенты ббладают большими разбросами характеристик, причем стабильность

йэ их зависит от условий работы и :изменяется с течением времени.

Целью изобретения является повышение стаби.пьности подачи топлива и экойомичности работы двигателя на

2$ частичных нагрузках и холостом ходу.

Указанная цель достигается тем, : ;что система дополнительно содержит узел запрета подачи, причем один из

датчиков дополнительно связан Со Se «учетчиками, выхода которых через TpeTbiq схему И связаны с выходным триггером, соединенным также с выходами узла запрета, связанного с первым счетчиком, и второго триггера, соединенного с второй схемой И, подключенной к последнему выходу второго счетчика, а последний выход перво го счетчика связан с первым входным триггером, подключенным к Первой t схеме И, к которой подключен генератор импульсов постоянной частоты, а генератор импульсов регулируемой час тоты связан о второй схемой И. На фиг. 1 представлена структурная схема системы, например, для четырехцилиндрового дизеля; на фиг.2 - один вариант этой системы; на фиг. 3 - другой вариант системы; на фиг. 4 - временная диаграмма. Система регулирования подачи топлива содержит датчики положения коленчатого вала 1, 2, 3 и 4, входные 5, 6 и выходной 7 триггеры, генераторы импульсов 8 и 9 с регулируемой и постоянной частотами, схемы совпадения 10, 11 и 12, выполненные в виде элементов И, узел запрета подачи 13, счетчики 14, 15 и усилитель сигналов 16, сообщенный с электромагнитом 17 форсунки. Аналогично каналу 18 выполнены каналы 19, 20, 21, а усилители каждого из них соеди нены соответственно с электромагнитами 22, 23, 24 форсунок. Два датчика 1 и 2 соединены со счетным входом триггера: 5, а датчик 3 - с входом второго триггера б, связанного с одним из входов триггера 7. Входные триггеры 5 и 6 через соответству квдие входы схем совпадения 10 и 11, подключенных также к генераторам импульсов 8 и 9 с регулируемой и пос тоянной частотами, связаны с входами двоичных счетчиков 14 и 15. Счетчик 14 является узлом измерения рассогласования действительной и заданной частоты вращения коленчатого вала, а счетчик 15 - регулирования длительности подачи топлива. Выходы упомянутых счетчиков соединены с входами схемы совпадения 12, подклю ченной к выходному триггеру 7, сооб щенному Через усилитель 16 с электро магнитом 17 форсунки (на фигурах не показана). Элемент 11 через узел запрета по дачи 13, выполненный в виде cxeNtta совпадения, связан с несколькими вы ходами счетчика 14. Выход узла запрета 13 по одному ИЗ-вариантов соединен с входом уста новки в ноль выходного триггера 7 (см. фиг. 2) . Последний выход счетчика 15 соед иен с входом схемы совпадения 11, а аналогичный выход счетчика 14 - с входом схемы совпадения 10. S описываемой системе имеется до полнитёльный датчик 4, соединенньай входами установки в ноль триггеа 6 и счетчиков 14 и 15. После выходного триггера 7 (см. иг. 3) общего для всех цилиндров анала управления 25 установлен синронизированный с коленчатым валом аспределитель 26, к которому через силители 27, 28, 29 и 30 подключены лектромагниты 31, 32, 33 и 34 форунок. Такое выполнение системы позволят повысить стабильность подачи топива и, в результате, снизить расхоы топлива дизелем, особенно на частичных нагрузках и холостом ходу, так как исключает использование генераторов пилообразного напряжения, пороговых устройств и других элементов, присущих аналоговьи/ системам и обладающим большим разбросом характеристик и нестабильностью во времени. Система работает следующим образом. При определенном положении коленчатого вала датчик 1 вырабатывает импульс, опрокидывающий бистабильный 5. На вход схемы совпадения 10 поступает разрешающий сигнал, и импульсы от генератора 8 с регулируемой частотой начинают поступать на вход счетчика 14 рассогласования частоты вращения. После поворота коленчатого вала на заданный угол датчик 2 вырабатывает импульс, возврата- ющий триггер 5 в исходное состояние, в результате чего генератор 8 отключается от счетчика 14. Очевидно, что число импульсов, прошедших на вход счетЧика 14, будет пропорци- ; онально частоте вращения коленчатого, вала Дизеля, и следовательно в счетчике записывается пропорциональный этой частоте код. При повороте коленчатого вала в положение,. геометрическому моменту начала подачи топлива в соответству.ющий цилиндр, датчик 3 вырабатывает сигнал, опрокидывающий бистабильный триггер 6 . Сигнал этого триггера через выходной бистабильный триггер 7 и усилитель 16 поступает на электромагнит 17 форсунки которая начинает подачу топлива в цилиндр дизеля. Одновременно с триггера .6 на схему совпадения 11 подается разрешающий сигнал, и на вход счетчика15 регулирования длительности подачи топлива начинают поступать импульсы от генератора 9 с постоянной частотой. Выходы счетчиков 14 и объединены схемой совпадения 12 и при определенном сочетании кодов, записанных в счетчиках, на выходе схемы 12 появляется импульс, возвращающий триггер 7 в исходное положение и обеспечивающий прекращение подачи топлива. Таким образом, фактическая длительность подачи топлива определяется отклонением действительной частоты вращения коленчатого вала от заданной. Работа системы иллюстрируется также временной диаграммой (см, фиг. 4), на которой показан характер изменения сигналов, при работе систег ы. В частности, приведены сигналы Д1, Д2, ДЗ и Д4, вырабатываемые датчиками 1, 2, 3 и 4; сигналы Т1, Т2, ТЗ на выходе триггеров 5, 6, 7; а fl и f2- сигналы на выходе генераторов 8 и 9; индексами Сг1 и Сг2 обозначены сигнатш на входах счетчиков 14 и 15; а СС сигнал на выходе схемы совпадения.

При необходимости изменения частоты вращения регулируют частоту генера.тора импульсов 8.

Если частота вра:щения коленчатого вала значительно меньше заданной, то счетчик 14 заполняется полностью. В момент заполнения последнего разряда импульс с. него передается на триггер 5, возвращая его в исходное состояние. Тем самым генератор 8 отключается от счетчика 14. в этом случае подача топлива будет максимальной..

Если частота вращения коленчатого вала превысит заданную на величину, большую допуска на отклонение, то на выходе узла, запрета 13 появляется сигнал, запирающий схему совпадения 11, тем самым обеспечивая запрет подачи топлива в дизель.

При заполнении счетчика 15 сигнал с последнего выхода его запирает схему совпадения 11 и возвращает триггер 7 в исходное положение, чем обеспечивается ограничение Максимальной подачи топлива..

При дальнейшем повороте коленчатого вала сигнал с датчика 4 возвращает всю схему в исходное сосояние,

Аналргично осуществляется регулирование подачи топлива в другие цилиндры, дизеля. Для четырехцилиндрового дизеля, система, для. кохорогр в качестве Примера показана на фиг. 1, каналы управления 18, 19, 20 и 21 являются са.мостоятёльньв«1И и идентич ными. Этим достигается большая надежность системы, так как при случайном выходе из строя одного канала остальные продолжают работать самостоятельно.

Общими для всех каналов являются генераторы 8 и 9 и датчики 1, 2, 3 и 4, причем для второго цилиндра функции датчика 1 выполняет датчик 2 датчика 2 - датчик 3 и т.д.

На фиг. 2 представлена схема, в которой выход узла запрета 13 соединен с входом установки в О триггера 7. Если отклонение частоты вращения коленчатого вала от задан.НОЙ превысит допустимую величину, то сигнал с выхода узла запрета 13 опрокинет выходной триггер 7, овесиечнвая прекращение подачи топлива.

На фиг. 3 представлена схема, в которой канал управления 25 является общим для всех цилиндров дизеля. При этом описанные выше процессы для N - цилиндрового дизеля происходят 5 N раз за два или за один оборот коленчатого вала соответственно для четырех или двухтактного дизеля. Сигналы с триггера 7 поступают на распределитель 26, синхронизированный с коленчатым валом дизеля, и в соот10ветствии с порядком работы цилиндров направляются на соотяетствукяцие усилители 27, 28, 29, 30 и электромагниты 31, 32, 33 и 34 форсунок. Такая система имеет меньше элементов, чем

5 схема на фиг. 1, и поэтому соответственно более низкую стоимость. Однако надежность ее ниже, так как выход из строя канала управления 25 . приводит к выходу дизеля в целом. Надежность в этом случае можно повысить, предусмотрев резервирование канала управления 25.

Формула изобретения .

5 Система подачи топлива с электрическим управлением, содержащая датчик положения коленчатого в.ала, два входных и выходной триггеры, три схемы И, два счетчика, усилитель,

Q электромагнит форсунки и генераторы постоянной и регулируемой частоты, причем два датчика связаны с первым входным триггером и два - с вторым, первая и вторая схемы И соединены

C с первым и вторым счетчиками соответственно, а выходной триггер через усилитель связан с электромагнитом форсунки, отличающаяся

Тем, что, с целью повышения стабильности подачи топлива и экономичности

работы двигателя Hia частичных нагрузках и холостом ходу, она дополнительно содержит узел запрета подачи, причем один из датчиков дополнительно связан.со счетчиками, выходы которых.

5 через третью схему И связаны с выходным триггером, соединенным также с выходами узла запрета, связанного с первым счетчиком, и второго триггера, соединенного с второй схемой

0 И, подключенной к последнему ыходу второго счетчика, а последний выход Первого счетчика связан с первьм входным триггером, подключенньии к первой схеме И, к которой подключен

f ге-нератор импульсов постоянной частоты, а генератор импульсов регулируемой частоты связан с второй схемой И.

Источники информации, принятые &о внимание при экспертизе

б 1. Патент ООА 4009695, ЦП. 123-90.13 опувлик.1977.

$ 5Ь8, 1977.

фг/г. f

0fft: