Система управления клапанами газораспределения с электрогидравлическим приводом Советский патент 1982 года по МПК F01L9/00 

(5) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КЛАПАНАМИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ С ЭЛЕКТ.РОГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях .внутреннего сгорания, на:пример многоцилиндровых дизелях, для управления работой клапанов газораспределения с электрогидравлическим приводом.

Известны системы управления клапанами газораспределения, содержащие измеритель положения вала с электрогидравлическим приводом. Отметчик мертвой точки, накопительный счетчик, Дешифратор, коммутатор, бистабильные триггеры и токовые ключи, причем измеритель и отметчик включены на входах накопительного счетчика, который через дешифратор и коммутатор соединен с бистабильными триггерами, связанными токовыми клю чами ГЛ . . Однако данные системы не позволяют получать стабильные фазы газораспределения, заданные коммутатором, так kaK в данном случае не пре дусмотрена компенсация задержки исполнения заданных фаз газораспреде- ления при изменении режима работы 1 двигателя.

Цель изобретения - обеспечение стабилизации характеристик перемещения клапанов при изменении режимов работы двигателя.

Указанная цель достигается тем, что система снабжена датчиками хода клапанов и узлами коррекции, каждый из которых выполнен в виде стробируемого распределителя, реверсивного счетчика и мультиплексора, сое. диненных последовательно и включенных между коммутатором и бистабильными триггерами, причем выход дешифратора связан также с мультиплексорами, а к стробируемым распределителям подключены измеритель положения вала, отметчик мертвой точки И датчики хода клапанов.

Стробируемый распределитель выполнен в виде бистабильного триггера, схемы опроса, логического элемента 2И, счетного триггера, :логического элемента 2И-НЕ, логического элемента 2 ИЛИ и дополнительного бистабильного триггера, причем входы бистабильного триггера подключены к датчику хода клапанов и коммутатору, выходы через схему опроса соединены с реверсивным счетчиком, входы схемы опроса подключены к измерителю через логический элемент 2И, один из входов которого соединен с выходом счетного TpVirrepa, входы которого соединены с датчиком хода клапанов и коммутатором, причем синхронный вход через логический элемент 2И-НЕ, а установочный - через логический элемент 2 ИЛИ и дополнительный бистабильных триггер, подключенный к отметчику.

Каждый бистабильный триггер, связанный с токовым ключом, снабжен дополнительным узлом коррекции 1

Кроме того,система дополнительно содержит формирователи импульсов,установленные между датчиком хода и узлами коррекции,

На фиг, 1 представлена схема системы управления кИапанами газораспределения с электрогидравлическим приводом для одного цилиндра двигателя с коррекцией фазы подъема; на фиг, 2 - схема двухканального строби руемого распределителя, подключенног к реверсивному счетчику; на фиг, 3 система управления клапанами одного цилиндра с коррекцией.фаз открытия и посадки; на фиг, k схема формирователя импульсов; на фиг. 5 временные диаграммы работы формирователя импульсов; на фиг, 6 - вариант схемы системы управления клапанами газораспределения с электрогидравлическим приводом для многоцилиндрового двигателя.

Система управления клапанами газораспределения с электрогидравлически приводом для двигателя внутреннего сгорания содержит измеритель 1 положения коленчатого вала и отметчик 2 мертвой точки, передающие импульсы на накопительный счетчик 3, выход которого связан с дешифратором Ц, соединенным При помощи коммутатора 5 с бистабильными триггерами б и 7 токовых ключей 8 и 9. Впускной клапан

10 и выпускной клапан 11 по меньшей мере одного цилиндра снабжены датчиками 12 и 13 хода, а в системе предусмотрены узлы 1 и 15 коррекции, каждый из которых выполнен в виде реверсивного счетчика 1б, стробируемого распределителя 17 и мультиплексора/ 18, Узлы 1А и 15 коррекции расположены между дешифратором k и бистабильными триггерами 6 и 7.

Стробируемый распределитель 17 установлен на входе реверсивного счечика 16 и соединен с измерителем 1, отметчиком 2 и коммутатором 5. Входы мультиплексора 18 подключены к выходам дешифратора k и реверсивного счетчика 1б,

Распределитель 17 может быть выполнен в виде бистабильного триггера 19, входы которого подключены к датчику 12 хода и к коммутатору 5, выходы соединены при помощи схем 20 опроса с реверсивным счетчиком 16. Вход схемы 20 опроса подключен к измерителю 1 через логический элемент 2И 21, один из входов которого соединен .с выходом счетного триггера 22. Входы, счетного триггера 22 соединены с датчиком 12 и коммутатором 5, причем синхронный вход соединен через логический элемент 211-Н 23, а установочный вход соединен через логический элемент 2 ИЛИ и дополнительный бистабильный триггер 25 подключенный к отметчику 2,

компенсации временных задержек при посадке клапана возможна установка дополнительных узлов 2б и 27 коррекции между триггерами токовых ключей 6 и 7 и коммутатором 5В случае выполнения датчиков 12 и 13 хода индуктивными для выделения сигналов о начале подъема и посадки клапана между Датчиками и узлами 1А и 15 коррекции могут быть установлены формирователи 28 и 29 импульсов. Формирователь 28 выполнен на элементах 2И-НЕ и состоит из триггера Шмитта на логических элементах 30 и 31 с резистором 32 обратной связи. Вход 33 формирователя соединен с датчиком 21 хода. Выход З триггера Шмитта соединен с элементами 35 и 36, включенными по схеме одновибратора, .Длительность управляющего импульса на выходе 37 формирователя определяется емкостью конденсатора 36, Для подачи управляющего сигнала о посадке клапана в формирователе 28 предусмотрен инвертор 39 и одновибратрр на базе элементов lO и tl и кон денсатора 2 с выходом 3 управляюд го импульса.

бсгта--мьюгоцилиндро8ого, например трехцилиндровогоч вигателя обёс

печивается подключением оооднитель ных бистабильных триггеров 1 и

46 и 7 с токовыми ключами 48 и k 50 и 51. Установочные входы бистабильных триггеров и , 6 и включены через линии 52-59 задержки, обеспечивающие работу клапанов 10 и 11, 60 и 61, 62 и 63 через 120 угла поворота коленчатого вала.

Система работает следующим образом. После пуска двигателя связанные с коленчатым валом измеритель 1 и отметчик 2 вырабатывают импульсы. На копительный счетчик 3 заполняется от измерителя 1 в границах рабочего цик ла. Эти границы определяются обнуляющими счетчик 3 сигналами отметчика 2. Дешифратор k преобразует текущую информацию хода счетчика в десятичное счисление, а коммутатор 5 выделяет из нее необходимые импульсы для управления клапанами. Импульсы поступают на бистабильные триггеры 6 и 7 причем на входы, устанавливающие триггеры в единичное состояние через узлы 14 и 15 коррекции, обеспечивающие компенсацию временных задержек .подъема клапана. Высокий (единичный) уровень потенциала на вы ходе триггеров 6 и 7 преобразуется токовыми ключами 8 и 9 в импульсы , открывающие клапаны 10 и 11 (электромагнитный клапан, подключенный к токовому ключу, и гидроцилиндр воздействующий на перемещение клапанов не показаны). Перемещение клапанов 10 и 11 фиксируется датчиками 12 и 13 хода. При установившемся режиме работы двигателя как по частоте вращения, так и по параметрам рабочей жидкости гидросистемы импуль сы задания на открытие клапанов 10 и 11 от коммутатора 5 совпадают по вре мени с сигналами от датчиков 12 и 13 т.е. узлы 14 и 15 коррекции вырабатывают команды для включения бис-. табильных триггеров 6 и 7 с требуемым для данного режима опере}.чением. Если условия работы изменяются, напр мер, увеличится частота вращения ко853386

/1енчатого вала или снизится давление рабочей жидкости в гидросистеме, тогда клапаны 10 и 11 откроются с задержкой и сигналы от датчиков 12 и 13 5 хода поступят на узлы 1 и. 15 коррекции позже, чем импульсы за чния от коммутатора 5 на их открыт;. Узлы 1 и 15 коррекции учитавают полученную в текущем цикле задержку и

10 внесут поправку в следующем цикле на большее, опережение подачи команд. В результате фаза газораспределения увеличится. При увеличении давления и снижении частоты вращения колен15чатого вала в текущем цикле для следующего цикла вносится поправка на уменьшение опережения подачи команд открытия клапанов. Требуемые углы опережения устанавливаются узлом коррекции следующим образом. Мультиплексор 18 подключен к выходам дешифратора 4 и к выходам реверсивного счетчика 16, что позволяет из текущей информации дешифратора 4 о повороте коленчатого вала выделять углы, запрограммированные кодом числа, записанного в реверсивный счетчик 16. Взаимодействие стробируемого распределителя 17 с реверсивным счетчиком 1б происходит по двум каналам, соединяющим вычитающий -1 и суммирующий +1 входы распределителя о-измерителем 1 (фиг.2) Бистабильный триггер 19 переключает схему 20 опроса на работу вычитающего канала от импульсов задания коммутатора 5, а от сигнала датчика 12на работу суммирующего канала. При установившемся режиме работы двигателя и установившихся параметрах гидросистемы оба сигнала от датчика 12 и коммутатора 5 проходят в виде отрицательных импульсов одновременно на входы элементов 23 и 24 и далее проходят на синхронный вход счетного триггера 22, а также на его устанол вочный вход через дополнительный бистабильный триггер 25- Низкий потенциал на установочном входе счетного триггера 20 не позволяет триггеру переключаться от сигнала, поступившего на синхронный вход от элемента 23. Таким образом, счетный триггер 22 удерживает низкий потенциал на логическом элементе 2И 21, что запрещает передачу импульсов от измерителя 1 на входы реверсивного счетчика 16,и состояние счетчика остается неизменным. В конце рабочего цикла сигналом отметчика 2 триггер 25 переводится в единичное состояние.

Если произойдет задержка открытия клапана 1,0, то импульс задания от ко мутатора 5 опередит сигнал датчика 1 Импульс коммутатора установит бистабильный триггер 19 к схему 20 опроса на работу вычитающего канала. Этот импульс также пройдет через логичесг кий элемент 23 на синхронный вход счетного триггера 22, т.е. переключит его в единичное состояние и снимет запрет пропуску счетных импульсов через элемент 21. Импульсы от измерителя 1 уменьшают записанное числ в реверсивном счетчике 16 до поступления сигнала от датчика 12. Сигнал от датчика 12 через-логический элемент 2И-НЕ, поступая на синхронный вход триггера 22, возвращает его в нулевое состояние, что прекращает запись а счетчик 16 от измерителя 1 че рез элемент 21,

Если сигн от датчика 12 входа поступает на распределитель 17 раньше, чем импульс задания от коммутатора 5, то бистабильный триггер 19 переводит схему 20 опроса на суммирующий канал,, и, триггер 22 снимает запрет на пропуск импульсов от измерителя 1 через элемент 21. Записи в реверсивный счетчик 16 производитс до поступления импульса от коммутатора 5. Счетчик триггер 22 этим им- пульсом переключается и восстанавливает запрет на элементе 21, что прерывает запись в счетчик 16.

При подаче на вход формирователя 28 от датчика 12 хода клапана сигна лa трапецеидальной формы на выходе 3 триггера Шмитта снимается сигнал в виде прямоугольника. Элементами 35 и 36 по фронту входного импульса формируется на выходе 37 формирователя короткий управляющий импульс. Одновибрат.ор на базе элементов 40 и 1 и конденсатора k2 вырабатывает на выходе 3 управляющий импульс по спаду сигнала от датчика 12 хода клапана.

Управление многоцилиндровым дизелем может осуществляться по схеме, приведенной на фиг.6. Узлы 14 и 26 управляют бистабильным триггером 6 токового ключа 8, который включает кЬапан 10. Ход клапана 10 фиксируется датчиком 12, и с помощью формирователя 28 осуществляется обратная

связь управления работой клапана первого цилиндра. К выходам узлов 14 и 2б коррекции могут быть подключены, например, цифровые линии задержки, которые переключают бистабильный триггер 44 токового ключа 48 клапана

60второго Цилиндра. Если линии 52

и 53 задержки настроены для работы с двухцилиндровым двигателем, то они осуществляют сдвиг команд управления клапанами на поворота коленчатого вала. В случае обслуживания двигателя с тремя цилиндрами линии 52 и 53, 56 и 57 задержки команд настраиваются на срабатывание соответственно через 120 и поворота коленчатого вала. Третийцилиндр также должен быть оборудован триггером 46 и токовым .ключом 50 для управления клапаном 62. От узлов 15 и 27 коррекции через линии 54, 58 и 59 задержки управляются бистабильные триггеры 45 и 47 токовых ключей 4Э и 51 клапанов

61и 63.

Преимущества предлагаемой системы управления клапанами газораспределения с электрогидравлическим приводом по сравнению с системой управления клапанами газораспределения с электрогидравлическим приводом заключаются в обеспечении стабилизации характеристик перемещения клапанов газораспределения за счет компенсации временных задержек хода клапана при изменении режимов работы двигателя, что особенно важно для транспорт- . ных дизелей, эксплуатирующихся в широком диапазоне нагрузок и частот врщения коленчатого вала. При отсутствии узла коррекции в системе управления вероятностные отклонения фаз фазораспределения доходиди до 7-14 .поворота коленчатого вала (п.к.в), а предлагаемая система обеспечивает стабилизацию (до i1 п.к.в.) заданных фаз газораспределения, кроме того, обеспечивает качественное управление работой клапанов с электрогидравлическим приводом,.повышение показателей надежности механизма газораспределения, повышение экономичности работь двигателя.

Формула изобретения

1: Система управления клапанами газораспределения с электрогидравлическим приводом, содержащая измеритель положения зала, отметчик мёртвой точки, накопительный счетчик

ешифратор, коммутатор,- бистабильные триггеры и токовые клюми, причем змеритель и отметчик включены на входах накопительного счетчика, который через дешифратор и коммутатор соединен с биста6ильны 1и триггерами, связанными с токовыми Ключами, о т ичающаяс я д«м7-чтс -С; целью обе(;п&чеяй5Гстабилизации хавкfёpиcтик перемещения клапанов при изменении режимов работы двигателя, она снабжена датчиками хода клапанов и узлами коррекции, каждый из которых выполнен в виде стробируемого распределителя реверсивного сметг чика и мультиплексора, срединенных последовательно и включенных между коммутатором и бистабильными триггерами, причем выход дешифратора свя зан также с мультиплексорами, а к стробируемым распределителям подключены измеритель положения вала, отметчик мертвой точки и датчики хода клапанов. . .

вход - через логический элемент 2 И-НЕ, а установочный - через логический элемент 2 ЙШ и дополнительный бистабильный триггер, подключенный к отметчику..

А. Система по ппЛ-3 о т л и -. чающаяся тем, что она дополнительно содержит формирователи импульсов, установленные между датчикаг-м хода и узлами-коррекции.

Источники инфоймаии, - принятые во внимание при эксИертиэе

fUZ.i

n

ri I

fUZ.t

fuzS

«

«ч ч