Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет сократить длительность переходных процессов путем повышения точности дозирования дополнительного воздуха. Датчик скорости движения рычага управления топливного насоса двигателя снабжен магнитом 9, установленным на рычаге управления, и катушкой 11 индуктивности . Датчик частоты вращения ротора турбокомпрессора 2 снабжен магнитом 10, установленным на роторе, и а с ,р1 ГЗ 77

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оторе, и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 42 74 14 i /25-06 ,,(22) 02.07.87 (46) 28. 02. 89. Бюп. № 8 (7i) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) Ю.Н.Колыбин и A.Н.Борисенко (53) 621.43.-55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1268771, кл. F 02 0 23/02, 1986. (19)ЯО(и) . (50 4 Р 02 0 23/02 Е 02 В 37 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПОДАЧИ ВОЗДУХА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕН вЂ, НЕГО СГОРАНИЧ (57) Изобретение позволяет сократить длительность переходных процессов путем повышения точности доэирования дополнительного воздуха. Датчик скорости движения рычага управления топливного насоса двигателя снабжен магнитом 9, установленным на рычаге управления, и катушкой 11 индуктивности. Датчик частоты вращения ротора турбокомпрессора 2 снабжен магни1462010 катушкой 12 индуктивности. Первый вход дифференциального усилителя (У, 15 блока управления связан с катушкой 11, второй вход — с катушкой 12, а выход — с обмоткой электромагнитного запорного органа 4 дозирования дополнительного воздуха в двигатель, Неинвертирующий вход У 15 через последовательно соединенные резистор 14 и диод 13 связан с катушкой 11, инвертирующий вход У 15 через последовательно соединенные резистор 19 и диод 18 связаны с катушкой 12. Диод

17 и конденсатор 16 У 15 параллельно соединены между собой, одним выИзобретение относится к двигателестроению, в частности к системам автоматического регулирования воздухоснабжения дизелей.

Целью изобретения является сокращение длительности переходных процессов путем повышения точности дозирования дополнительного воздуха.

На чертеже приведена функциональ- 10 ная схема устройства.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 1 снабжен турбокомпрессором 2, который через трубопровод 3, запорный орган 4, ресивер 5 с предо- 15 хванительным клапаном 6 соединен с источником 7 сжатого воздуха. На злцатчике 8 (рычаге управления тонл у>ного насоса) установлен магнит

9, на роторе турбокомпрессора ? магнит 10, которые соответственно связаны с первой катушкой 11 индуктивности и второй катушкой 12 индуктивности. Первые зажимы катушек 11, 12 соединены с общей шиной электропитания схемы, Второй зажим первой катушки 11 индуктивности через диод

13 и резистор 14, соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 15, выход которого соединен 30 с первой обкладкой конденсатора 16, катодом диода 17 и первым зажимом обмотки запорного органа 4, Второй зажим обмотки запорного органа 4 соединен с общей шиной электропитания 35 схемы, Второй зажим второй катушки водом подключены к инвертирующему входу У 15, а другим — к выходу У 15 °

Кол-во подаваемого сжатого воздуха в цилиндры дизеля зависит как от величины перепада нагрузки, так и от массы воздуха, подаваемого турбокомпрессором в цилиндры во время переход. ных процессов, что приводит к оптимальному смесеобразованию в цилиндрах при переходных режимах, т.е, повышенным значениям КПД, мощности, а следовательно, к более эффективному приему нагрузки и сокращению длительности переходного процесса ил, 12 индуктивности через диод 18 и резистор 19 соединен с инвертирующнм входом усилителя 15, второй обкладкой конденсатора 16 и анодом диода 17.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме двигателя, когда положение задатчика 8 режима * работы не меняется, взаимное положение магнита 9 и первой катушки 11 неизменно и напряжение на. зажимах последней равно нулю, Поэтому сигнал на неинвертирующем входе усилителя

15 отсутствует. На второй же, инвертирующий вход усилителя 15 при рабо— тающем двигателе всегда поступают положительные импульсы, частота и амплитуда которых пропорвиональны час-. тоте вращения турбокомпрессора. Объясняется это тем, что-при работе ДВС турбокомпрессор вращается и магнит

10 проходит вблизи второй катушки

12, возбуждая в ней ЗДС, Следовательно„ на инвертирующем входе усилителя .15 потенциал более высокий, чем на неинвертирующем, Однако выходное напряжение усилителя 15 не отрицатель-. ное, а нулевое благодаря наличию открытого диода 17. В соответствии с этим при работе двигателя на установившемся режиме напряжение на обмотке запорного органа 4 равно нулю, запорный орган закрыт и дополнительный воздух в ДВС не поступает, 1462010

При резком увеличении подачи топлива, имеющем место при набросе нагрузки на двигатель, магнит 9, связанный с задатчиком 8 режима ра5 боты, проходит вблизи первой катушки 11. На зажимах последней при этом

I появляется напряжение, пропорциональное количеству витков, охваченных магнитным потоком, и скорости изме- 10 йения этого потока. Это напряжение через диод 13 поступает на неинвертирующий вход усилителя. В связи с этим, а также благодаря наличию конденсатора 16 в цепи обратной связи 15 усилителя 15, напряжение на выходе последнего пропорционально одиночному перемещению рычага управления (задатчика 8 режима) и, следовательно, величине приращения нагрузки (при ус- 20 ловии отсутствия сигнала на инверти— рующем входе усилителя 15). Таким образом, при набросе нагрузки на двигатель конденсатор 16 "запоминает" напряжение, пропорциональное величине одиночного перемещения рычага управления топливоподачей (при отсутствии сигнала на инвертирующем входе усилителя).

На инвертирующий вход усилителя

15 поступает, как и в других режимах работы ДВС, периодический сигнал, частота и амплитуда которого пропорциональны частоте ротора турбоком-. прессора 2. С помощью усилителя 15 происходит вычитание этого сигнала из сигнала катушки 11 и интегрирова-.. ние полученной разности. Поэтому в

:момент окончания перемещения задатчика 8 режима выходное напряжение уси лителя 15 пропорционально разности массы топлива и воздуха, подаваемого турбокомпрессором. С приходом следующего после указанного момента импуль- 45 са с катушки 12 выходное напряжение усилителя 15 уменьшается до некоторого уровня, на котором сохраняется до появления следующего импульса на инвертирующем входе усилителя. Дальнейшее поступление импульсов на указанный вход приводит к продолжающемуся снижению выходного напряжения усилителя 15. Таким образом, на выходе этого усилителя действует ступенчато убывающее напряжение, причем каждой частоте вращения турбокомпрессора соответствует определенная скорость убывания этого напряжения. Эта скорость определяется как параметра ми импульсов напряжения на катушке

1?, так и постоянной времени инте— грирующего усилителя 15. Максимальное же значение этого ступенчато убывающего напряжения имеет место в момент окончания .перемещения задатчика 8 и пропорционально разности массы топ— лива и воздуха, поступающего от тур— бокомпрессора. Поскольку запорный орган 4 выполнен в виде электродинамического пневмоклапана, то подача ,дополнительного воздуха из источника

7 определяется величиной напряжения между зажимами его обмотки. В связи с этим максимальная подача дополнительного воздуха в цилиндры имеет место при максимальном выходном напряжении усилителя 15, т,е. после установления задатчика 8 в положение максимальной топливоподачи при набросе нагрузки. Это означает, что максимальная подача дополнительного сжатого воздуха обеспечивается в первый момент после наброса нагрузки и соответствует разности величины подачи топлива и величины подачи воздуха, нагнетаемого ту;-бокомпрессором 2, Отметим, что с уменьшением приращения топливоподачи (т.е. с уменьшением величины набрасываемой нагрузки) экстремум массы подаваемого дополнительного воздуха снижается благодаря уменьшению степени открытия запорного органа 4 . По мере раскрутки турбокомпрессора вследствие возросшей (из — за увеличения подачи топлива) температуры и количества газов перед турбиной выходной сигнал усилителя

15 ступенчато убывает со скоростью, пропорциональной частоте вращения турбокомпрессора 2.

Момент обнуления выходного напряжения усилителя 15 и, следовательно, продолжительность подачи воздуха зависят от скорости убывания этого напряжения по частоте вращения ротора турбокомпрессора.

Из вышеизложенного следует, что количество подаваемого сжатого воздуха в цилиндры дизеля в предлагаемом устройстве зависит как от величины перепада нагрузки (при набросе), так и от массы воздуха, подаваемого турбокомпрессором в цилиндры дизеля во время переходных процессов (в отличие от известного устройства, где

1462010 формула изобретения

Составитель В.Никаноров

Редактор M.Öèòêèíà Техред A.Êðàâ÷ó Корректор C,×åðíè

Ю

Заказ б54/32 Тираж 482 Подписное

ЦИИЯПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035„ Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 количество подаваемого сжатого воздуха не зависит от указанных факторов и одинаково во время переходного процесса), что приводит к оптимальному смесеобразованию в цилиндрах двигателя при переходных режимах, т.е. повышенным значением КПД, мощности (по сравнению с прототипом), а следовательно, к более эффективному приему нагрузки и уменьшению длительности переходного процесса. Так как величина расхода топлива в единицу времени благодаря качественному смесеобразованию в предлагаемом устройстве не больше, чем в известном устройстве„ а длительность переходного процесса меньше, то имеет место повышение топливной экономичности.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение топливной экономичности двигателя по сравнению с известным устройством.

Устройство для регулирования подачи дополнительного воздуха в двига;. тель внутреннего сгорания, содержащее датчик скорости движения рычага управления топливного насоса двигателя, снабженный первым магнитом, установленным на рычаге управления, и первой катушкой индуктивности, датчик частоты врашения ротора турбокомпрессора, снабженный вторым магнитом, установленным на роторе турбокомпрессора, и второй катушкой индуктивности, и блок управления с усилителем, первый вход которого связан с первой катушкой индуктивности, второй .вход — с второй катушкой ин10 дуктивности, а выход — с обмоткой электромагнитного запорного органа дозирования дополнительного воздуха вдвигатель, отличающееся тем, что, с целью сокращения длитель15 ности переходных процессов путем повышения точности дозирования дополнительного воздуха, усилитель блока управления выполнен дифференциальным с инвертирующим и неинвертирующим вхо20 дами и снабжен тремя диодами, двумя резисторами и конденсатором, причем неинвертирующий вход усилителя через последовательно соединенные один из резисторов и один из диодов связан

2Б с первой катушкой индуктчвности, инвертирующий вход усилителя через последовательно соединенные другой резистор и другой диод связан с второй катушкой индуктивности, а третий

30 диод и конденсатор параллельно соединены между собой, одним выводом подключены к инвертирующему входу усилителя, а другим — к выходу усилителя.