Система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания

 

О П И С А H И Е ии 5863l3

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту 458139 (51) M. Кл F 02D 5/02

F 02М 51/00 (22) Заявлено 19.01.73 (21) 1876216/24-6 (23) Приоритет — (32) 20.01.72 (31) 219490 (33) США

Опубликовано 05.03.76. Бюллетень ¹ 9

Государственный комитет

Совета Министров СССР ро делам изобретений (53) УДК 621.43.037.2 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 24.05.76 (72) Авто

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателестроению.

По основному патенту 458139 известна система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащая размещенные на впускном трубопроводе электромагнитные форсунки с электронной схемой управления, имеющей пусковое приспособление, связанное с валом двигателя, блок сравнения, ко входу которого подключены преобразователь с датчиком разрежения и устройство управления по меньшей мере одним накопительным конденсатором, соединенным через переключатель с двумя источниками зарядного тока различного напряжения, и коммутирующее устройство, выход которого соединен с обмотками форсунок. Напряжение на конденсаторе при питании от первого источника возрастает линейно, но не свыше заданной величины, после которой остается постоянным, а при питании от второго источника — возрастает линейно и непрерывно. Подключение первого истсходит синхронно с передним фронтом имиочника к накопительному конденсатору пропульса от пускового приспособления, а отключение — синхронно с задним фронтом импульса. Подключение второго источника происходит синхронно с задним фронтом импульса от пускового приспособления, а отключение — синхронно с передним фронтом импульса.

Однако в период пуска и прогрева двигателя подача топлива должна регулироваться в зависимости от теплового состояния.

Целью изобретения является создание системы впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, которая обеспечивала бы повышение точности регулирования подачи в период пуска и прогрева двигателя.

Эта цель достигается тем, что второй источ10 ник тока снабжен регулятором изменения силы тока в зависимости от температуры и выходным транзистором, в цепи базы которого установлен регулятор изменения силы тока.

Цепь оазы этого транзистора через раздели15 тельные диоды соединена с общими точками двух делителей напряжения, один из которых выполнен из постоянных сопротивлений, а другой, образующий регулятор изменения силы тока, из постоянного и переменного, изме20 няющегося в зависимости от температуры двигателя, сопротивлений.

На фиг. 1 изображена схема предложенной системы впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания; на фиг. 2 — блок-схема

25 электронной схемы управления; на фиг. 3— электрическая схема части электронной схемы управления; на фиг. 4 — графики напряжений в различных элементах электронной схемы управления в зависимости от времени.

30 Система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания 1 содержит электромагнит506313 ные форсунки 2, размещенные на впускном трубопроводе 3 вблизи впускных клапанов 4, и электронную схему управления 5, ко входу которой подключены датчик разрежения 6 яо впускном трубопроводе 3, датчик температуры 7, датчик вращения 8 коленчатого вала двигателя, связанный с валом двигателя, и другие датчики 9. Датчик разрежения 6 установлен на корпусе 10 дроссельных заслонок 11.

Выход электронной управляющей схемы соединен с обмотками форсунок 2 (на чертеже не показаны).

Топливо из бака 12 подается насосом 13 по трубопроводу. 14 к форсункам 2, которые могут приводиться как одновременно, так и в различных сочетаниях группами или последовательно.

Электронная схема управления используется для подачи управляющих импульсов к двум группам форсунок от датчика 8, выполненного предпочтительно в виде кулачка с одним выступом, приводимого от коленчатого вала. Кулачок попеременно замыкает и размыкает пару контактов. Импульсы 15 и 16 подаются на вход триггера пускового устройства 17, что предотвращает срабатывание последнего при вибрациях. Выходы 18 и 19 пускового устройства соединены с блоком 20, а также сответственно с первыми входами логических элементов «И» 21 и 22. Ко входу блока 20 подключены также преобразователи датчиков б и 7 (остальные датчики на чертеже не показаны), Выход 23 блока 20 соединен со вторыми входами логических элементов «И» 21 и 22. Выход элемента 21 соединен

i cIl iHTe. e t 24, а выход элемента 22 — c усилителем 25. Усилители 24 и 25 соединены с соответствующими группами обмоток форсунок.

При подаче импульса от одного выхода пускового устройства на другом выходе импульс отсутствует, т. е. управляющий импульс подается к одному элементу «И». Например, импульс подается с выхода 18 к элементу 21.

Одновременно этот импульс подается к блоку

20, который в ответ вырабатывает управляющий импульс в зависимости от работы двигателя. Этот управляющий импульс подается к обоим элементам «И». Так как от устройства

17 подается импульс только к элементу 21, то последний подает импульс к усилителю 24, открывая форсунки, в то время как элемент

22 сигнал не вырабатывает. По окончании подачи управляющего импульса от блока 20 на вход элемента 21 выходной импульс последнего убывает до нуля, обеспечивая тем самым закрытие форсунок соответствующей группы. В течении периода открытого состояния форсунок топливо впрыскивается под давлением в соответствующие входные каналы цилиндров двигателя.

На фиг. 3 изображена предпочтительная электрическая схема блока 20. Последний содержит два источника зарядного тока, которые поочередно подключаются к двум накопительным конденсаторам 26 и 27.

Первый источник зарядного тока образован, выходным транзистором 28, база которого соединена с общей точкой делителя напряжения, состоящего из сопротивлений 29 и 30, а эмиттер — с сопротивлением 31. Сопротивления 30 и 31 подкл)ючены к положительному полюсу батареи В+, а сопротивления 29 — к отрицательному полюсу батареи, т. е. к «массе».

Второй источник зарядного тока образован выходным транзистором 32, база которого соединена через диод 33 с общей точкой делителя напряжения, состоящего из сопротивлений

34 и 35, а эмиттер — с сопротивлением 36.

Сопротивления 35 и 36 соединены с положительным полюсом батареи В+. Коллектор транзистора 28 соединен параллельно с коллекторами транзисторов 37 и 38. Аналогично коллектор транзистора 32 соединен параллельно сколлекторами транзисторов 39 и 40.

Базы транзисторов 37 и 40 подключены соответственно через сопротивления 41 и 42 к вы25 ходу 18 устройства 17, а базы транзисторов

38 и 39 соответственно через сопротивления

43 и 44 — к выходу 19 устройства 17. Эмиттеры транзисторов 37 и 39 соединены с конденсатором 26, а эмиттеры транзисторов 38 и

40 — с конденсатором 27. Транзисторы 37 — 40 и сопротивления 41 — 44 образуют переключатель для попеременного подключения конденсаторов 26 и 27 к двум источникам зарядного

65 тока. Переключатель обеспечивает подключение конденсатора 27 ко второму источнику зарядного тока, когда управляющий импульс подается с выхода 18, а на выходе 19 импульс отсутствует, в то время как конденсатор 26 подключен к первому источнику зарядного тока. При этом ток от первого источника зарядного тока подается на конденсатор 26 через транзистор 37, а от второго источника зарядного тока — на конденсатор 27 через транзистор 40. При подаче импульса от выхода 19 конденсатор 26 через транзистор 40 подключается ко второму источнику, а конденсатор

27 через транзистор 38 — к первому источнику.

Блок 20 содержит схему, имеющую четыре транзистора 45 — 48, делители напряжения, состоящие соответственно из сопротивлений

49, 50 и 51, 52 и устанавливающие уровень напряжения диоды 53 — 58, блок задержки 59 и дополнительные диоды 60 и 61. Изменение сигнала на выходах 18 и 19 вызывает в блоке

59 генерирование возвратного импульса. Блок

59 может быть выполнен, например, в виде ждущего мультивибратора или в виде другого устройства, вырабатывающего импульс на заданный период времени после поступления импульса от выходов 18 и 19. Наличие импульсов от выхода 18 и от выхода блока 59 вызывает в точке 62 повышение напряжения, и через диод 54 транзистор 48 становится проводящим. Соответственно, становится прово506313

Зд

65 дящим и транзистор 47, эмиттер которого соединен с конденсатором 26. С последнего ток поступит через транзисторы 47 и 48 на «массу». Уменьшение напряжения на конденсаторе 26 происходит до заданной величины. В течение этого периода времени ток от первого источника, поступающей через транзистор 37 на конденсатор 26, создает превышение напряжения на нем до заданной величины. По окончании подачи импульса от блока 59 напряжение в точке 62 уменьшается. В результате включения диода 54 и установленного на нем блока диодов напряжение на базе транзистора 48 становится недостаточным для того, чтобы последний мог стать проводящим.

Транзистор 47 переходит в непроводящее состояние, и разряд конденсатора 26 прекращается, обеспечивая тем самым его заряд от первого источника зарядного тока.

То же самое происходит в схеме при подаче импульса от выхода 19, так как она выполнена из двух идентичных половин, работа одной из которых была описана выше. Путем подбора величин сопротивлений и емкости конденсаторов, можно добиться, чтобы разрядка конденсаторов 26 и 27 происходила в очень короткое по сравнению с длительностью импульса выходов 18 и 19 время.

Блок управления 63 получает сигнал от датчика разрежения 6 через ввод 64. Одновременно к блоку 63 подключены конденсаторы 26 и 27 соответственно через диоды 65 и 66.

Блок 63 содержит транзисторы 67 — 69. Эмиттеры транзисторов 67 и 68 соединены между собой, и тот из этих транзисторов проводящий, к базе которого подается импульс большего напряжения. Когда величина напряжения импульса на базе транзистора превышает величину напряжения импульса на вводе 64, транзистор 67 становится проводящим, а транзистор 68 — непроводящим. При переходе последнего в непроводящее состояние транзистор 69 становится также непроводящим.

При открытом транзисторе 68 транзистор 69 также открывается, в результате чего на выходе 23 появляется управляющий импульс, снимаемый с общей точки делителя напряжения, образованного сопротивлениями 70 и 71.

При закрытии транзистора 69 управляющий импульс на выходе 23 отсутствует, так как сопротивление 71 соединено с «массой». Управляющий импульс от выхода 23 подается к логическим элементам 21 и 22 для обеспечения подачи сигнала на открытие форсунок 2.

Система BiipblCKB TOrtfIHBB (Ci>ii. фиг. 3) Hi4ieет регулятор изменения тока второго источника зарядного тока в зависимости от температуры двигателя.

Для этого в цепи базы транзистора 32 усгановлен регулятор изменения напряжения, образованный делителем напряжения, состоящим из постоянного сопротивления 72 и переменного сопротивления 73 датчика температуры 7 (в схеме переменное сопротивление показано в виде "гермистора, но может быт любого другого типа). Общая точка этого делителя напряжения соединена с базой транзистора 32 через диод 74 параллельно делителю напряжения, состоящего пз сопротпвлешш 34 и 35.

Транзистор 32 применен р — n — р типа и его эмиттер соединен с положительным полюсом

В+. Сопротивление 73 соединено с «массой» и имеет более высокую величину активного сопротивления при низких температурах. Следовательно, при уменьшении температуры сопротивление 73 обеспечивает появление напряжения на базе транзистора 32. Поскольку напряжение на эмиттере транзистора 32 не намного больше напряжения на его базе, ток в его эмиттерно — коллскторной цепи меняется в обратной зависимости от величины напряжения на базе транзистора 32.

Таким образом, когда уменьшается температура переменного сопротивления 73 и увеличивается напряжение на базе транзистора

32, ток в эмиттерно — коллскторной цепи транзистора, т. е. ток второго источника зарядного тока, уменьшается. И наоборот, с увеличением температуры сопротивления 73 и уменьшением напряжения в точке 75 ток второго источника увеличивается. Делитель напряжения, состоящий из сопротивлений 34 и 35, устанавливает минимальное напряжение па базе транзистора 32.

Графики (см, фиг. 4) показывают напряжения в функции от времени в различных элементах электронной схемы управления. Верхняя кривая 76 показывает напряжение на конденсаторе 26. Напряжение в начальной точке 77 является наименее низким (близким к напряжению «массы»). Это напряжение сохраняется в течение заданного периода времени при помощи блока задержки 59. Когда конденсатор 26 или 27 соединен с первым источником зарядного тока, напряжение на конденсаторе вначале растет (этот период обозначен на кривой 76 между точками 78 и 79), а затем B течение остального времени (между точками 79 и 80) остается постоянным. В это время импульс поступает от выхода 18 и обозначен кривой 81. По окончании поступленпя импульса с выхода 18 точно такой же импульс поступает с выхода 19 (он обозначен кривой 82), Поступление импульса с выхода

19 показывает, что напряжение на конденсаторе 27 изменяется так, как было описано для конденсатора 26. Одновременно с началом поступления импульса напряжение на конденсаторе 26 возрастает от величины в точке 80 до величины в точке 83 (конденсатор 26 подключен в это время ко второму источнику зарядного тока). При работе прогретого двигателя напряжение на конденсаторе изменяется, как это показано на графике кривой 76. При этом возрастание напряжения на конденсаторе должно в какой-то период времени превысить напряжение, поступающее от преобразо. вателя датчика 6.

506313

Напряжение на конденсаторе (кривая 84) остается таким же от точки 77 до точки 80.

Однако от точки 80 оно может повышаться по пяти линиям 85, 86, 87, 88 и 89. Эти напряжения соответствуют различным значениям температур двигателя и, следовательно, сопротивлению 73. Линия 89 соответствует напряжению при минимально допустимой температуре двигателя, а линия 85 — рабочей температуре двигателя. Это напряжение определяется делителем напряжения, состоящим из сопротивлений 34 и 35. Линии 86, 87 и 88 — напряжения при промежуточных температурах. Напряжение, подаваемое с преобразователя датчика температуры, показано линией 90. Кривые напряжений 91 показывают импульсы, подаваемые с выхода 23 блока 20, При этом импульс 92 соответствует импульсу, который подается при росте напряжения на конденсаторе по линии 85. При более низких температурах двигателя импульсы 93 — 96 подаются соответственно линиям 86 — 89. Импульсы напряжений 91 подаются к логическим элементам 21 и 22 и затем той же длительности вырабатываются одним из усилителей 24 или 25.

Таким образом, предложенная система впрыска топлива позволяет повысить точность

1О

25 регулирования подачи в период пуска и прогрева двигателя посредством регулирования силы тока, поступающего от второго источника зарядного тока к конденсатору, в зависимости от температуры двигателя.

Формула изобретения

1. Система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания по патенту 458139, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования подачи в период пуска и прогрева двигателя, второй источник тока снабжен регулятором изменения силы тока в зависимости от температуры двигателя.

2. Система по п, 1, отличающаяся тем, что второй источник тока снабжен выходным транзистором, в цепи базы которого установлен регулятор изменения силы тока.

3. Система по п. 2, отл и ч а ю щ а я с я тем, что цепь базы выходного транзистора второго источника тока через разделительные диоды соединена с общими точками двух делителей напряжения, один из которых выполнен из постоянных сопротивлений, а другой, образующий регулятор изменения силы тока, — .из постоянного и переменного, изменяющегося в зависимости от температуры двигателя, сопротивлений.

91

Корректор Е. Рожкова

Редактор Н. Вирко

Заказ 1375i4 Изд. № 261 Тираж 690 Г!одп ис и ое

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Л. Синай

Техред А. Камышникова

Вв

В9