Система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания

 

—.ятт

)1 ::ИЛя д о се и е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ 1656547

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 09.08.72 (21) 1819715/06 (23) Приоритет — (32) 10.08.71 (51) М. Кл. е

F 02 D 5/02

F 02 M 51/00 (33) США (31) 170566

Государствеииый комитет

СССР по делан иэооретеиий и открытий

Опубликовано 05.04.79. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 05. о Р У (53) УДК 621.43. .037.2 (088.8) Иностранец

Джунутула Н. Редди (Индия) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

«Бендикс Корпорейшн> (США) . (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ВПРЫСКА ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам впрыска топлива.

Известны системы впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащие размещенные на впускном трубопроводе электромагнитные форсунки, подключенные к насосу, и соединенное с обмотками форсунок электронное управляющее устройство, имеющее пусковое приспособление, связанное с валом двигателя, генератор импуль-. сов и соединенный с последним преобразователь датчика давления (11.

Известны также системы впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, в которых генератор импульсов соединен также с корректирующим устройством, снабженным несколькими генераторами тока различного напряжения (21.

Однако в таких системах корректирующее устройство обеспечивает подачу коррек-.. тирующего сигнала, изменяющегося только в зависимости от оборотов двигателя, и не имеющего изменения в зависимости от давления во впускном трубопроводе, что приводит к усложнению конструкции системы и не обеспечивает требуемое регулирование по2 дачи топлива в двигатель в зависимости от его нагрузки

Целью изобретения является упрощение конструкции системы и повышение точности дозирования подачи топлива.

Это достигается тем, что корректирующее устройство включено между генератором импульсов и преобразователем и снабжено выходным контуром, а генераторы тока соединены в каскад для последовательной работы и имеют входы для подключения к преобразователю для вырабатывания в заданном диапазоне давления нелинейно изменяющегося сигнала, а выходной контур подключен к выходам генераторов тока и вырабатывает импульс, суммирующий снг1% налы от. генераторов.тока. Предложенная система отличается от известных также тем, что каждый генератор тока снабжен входным транзистором, база которого подкл|очена к соединенному с преоб20 разователем входу, и источником тока с транзистором, база которого соединена с эмиттером входного транзистора, а эмиттер— с ограничительным устройством, снабженным делителем напряжения.

656547 4

Кроме того, предложенная система отличается от известных тем, что корректирую. щее устройство снаб3кено токоприемными блоками, ка>кдый из которых соединен через переключатель с собтветствуl0!цим генерат0130м тока для Осляол(.ни я импульса на выходе.

На фиг, 1 изображ:: па схемат !ч!.о предложенная система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания; на фиг.: 2— блочная схема электрмшого управля!ощего устройства; на фиг. 3 — электрическая схема части электронного управляющего устройства — корректиру!ощего устройства; на фиг. 4 — графики токов в различных точках схемы в зависимости от давления во впускном трубо1фоводе; на фиг. 5 — график импульса от корректирующего устройства в зависимости от давлен(!я во впускйом трубопроводе, Система впрыска топлива н дв2!гател( внутреннего сгорания 1 содержит элсктромагнитные форсунки 2, размещенные на впускном трубопроводе 3 вблизи впускных клапанов 4, и соединенное с обмотками (на чертежах не показаны) форсунок 2 электронное управляющее устройство 5, ко. входам которого подкл1очено пусковое приспособление 6, связанное с валом двигателя 1, преобразователь 7 датчика разрежения (I(a чертежах не показан),-датчик 8 температуры и датчики 9. Датчик разрежения с преобразователем 7 установлен на корпусе 10 дрос сельных заслонок 11.

Топлива из бака 12 подается насосом 13 по трубопроводу 14 к форсупкам 2, кото1эые могут открываться как одновременно, так и в различных сочетаниях группами или последовательно. Злектро1шое управляющее уст. ройство получает питание от аккумулятор. ной батареи 15 .(или системы аккумуляторных батарей), Электронное управляющее устройство 5 используется для подачи управляющих импульсов к двум группам форсунок 2 и снабжено пусковым приспособлением 6, имеющиМ (пред110чтительно) Кулачок с .одним выступом, приводимьш от коленчатого вала двигателя. Кулачок попеременно замыкаег и размыкает пару контактов Импульсы 6 и 17. подаются на вход триггера 18.пускового приспособления, чт(;2 предотвращает сра батывание последнего при вибрациях. Выходы 19 и 20 триггера 18 соединены с блоком

21, а также соответственно со входамн логических элементов И 22 и 23: На вход бло ка 21 н элементов И 22 и 23 подаются импульсы 24 и 25, Блок 21 служит для обеспечения подачи короткого управля!Ощего сиг- нала на вход генератора 26 импульсов, когда триггер 18 меняет свое состояние, и подачи выходного сигнала постоянного уровня в остальное время. Генератор 26 импульсов соединен с выходным блоком 27, в ход которого соединен со вторыми входами ло4 гических элементов И 22 и 23. Выход элемента И 22 соединен с усилителем 28, а выход элемента И 23 --- с усилителем 29. Усилители 28 и 29 со(пине ы с соответствующими группами обмоток форсунок 2, Ко входам генератора 26 импульсов подключены датчики 9, а преобразователь 7 датчика разреже!!Н11 подкл1очен ко входу генератора имlIQJIbcoB 26 чепез ко)3)3ектирующее ) cTpOHcTво 30. Преобразователь 7 выполнен преимущественно в Виде потенш!02!ет12а, Обеспечи. вающего изменение выходного сигнала Ч2 (или 8 ) от датчика давления, прямо про,порцио!!ального давлению во впускном трубопроводе.

При подаче импульса от одного из Ъыходов триггера 18 .на другом выходе им пульс отсутствует, то есть импульс подается только к одному из элементов И. Например, импульс 24 подается с выхода 19 к элементу И 22. Одновременно этот импульс 24 подается к блоку 21, который, при предпо. - ao>KCIIHH, что триггер !8 изменил свое состояние, вырабатывает короткий управляющий сигнал, подаваемый к генератору 26 импульсов. Последний с определенной задержкой вырабатывает управляющий импульс в за!зисимости OT режима и скорости х5 работы двигателя 1 и через выходной блок 27 подает его ко входам элементов И 22 и 23.

Так как от триггера 18 подается импульс 24 только к одному элементу И 22, то последзг ний подает импульс к усилител!о 28, кото,рый обеспечивает открытие форсунок 2, в то время как второй элемент И 23 не вырабатывает сигнал. После окончания подачи управляющего импульса от генератора 26 импульсов и блока 2? На вход элемента И 22, выходной импульс последнего убывает до нуд ля, обеспечивая тем самым закрытие форсунок соответствующей группы. В течение периода открытого состояния форсунок 2 топливо в отдозированном количестве впрыскиваегся под давлением в соответству!Ощие патрубки впускного трубопровода 3 двигателя ..

На фиг. 3 изображен предпочтительный. вариант выполнения электрической схемы части электронного управляющего устройства — корректирующего устройства 30, на вход 31 которого подается напряжение Ч3 от преобразователя 7 датчика разрежения, Корректирующее устройство имеет генераторы тока А, Б, В, Г и Д, показанные пунктирной линией, выходной! контур, показанный как сопротивление 32, и токоприемные блоки Е, Ж, К, Л и М, показанные пунктирной линией, при этом включен в работу только-блок К. В зависимости от требуемой формы выходного импульса относительно изменения давления включаются требуемые токоприемные блоки. Все генераторы тока выполнены по одной схеме {аналогичные элеMeHTbI обозначены одинаково), H TQKollpHPMные блоки также выполнены ПО Одннаковой

656547

5 с><(м<. (пойр(абио опигаflbl только гсffc,уатор тока В и т<>конрнемный блок К). Корректируиице< ус1ройстпо 30 имеет также генератор чоки 33, который обеспечивает сдви< у1>oBflH выход н<1го и м пульса (генеpHTo f> то . ка 33 не обязателен в схеме устройства 30), и выходной транзистор 34, загцип1а<оьций преобразователь 7 датчика разрежения от нагрузки в устройстве 30. Устройство 30 клеммой b+ подключено к положительному полюсу источника питания (это .может быть ба"арен 15 или другой отдельный источник) и через «массу». — к отрицательному полюсу источника.

Генератор тока В (так же, как и остальные генераторы тока А, Б, Г и Д) содер>кит входной транзистор 35В, база которого подключена ко входу 31, а эмнттер соединен с сопротивлением 36В нагрузки, источник тока, выполненный из транзисторов 37В и 38В и сопротивления 39В, транзистор 4ОВ обратной связи и ограничительное устройство— выполненное в виде делителя напряжения из сопротивлений 41В и 42В. База транзистора 38В соединена с точкой 43В, соединенной с эмиттером транзистора 35В, а эмиттер через е<зпротивление 39 — с эмиттером транзистора 38В, база которого соединена с общей точкой делителя напряжения. Точка 43В и соединена с эмиттером транзистора 4ОГ обратной связи генератора тока Г, а эмиттер транзистора 40В обратной связи генератора гока В соединен с точкой 43Б . генератора тока Б. Когда напряжение V<> на входе 31 меньше заданного .значения, определяемого зо транзистором 40Г обратной связи ;генератора тока Г, напряжение, появляющееся на базе транзистора 38-В, будет постоянного значения, определяемого транзистором 40Г об ратной связи. Напряжение в эмиттере транзистора 38В будет определяться напряжени- . ем-базы, увеличенным потенциалом нерехода эмиттер-база. Напряжение в базе тран зистора 37В задается делителем напряжения вз сопротивлений 41В и 42В, а на его эмиттере будет равно напряжению базы, умень- 4© щенному на потенциал эмиттер-база. Ток, протекающий через сопротивление 39В, будет равен разности потенциалов эмиттеров, деленному на величину его активного сопрбтивления. Поэтому через транзистор 38В проходит постоянный ток, который подается к выходному проводу 44В. Напряжение, образующееся на эмиттере транзистора 40В, определяется напряжением на базе транзистора 37В, уменьшенным падением напряжений на двух эмиттерных переходах и подводимым к точке 43Б.

Когда величина напряжений Vo на входе 31 достигнет заданной величины, обеспечивающей преодоление напряжений различ"ных эмиттерных переходов, напряжение в точке 43В начинает подниматься соответственно с напряжением V . Это увеличение напряжения вызовет. чменьшение перепада б напряжения на сопротивлении 398. в связи с чем умл ыпается количество тока, протекающего черсз сопротивление 39В. Так как напряжение»а эмиттере транзистора 37В является постоянной величиной, т<-. уменьшение напряжении на змиттере транзистора 38В оказывает влияние на величину генерирования тока. Напряжение на эмиттере транзистора 38В вызывает повышение напряжения на его базе до тех пор, пока напряжение на эмиттере транзистора 38В не уравняется с напряжением на эмиттере транзистора 37В, после чего транзистор 38В станет непроводящим.

Как видно из схемы на фиг. 3, генератор тока А не имеет транзистора обратной связи, а генератор тока Д имеет сопротивление 45Д, соединяющее точку 43Д с положительной клеммой Ь+ источника питания. Это обеспечивает включение в работу генерато. ра тока А при Vo равном О, а подвод напря. жения Ь+ к точке 43Д исключает необхо. димость обратной связи так, что генераторы тока А и Д имеют одну критическую точку, соответствующую в первом — окончанию работы, а во втором — началу работы, в то время как генераторы Б, В и Г имеют две критические точки, соответствующие началу и окончанию их работы в выбранном дианазоне V<>, в связи с чем обеспечивается их последовательное включение.

Каждый генератор тока А, Б, В, Г и Д обеспечивает ток в соответствующем выходном проводе 44 (А, Б, В, Г и Д). Последние соединены через провод 46 с выходным сопротивлением 32 и выходом 47 корректирующего устройства 30. Ток, подаваемый от генераторов тока А, Б, В, Г и Д, рассеивается в сопротивлении 32, и напряжение, появ ляющееся на выходе 47, по отношению к

«массе» представляет нелинеаризированный выходной импульс, как функцию от давления воздуха so впускном трубопроводе.

Выходной провод 44В генератора тока В соединен с токопрнемным блоком 5 прн положении переключателя 48К как показано на фиг. 3. Ток, подаваемый от генератора тока В, протекает в цепи базы транзистора

49К и к базе транзистора 50К через сопро.-. тивление 51К. Коллектор транзистора 50К соединен с клеммой Ь+ через сопротивление 52К. Коллекто1 транзистора 49К соеди-. нен с проводом 46, а его змиттер через со противление 53К соединен с «массой». В зависимости от. величины тока, получаемого от генератора тока В, и от величины сопротивления 53К определяется величина то ка, текущего от провода 46 на «массу». Этот ток уменьшает величину тока, протекающего через провод 46 и сопротивление 32 так,. что импульс, появляющийся на выходе 47, снижается. Как только величина тока, идущего от генератора тока В. начнет уменьшаться, как описано выше, при том же количестве тока, отбираемом через блок К, 656547

7 го одновременнo начнет уменьшаться величина импульса на выходе 47.

В случае, когда импульс на выходе 47 должен иметь минимальную величину, которая может быть как постоянной, так и не постоянной в определенном диапазоне давления во впускном трубопроводе 3, генератор тока 33 подает к сопротивлению 32 заданной величины ток через транзистор 54 и сопротивление 55. Транзистор 54 регулируется управляющим транзистором 56, который удерживается в режиме проводимости сопротивлениями 57, 58 и 59.

HB .фиг. 4 показаны графики токов в различных точках схемы корректируюшего устройства в зависимости от давления во впускном трубопроводе. При этом по оси абсцисс — давление P во впускном трубопроводе в мм рт. ст., а по оси ординат— величины токов I, идущих от генераторов тока А, Б, В, Г и Д, при этом кривая 60— ток от генератора тока А, кривая 61 — генератора тока В, кривая 62 — генератора тока В, 63 — генератора тока Г и кривая 64 — генератора тока Д. Действия токоприемных блоков Е, Ж, К, Л и М на графиках на фиг. 4 не отображены. Однако влияние этих токоприемных блоков графически изображено кривой, представляющей. отрицательный ток, имеющий постоянные или изменяющиеся участки, аналогичные по протяженности участкам кривых соответствующего генератора тока. Этот отрицательный ток может быть больше или меньше величины тока, поступающего от соответствуюшего генератора тока при любом заданном напряжении Vo на входе 31 или давлении во впускном трубопроводе 3. Как видно из графиков на фиг. 4, поступающий от генераторов А, Б, В, Г и Д ток имеет изменяющуюся величину только в заданном диапазоне изменения давления во впускном трубопроводе 3. Так, для генератора тока В идущий от негб ток изменяется от максимальной величины до минимальной прй уменьшении давления во впускном трубопроводе с

550 мм рт;ст. до 450 мм рт.ст. Изменение токов в генераторах тока может быть выбрано как с перекрытием диапазонов, так и без перекрытия.

° Изображенный на фиг. 5 график импульса от корректирующего устройства в зависимости от давления во впускном трубопроводе 3 показан криво" 65. По оси абсцисс— давление Р во впускном трубопроводе,,по оси ординат — ток 1 или напряжение У в выходном контуре, то есть импульс, получаемый при помощи сопротивления 32. Кривая 65 имеет четыре выступа и представляет аналог требуемого количества топлива для двигателя в зависимости от давления во впускном трубопроводе. Кривые 60 — 64 (фиг. 41 рассчитаны .так, чтобы обеспечить при суммировании иЪменяюгцвхся участков таков пблучение кривой Я, которая являет8

cs» наиболее близко приближенной к эмпирически выведенной кривой заданной подачи топлива в двигатель в зависимости от давления во впускном трубопроводе 3.

Кривая 65 имеет относительно плавные г1ереходы между различными рабочими участками и обеспечивает однородность изменений участков, а транзисторы 40 (А, Б, В, Г и Д) обратной связи устанавливают конец изменения одного участка при значении начала другого участка. Это также обеспечивается подбираемой величиной сопротивлений. Однако изменением обратной связи можно обеспечить получение на кривой 65 различных отрицательных и положительных пиков.

Таким образом, в предложенной системе впрыска подбором подключения генераторов тока к различным токоприемным блскам и к выходному контуру, а также варьированием количества генераторов тока и токоприемных блоков достигается получение. любого вида импульса на выходе корректи- . руюшего устройства в зависимости от давления во впускном трубопроводе, что позволяет упростить конструкцию системы и повысить точность дозирования подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания.

Формула изобретения

1. Система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержашая размещенные на впускном трубопроводе электромагнитные форсунки, подключенные к насосу, и соединенное с обмотками форсунок электронное управляющее устройство, имеющее пусковое приспособление, связанное с валом двигателя, генератор импульсов, соединенный с последним преобразователь датчика давления и корректирующее устройство, снабженное несколькими генераторами тока различного напряжения, отличающаяся тем, что. с целью упрощения конструкции и повышения точности дозирования подачи топлива, корректирующее устройство включено между генератором импульсов и преобразователем и снабжено выходным контуром, а генераторы тока соединены в каскад для последовательной работы и имеют входы для подключения к преобразователю для вырабатывания в заданном диапазоне давления нелинейно изменяюгцегося сигнала, а выходной контур подключен к выходам генераторов тока и вырабатывает импульс, суммирующий сигналы от генераторов тока

2. Система по п. 1, отличающаяся тем. .что каждый генератор тока снабжен входным транзистором, база которого подключена к соединенному с преобразователем входу, и источником тока с транзистором, база которого соединена с эмиттером входного транзистора, а .эмиттеу - — с ограничительным

656547

t) устройством, снабженным делителем напряж(ния.

3. Система по п. 1, отличи>ощаясл тем, что корректиру!ощее устройство снабжено токоприемными блоками, каждый из которых соединен через переключатель с соответствующим генератором тока для ослабления импульса на выходе.

1О

Источ(!Ики информации, пр!!няты(. по внимание при экспертизе!. Патент Франции № 2046!89, кл. F 02 М 51/00, 05.03.71.

2. Патент Франции № 2030872, кл. F 02 D 5/00, !970. и

L L

Р чо во ж еа юга ага

Фак4

Составитель А. Синай

Редактор М. Васильева Техред О. Луговая Корректор П. Макареви

Заказ 159655 Тираж 627 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

I I 3035, Москва, Ж-35, Рву шская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4