Система автоматического регулирования угла опережения впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания

 

Союз Советскик

Соцналистическиз

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ВТИЛЬСТВУ р>775363 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 15 ° 12 ° 78 (21) 2697436/25 06 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Опубликовано 3010.80 Бюллетень N9 40

Дата опубликования описания 03. 11. 80

Р1)м. Кп.з

F 02 О 5/02

Государственный комитет

СССР

Йо деявм нзобретеннй н открытнй (53) УДК 621.436.

° 038. 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Н. Попов и В. И. Кубанцев

Центральный научно-исследоват ".вский и конструкторский институт топливной аппаратуры автотракторных и стационарных двигателей (71) Заявитель (54)СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области двигателестроения,преимущесавенно к системам регулирования топливоподающей аппаратуры.

Известны системы автоматического 5 регулирования угла опережения впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащие акселерометр, блок управления, сервомотор, насос высокого давления и форсунки двигателя,при-10 чем акселерометр связан с валом двигателя и включен на один из входов блока управления, соединенного выходом с сервомотором, а насос содержит топлнвоподающий элемент, регулятор 15 частоты вращения и плунжерный аккумулятор (1) °

В известных системах подпружиненная масса акселерометра при ускорении, перемещаясь в направлении против вра-20 щения, замыкает один контакт, а при замедлении, перемещаясь в направлении вращения, замыкает другой контакт.

Поиск оптимального угла опережения впрыска осуществляется на основе ана-.25 лиза знака ускорения. На переходных режимах(разгон, торможение и др.)чувствительный элемент(подпружиненная масса) занимает одно иэ крайних положений и выдает сигнал одного энака,не- 30

2 зависимо от поисковых движений вибратора. Таким образом, на переходных режимах известные систеМы не обеспечивают направленного поиска оптимального угла опережения впрыска(поиск прекращается). Известно также, что в системах экстремального регулирования инерционных объектов-транспортных средств использование указанного за кона приводит к увеличению времени поиска оптимального значения регулируемого параметра и к больщой амплитуде автоколебаний исполнительного механизма, понижающих показатели двигателя.

Таким образом, известные систевы не обеспечйвают достаточной точности и быстродействия регулирования угла опережения.

Целью изобретения является по вьвиение. точности и быстродействия регулирования угла опережения впрыска топлива.

Указанная цель достигается тем,что система дополнительно содержит дифференциатор и формирующий распределитель, причем, дифференциатор включеН между другим входоМ блока управления и акселерометром, а формирующий распределитель своими тремя входами

775363 связан с выходами сервомотора, регу лятора плунжерного аккумулятора, а выходами — с форсунками.

Блок управления содержит источник опорного напряжения, сумматор и преобразователь выходного сигнала во временной интервал, которые соедине.ны последовательно, причем оба входа блока управления размещены в сумматоре, а выход — в преобразователе.

На чертеже приведена схема системы °

Система автоматического регулирования угла опережения впрыска топлива содержит последовательно соединенные акселерометр 1, связанный с коленчатым валом двигателя 2, блок 3 управления включающий сумматор 4, источник 5 опорного напряжения и преобразователь 6 входного сигнала во временный интервал, сервомотор 7, а также топливный насос 8 высокого давления, включающий топливоподающий насос, плунжерный аккумулятор 10 и регулятор 11 частоты вращения, соединенный.с коленчатым валом 12 двигателя, снабженного форсункой 13.Система снабжена дифференциатором 14, вход которого соединен с выходом акселерометра 1, а выход — с сумматором 4 блока 3 управления 1 кроме того, система содержит формирующий. распределитель 15, один вход которого соединен с сервомотором 7, второй — с регулятором 11 частоты вращения, а третий — с выходом плунжерного аккумулятора 10; выход формирующего распределителя 15 соединен с форсункой 13.Насос 9 с плунжерным аккумулятором 10, связанный с коленчатым валом 12 двигателя, последовательно соединенный с третьим входом формирующего распределителя 15 и форсункой 13,образуют контур топливопо.дачи. Насос 9, последовательно соединенный с регулятором 11 частоты вращения, вторым входом формирующего распределителя 15 образуют основной контур регулирования подачи топлива по величине и. по углу опережения впрыска топлива °

Акселерометр 1, связанный с колен. чатым валом 12 двигателя и последовательно соединенный с дифференциатором 14, блоком управления 3, сервомотором 7, первым входом формирующе го распределителя 15 и форсункой 13 образуют контур оптимизации угла опережения впрыска топлива. Выход акселерометра 1 также соединен со вторым входом блока управления 3.

Сумматор 4, один вход которого соединен с акселерометром 1, второй — с выходом дифференциатора 14, третий— с.источником опорного напряжения 5, соединен с„ преобразователем б выходного сигнала во временной интервал, выход которого соединен с входом сервомотора 7 (интегратора).

13 двигателя.

Акселерометр 1 сигнал углового ускорения одновременно подает на сумматор 4 и дифференциатор 14, где он дифференцируется в рабочем диапазоне частот. На сумматор 4 также поступа.Насос 9 обеспечивает дозиронанне и нагнетание топлива в плунжерный аккумулятор 10.

Плунжерный аккумулятор 10 аккумулирует цикловую подачу топлива и при открывании отверстий формирующего распределителя 15 выталкивает ее через форсунку 13 в камеру сгорания двигателя.

Регулятор частоты вращения 11 ав 0 томатически стабилизирует заданную частоту вращения коленчатого вала 12 двигателя.

Акселерометр 1 беинерционного типа измеряет величину и знак углового ускорения вращения коленчатого вала. двигателя.

Дифференциатор 14 дифференцирует угловое ускорение коленчатого вала двигателя.

Блок 3 управления — устройство, позволяющее с помощью сумматора 4 суммировать и усиливать входящие в него сигналы, а с помощью преобразователя 6 преобразовывать сигнал в импульс постоянной амплитуды, длитель 5 ность которого пропорциональна величине амплитуды входного сигнала.

Источник 5 опорного напряжения подает в сумматор 4 постоянный сигнал, с которым сравниваются другие сигналы, поступающие в него. С помощью источника 5 опорного напряжения можно подстраивать блок 3 управления.

Сервомотор (интегратор) 7 интегрирует и усиливает выходящий сигнал из блока управления 3. Формирующий распределитель 13 — устройство, позволяющее совместно с плунжерным ак-кумулятором 10 формировать закон цикловой подачи и угол опережения впрыска топлива, а также распределять топливо по форсункам 13 двигателя.

Форсунка 13 — обычная гидромеханическая с пружинным эапиранием иглы распылителя.

Система работает следующим обра45 зом.

Топливо из бака засасывается под» качивающим насосом и подводится к насосу 9. Насос 9 отмеряет цикловую подачу топлива, величина которой устанавливается регулятором 11 частоты вращения в соответствии с режимом работы двигателя, и нагнетает ее в.: плунжерный аккумулятор 10 под высоким давлением. Далее цикловая подача топлива подводится к формирующему распре делителю 15, который в соответствии с .выходным сигналом регулятора 11 фор..:ирует закон впрыска, устанавливает угол опережения впрыска и распределяет цикловые подачи по форсункам

775363 ет сигнал от источника опорного сигнала 5. Выходной сигнал с сумматора

4 подается на вход преобразователя

6, который формирует прямоугольный импульс постоянной амплитуды длительностью, пропорциональной величине выходного сигнала сумматора 4,но не превышающего некоторого постоянного значения t „ .Этот сигнал подается на вход сервомотора (интегратора)7, где он интегрируется, усиливается и подается на вход формирующего распределителя 15. Интегрирование прямоугольных импульсов, например положительных, осуществляется в течение времени t,, когда угол опережения впрыска возрастает. По истечении времени t полярность выходного сигнала преобразователя 6 меняется на противоположную,и сервомотор 7 начинает интегрировать отрицательные импульсы в течение времени, когда угол опережения уменьшается. 3а время t -t угол опережения впрыска изменяется на величину, пропорциональйую разности t, -t . Таким образом, за время.b,t=t„ -с угол опережения впрыска изменится на величину Ej& =

Kht, где К вЂ” скорость изменения угла опережения впрыска формирующим распределителем. За. несколько циклов колебаний блок 3 управления устанавливает оптимальный угол опережения впрыска, оценивая свое действие на двигатель по изменению его мощности (производной углового ускорения) по замкнутой системе через обратную связь (акселерометр 1 дифференциатор 14 и т.д.) .

При достижении оптимального значения устанавливаются симметричные колебания угла опережения впрыска относительно оптимального значения.

При изменении скоростного или нагруэочного режима двигателя регулятор

11 обеспечивает основную установку угла опережения впрыска топлива. Для нахождения оптимального значения угла опережения впрыска топлива (для каждой. основной установки)блок 3 управления посылает поисковые сигналы через сервомотор 7 на формирующий распределитель 1 . Так контур оптимизации параллельно с основным контуром оптимизирует угол опережения впрыска для каждого режима работы двигателя.

15

Формула изобретения распределитель, причем дифференциатор включен между другим входом бло35 ка управления и акселерометром,а формирующий распределитель своими тремя входами .связан с выходами сервомотора, регулятора и плунжерного аккумулятора, а выходамй — с форсунка,щ .ми.

2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я .тем, что блок управления содержит источник опорного напряжения, сумматор и преобразователь выходного сигнала во временной интервал, кото45 рые соединены носледовательно,причем оба входа блока управления размещены в сумматоре, а выход — в преобразователе.

Система позволяет повысить точность и быстродейс вне регулирования угла опережения впрыска в топливной аппаратуре, что удовлетвОряет требованиям современной эксплуатации транспортных дизелей.

Применение подобных систем на дизелях позволяет не только повысить мощностные и экономические показатели дизелей, но и значительно повысить их технический уровень, существенно расширить их функциональные воэможности в области оптимизации всех основных параметров процесса топливоподачи.

1. Система автоматического регулирования угла опережения впрыс <а топлива в двигатель вну-. реннего сгорания, содержащая акселерометр, блок управления, сервомотор, насос высокого давления и форсунки двигателя, причем акселерометр связан с валОм двигател и включен на один вход блска управления, соединенного выходом с сервомотором, а насос содержит топливоподающий элемент, регулятор частоты вращения и плунжерный аккумулятор, отличающаяся тем,что, с целью повышения точности и быстродействия, она: дополнительно содержит дифференциатор и формирующий

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 9 1125230, F 02 0 5/00, опублик. 1962.

Составитель Н. Патрахальцев

Редактор Л. Гольдина Техред .С.Мигунова Корректор Н. Григорук

Заказ 768 4 Тираж бО Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4