Система управления подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ и>927129

Союз Советских

Свциалистических

Республик (6f) Дополнительный к патенту

Щ ЗаЯвлеио 11.11. 79 (2!) 28ч2380/25-06 (23) Нриоритет - Щ 13.11.78 (51) М. Кл.

F 02 И 51/00 фаудакатввняы6 комитет есее ае аалам нзебретенкк и открытнй (3!) 960513 (88) СНА

ОпУбликовано 07. 05. 82.Áþëëåòåíü № 17 (@) УЙК 621.43. . 038. 8 (088. 8) QaTa опубликования описания 09.05.82

Иностранец

Говард Эдгар Ван Сиклен младший (С1ЦА) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Дзе Бендикс Корпорейшн" (США). (T1) Заявитель (54) СИСТЕИА УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ТОПЛИВА

В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ!

Изобретение относится к системам подачи топлива с электронным управлением для двигателей внутреннего сгорания. . Известны системы управления падачвй топлива в двигатель внутреннегосгорания, содержааие соленоидный инжектор, триггер для выдачи импульсов, соответствующих рабочим циклам двигателя, и генератор, включенный между триггером и соленоидом инжектора (11.

В известных устройствах вырабатываются сигналы задержки и регулирую- 1а щего напряжения. Длительность сигнала подачи топлива находится в зависи" мости от регулирующего напряжения.

Цикл подачи топлива в таких системах изменяется во времени и не является функцией угла поворота коленчатого вала, что снижает быстродействие системы.

Цель изобретения - увеличение быстродействия системы. 25

Указанная цель достигается тем, что генератор имеет устройство ограничения продолжительности импульсов питания до времени, необходимого для поворота коленчатого вала на заданный угол в пределах по меньшей мере одного установленного диапазона скоростей вращения вала.

Генератор имеет первое устройство для генерирования первых сигнальных импульсов в ответ на импульсы триггера в пределах установленного диапазона скоростей вращения коленчатого вала, имеющих установленную продолжительность, выраженную в градусах угла поворота вала, второе устройство для генерирования вторых сигнальных импульсов в ответ на импульсы триггера в пределах установленного диапазона скоростей вращения коленчатого вала, имеющих продолжительность, выраженную в градусах угла поворота вала, изменяющуюся в зависимости от скорости вращения вала, и устройство выдачи импуль3 92712 сов напряжения на соленоид инжектора в ответ на импульсы триггера, включающее компаратор сравнения продолжительности первого и второго сигнальных импульсов и выдачи включаю% щего соленоид импульса с длительностью, равной длительности более короткого из сравниваемых импульсов.

Второе устройство имеет цепь настройки продолжительности импульсов и регулятор продолжительности для выдачи импульсов, имеющих установленную продолжительность, выраженную в градусах угла поворота коленчатого вала в пределах ряда диапазонов скоростей вращения вала с изменяемой рт диапазона к диапазону продолжительностью.

Первое устройство имеет тахометры генерирования наклонного сигнала, величина которого увеличивается с уве" личением скорости вращения вала, и мультивибратор, включенный с возможностью реагирования на каждый. импульс триггера для выдачи управляющих импульсов и имеющий устройство, чувствительное к наклонному сигналу, предназначенное для управления продолжительностью управляющих импульсов для обеспечения установленной опорной продолжительности, выраженной в градусах угла поворота .вала в установленном диапазоне скоростей его вращения, Триггер имеет устройство инициирования импульсов угла поворота вала, а система имеет таймерную управляющую цепь для автоматического. смещения момента инициирования относительно определенного положения вала в зависи40 мости от рабочих характеристик двиI BTeSlR .

В систему включена цепь ограничения максимума для предотвращения превышения коленчатым валом установлен45 ного предела скорости.

На фи г . t изображена блок- схема части системы; на фиг. 2 -. блок-схема части системы, включающая основные узлы импульсного генератора; на фиг. 3 " блок-схема согласования с различными точками двигателей; на фиг. 4 - блок-схема с блоком управления диапазоном скоростей; на фиг. 5блок-схема узлов блока управления диапазоном скоростей; на фиг. б — блоксхема части системы управления подачей топлива; на фиг. 7 - модификация системы на фиг. 1; на фиг. 8 - блок

9 4 схема генератора; на фиг. 9 - блоксхема, имеющая три диапазона скоростей; на фиг. 10 - график зависимости продолжительности импульса топливоскорость коленчатого вала в миллисекундах; на фиг. 11 - три диапазона скоростей; на фиг. 12 - то же, в градусах угла поворота коленчатого вала; на фиг. 13 - рабочие характерис" тики инжекторной системы; на фиг. 14схема блоков инжекторной системы; на фиг. 1 - то же, обеспечивающая дополнительные диапазоны скоростей; на фиг. 16 - то же, распределяющая сигналы к отдельным инжекторам, в зависимости от рабочих циклов цилиндров.

На фиг. 1 изображена блок-схема части системы, в которой присутствует ряд отличительных признаков изобретения. Выходной сигнал системы поступает на блок, который в свою очередь подает напряжение на соленоид инжектора топлива. До установленного предела скорости двигателя 1 длительI

1 ность указанного импульса равна времени поворота коленчатого вала на заданный угол. Триггер 2 механически связан с коленчатым валом или с кулачковым валом для обеспечения выдачи сигнала по каналу 3 на схему 4 формирования импульсов, выдающую сигналы по каналу 5 на основной генератор 6 импульсов. Генератор 6 импульсов выдает сигналы по каналу 7, связанные углом поворота коленчатого вала и не зависящие от скорости его вращения, и является первым устройством для генерирования первых сигнальных импульсов. Сигнал канала 7 подается на соленоид 8 инжектора или его пускатель (не показан) и таким образом открывает и закрывает подачу топлива. В двигателях, имеющих более чем один инжектор, устанавливается распределитель (не показан) для разводки сигналов канала 7 по соответствующим соленоидам. Функцией тригге" ра 2 является выдача опорного сигнала по каналу 3, сигнализирующего о проходе коленчатым валом определеннои точки, совпадающей с появлением импульсного сигнала в канале 7 от генератора 6, управляющего соленоидом инжектора. Таймерная управляющая цепь 9 позволяет регулировать (вручную или автоматически) смещение момента появ" ления сигнала канала 7 относительно момента прохождения верхней мертвой

5 92712 точки. Положение точки возбуждения этого сигнала автоматически регулируется в зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя.

На фиг. 2 изображена блок-схема, включающая основные узлы импульсного генератора 6, показанного на фиг. 1.

Для обеспечения генерации сигналов канала 7, имеющих продолжительность, совпадающую с временем поворота колензв чатого вала на заданный угол, временная цепь мультивибратора 10 йолучает с тахометра 11 по каналу 12 сигнал скорости вращения коленчатого вала. :

Сигнал подается во временную цепь мультиаибратора 1О для инициирования импульса, продолжительность которого равна времени поворота коленчатого вала на заданный угол, независимо от скорости двигателя. 20

На фиг. 3 показана блок-схема 13 согласования предлагаемого изобретения -с различными типами двигателей внутреннего сгорания, которое осуществляется с помощью схемы, позволяющей изменять продолжительность сигнала в канале 7 в зависимости от желаемого поворота коленчатого .вала (фиг. 12, подъем и спад кривой А).

Указанная схема 13 расположена между тахометром 11 и нультивибратором 10 связана с ним каналом 14 и позволяет устанавливать длительность импульса канала 7, выра енную в граpyrex угла поворота коленчатого вала для одного типа двигателей, например, 10О, а для другого - 12 . Необходимость этой схемы объясняется тем, тем, что различные двигатели имеют различные операционные характеристи- .4е ки.

На фиг. 4 изображена блок-схема, сообщающая устройству фиг. 1 дополнительные свойства, В частности, на фиг; 4 изображен блок управления диапазоном скоростей, который обеспечивает как воэможность управлять ско-. ростью двигателя вручную, так и возможность ограничить скорость двигателя с тем, чтобы она не могла превы50 сить заранее установленную величину (фиг. 12, сдвигание кривой Х влево или вправо). Из тахометра 11 выходят каналы 15 и 16.

На фиг. 5 изображена блок-схема узлов блока управления диапазоном скоростей, показанного на. фиг. 4.

Блок состоит из регулятора максимума скорости или компаратора 17, получа9 6 ющего сигнал по каналу 18 от цепи 19 ограничечия максимума и дроссельной заслонки, которой управляет оператор. Цепь 19 предназначена для регулирования импульсов максимальной подачи топлива и определяет продолжительность периода подачи топлива в градусах угла поворота коленчатого вала. Блок 20 управления диапазоном скоростей, содержащий компаратор 17 и цепь 19 выдает по каналу 21 сигнал ограничения максимальной скорости, который устанавливает максимально до-, стижимую скорость или пределы диапа" зонов скоростей, в которых возможно ручное регулирование оператором. Оператор, таким образом, может, изменяя положение дроссельной заслонки, менять скорость вращения коленчатого вала, однако не может превысить за" ранее установленную скорость, определяемую блоком 20.

На фиг. 6-9 изображены блок-схемы системы управления подачей топлива, которая выдает импульсы на соленоид 8 инжектора, длительность которых, определенная в градусах угла поворота коленчатого вала, различна в различных диапазонах скоростей. Отдельные узлы системы подррбно изображены на фиг. 14, 19 и 16, а характеристики двигателя под нагрузкой, оснащенного такой системой, на фиг. 11 и 13.

На фиг. 6 изображена блок-схема части вышеупомянутой системы управления подачей топлива, в которую включены дополнительный генератор 22. Сис" тема выдает сигналы по каналу 23 на распределитель 24, который обслужи1вает несколько инжекторов. В пределаМ до заранее установленной максимальной скорости длительность импульсов канала 23, выраженная в градусах угла по" ворота коленчатого вала, постоянна в пределах одного диапазона скоростей и отличается от диапазона к диапазо" ну °

Работа отдельных блоков системы, т.е. триггера 2, схемы 4 формирования импульсов, таймерной цепи 9 аналогична тому, как работают такие же цепи, изображенные на фиг. 1-5. Функциональная схема генератора 22 импульсов изображена на фиг. 7-9.

На фиг. 7 изображена блок-схема мо" дификации системы, изображенной на фиг. 1, в которую введены второй генератор 25 для генерирования вторых сигнальных импульсов и селективный

7 9271 компаратор 26 длительности импульсов, Селективный компаратор 26 сравнивает сигналы канала 7 от.первого генератора 6 импульсов и сигналы канала 27 от второго генератора 25 импульсов, выбирает наиболее короткие и управ- . ляет длительностью импульсов, подаваемых на соленоид инжектора, и, таким образом, количеством подаваемого в цилиндры топлива. о

В дальнейшем будем пользоваться термином "импульс топлива", который обозначает период времени, в течение которого инжектор подает топливо в цилиндр. 15

Импульс-топлива не должен превышать некоторой заранее установленной продолжительности, так же как ско1 рость вращения коленчатого вала не должна превышать заранее установленно-2в го предела. Для обеспечения этих условий вводится компаратор 26, сравнивающий продолжительность сигнала от генератора б импульсов, которые соответствуют максимальным величинам, д5 с сигналами от генератора 25 импульсов и выбирающий меньшую .величину.

Кампаратор 26 выдает сигнал по каналу 28. Продолжительность сигнала никогда не превосходит максимально допустимую продолжительность, определяемую сигналом канала 7 генератора 6.

Таким образом, компаратор 26 является устройством выдачи импульсов напряжения на соленоид инжектора.

На фиг.. 8 изображена блок-схема генератора 25, аналогичная изображенной на фиг, 3. Генератор 25 включает мультивибратор 29, получающий по каналу 30 таймерный сигнал, управляющий длительностью его сигналов на выходе 31. Если система работае т в ряде коростных режимов (например, 0"

00 об/мин, 300"500 об/мин, 500"

1000 об/мин), то каждому режиму соответствует своя продолжительность импульсов, выраженная в градусах угла. поворота коленчатого вала. Между мультивибратором 29 и тахометрической схемой 32 в таком случае включается цепь 33 настройки продолжитель" ности импульсов топлива и регулятор 34 продолжительности импульсов топлива. Элементы 10, 11, 29 и 32 образуют устройство ограничения про55 .должительности импульсов питания.

На фиг. 9 изображена- блок-схема, показывающая дальнейшую детализацию схемы на фиг. 8.

29 8

Схема на фиг. 9 имеет три диапазона скоростей и каждому из них соответствует своя установленная продолжительность импульса топлива. Имеется также суммирующая схема 35, на которую по каналу 36 поступают сигналы от тахометрической схемы 32 по каналу 37 от другой суммирующей схемы 38, а по каналу 39 - выходят, Когда сигнал канала 37 отсутствует, система работает в первом режиме скоростей.

При поступлении по каналу 40 сигнала скорости от второго блока 41 настройки диапазона скоростей на компаратор 42 последний подает сигнал по каналу 43 на суммирующий канал 39, который в свою очередь подает по схеме 38 сигнал на суммирующую схему 35. Суммирующая схема 35 переводит инжекторную систему во второй диапазон скоростей. Переход инжекторной системы в третий диапазон осуществляется при поступлении от блока 44 третьего диапазона скоростей сигнала по каналу 45. В этом случае компаратор 46 выдает сигнал по каналу 47 на суммирующую схему 38, которая и пере" водит инжекторную систему в третий диапазон скоростей. Суммирующие схе- мы 35 и 39 могут представлять собой суммирующие или разностные усилители, в зависимости от угла поворота коленчатого вала, выбранного для данного диапазона скоростей. В примере суммирующие схемы 35 и 39 представляют собой суммирующие усилители.

На фиг. 10 и 12 изображены графики зависимости продолжительности импульса топливо-cKopocTb коленчатого вала для системы, изображенной на фиг. 1 5.

Продолжительность импульса топлива на фиг. 10 взята в миллисекундах, а на фиг. 12 s градусах угла поворота коленчатого вала. На фиг. 10 по одной оси отложена скорость коленчатого вала двигателя в оборотах в минуту, а ло другой продолжительность импульса

1гоплива в миллисекундах. Длительность импульса топлива равна длительности импульса сигнала от генератора 6, изображенного на фиг. 1. Прямые L è

L q называются прямыми нагрузки. Для двигателя, которому соответствует прямая нагрузки L„, скорость определяется временем, в течение которого топливный инжектор находится под воздействием сигнала.

Таким образом, двигатель, которому соответствует прямая L „, будет

9 92712 иметь скорост ь, соот ветст вующую точке пересечения прямой L < и кривой А.

Двигатель, которому соответствует прямая нагрузки L, будет работать со скоростью, соответствующей точке пересечения прямой L с прямой Х, которая соответствует максимально достижимой скорости двигателя.

На фиг. 12 иллюстрируется работа двигателя при нагрузках 4 „и L» когда время импульса топлива соответствует установленному углу поворота коленчатого вала. При нагрузке, соответствующей прямой Ь„, коленчатый вал будет вращаться со скоростью, соответствующей точке пересечения прямой 4 и прямой A„, При переходе к

1 работе под нагрузкой соответствующеи прямой скорость KosleHHBTOIO вала определяется точкой пересечения прямой, и прямой Xi. При работе двигателя под нагрузкой соответствующей прямой Ь скорость определится точкой пересечения прямой ), и прямой

А„, Прямая А „ определяется блок-схемой 13 настройки максимума импульса топлива, показанной на фиг. 3. Прямая Х определяется цепью 19 максимальной скорости, показанной на фиг, 4 и 5. Другими словами, прямая

А представляет настройку цепи l3 максимума импульса топлива для конкретного двигателя, а прямая Х представляет максимально допустимую для него скорость.

На фиг. 11 и 13 изображены графики, показывающие зависимость продолжительности импульса топливо-скорость вращения коленчатого вала для инжекторной системы на фиг. 6-9 4

На фиг. 11 скорость вращения коленчатого вала отложена в оборотах в минуту, а импульс топлива е милли

1 секундах, на фиг. 13 скорость вращения отложена в оборотах в минуту, а импульс топлива - в градусах угла поворота коленчатого вала.

На фиг. 11 показаны три диапазона скоростей А, В и С и максимальная скорость обозначенная прямой У. НаВ

50 груэочная прямая L „ показывает, с какой скоростью будет вращаться. коленчатый вал при данной продолжительнос ти импульса топлива.

На фиг. 13 показаны рабочие харак55 теристики инжекяорной системы, имеющей три диапазона скоростей А1, В„, и С и максимальную скорость, обоэна1 ченную прямой У. Фиг. 13 следует рас9 10 сматривать параллельно с фиг. 7. Сигнал канала 7 на фиг. 7 определяет прямые Е и 1 на фиг. 13. Сигнал канала 27 на фиг. 7 определяет прямые A

В „ и С „ на фиг. 13. Прямая Е определяется схемой 13 настройки максимума импульса топлива (фиг. 3), прямая У определяется цепью 19 максимальной скорости (фиг. 5), прямая Аq определя" ется суммирующей схемой 35 (фиг. 9), остальные линии определяются различными другими цепями и схемами.

На фиг. 14-16 изображены схемы блоков инжекторной системы на фиг. 19, Для облегчения понимания у каждого блока показаны его входной и выходной сигналы.

На фиг. 14 показаны схема триггера 2, схема 4 формирования импульсов, таймерная цепь 9; схема генератора 6

L импульсов и схема компаратора 26. Каждь.й сигнал канала 3 электромагнитного триггера 2 усиливается и проходит схему 4 формирования, на выходе которой (в канале 5) он приобретает прямоугольную форму. Сигнал канала 5 подается в тахометр 11 и мультивибратор 10 °

С возрастанием скорости коленчатого вала возрастает величина напряжения выходного сигнала тахометра 11.

Указанное напряжение, прежде чем быть подано на мультивибратор 10 для установления предела длительности сигнала канала 7, может быть подано на схему 13 настройки максимума импульса топлива. Это предотвращает возможность превышения импульсом топлива установленной предельной величины, вследствие изменений нагрузки двигателя или неверных действий оператора.

Длительность сигнала канала 7 определяет время, а следовательно и количество поданного в двигатель через инжектор топлива. Схема 13 настройки максимума импульса топлива ограничивает время его подачи любым наперед заданным числом градусов угла поворота коленчатого вала для любой его скорости путем изменения вели" чины резистора. Было установлено, что наилучшие результаты работы двигателей и наибольJIBR экономия горючего достигаются при назначении этого о параметра, равном 40

Фиксированная продолжительность (в градусах угла поворота коленчатого вала) сигнала канала 7 (импульса топлива) достигается подачей части sîç"

Ф 11 9271 врастающего сигнала канала 12 тахометра 11 на мультивибратор 10.

Величина напряжения в канале 12, поданного от тахометра 11 на мультивибратор 10, определяет длительность импульса топлива в градусах угла по-. ворота коленчатого вава. Резистор 48 схемы 1.3 устанавливает максимальное число градусов угла поворота коленчатого вала, прй проходе которого в 1о двигатель подается топливо, и таким образом определяет рабочий диапазон скоростей, например, от 0 до 500 об/

/мин, Рабочий диапазон может делиться на поддиапаэоны, например, таким is образом: 0- 100, 101-300, 301-500 об/

/мин. Подстройкой резисторов 49 (I u

II поддиапазон), и 50 (Ш поддиапазон) устанавливают число градусов угла поворота коленчатого вала желаемые для щ каждого поддиапазона.

Компаратор 17 скорости и цепь 19 ограничения максимума скорости обеспечивают продолжительность импульса топлива, необходимую для поддержания ожидаемой скорости при данной нагрузке. Их функции можно назвать управляющими, так как в случае, если полржение дроссельной заслонки, а следовательно и нагрузка меняются, продолжи- ЗО тельность импульса и таким образом количество поданного в цилиндры горючего также меняется в сторону, необходимую для того, чтобы поддержать желаемую скорость. Цепь 19 ограничения максимальной скорости не позволяет двигателю превзойти установленную скорость и по своим функциям аналогична стопорному устройству на акселераторе. Цепь 19 получает с тахометра 40 изменяющийся опорный сигнал по каналу 16 и ограничивает скорость путем ограничения продолжительности импульса топлива, выраженной в градусах уг" ла поворота коленчатого вала.

Включение инжектора осуществляется по команде триггера,, выдающего сигнал по каналу 3 в момент прохождения коленчатым валом определенного положе" ния. Назовем эту операцию синхронизацией. Управляя синхронизацией, можно смещать момент появления сигнала в канале 3 относительно установленного положения коленчатого вала и таким об" разом ускорять или задерживать появление сигнала в канале 23, подаваемого

55 нв соленоид инжектора.

В используемой в предлагаемом спо" сабе катушке триггера изменяется маг29 12 нитный поток, что вызывает импульс, амплитуда и продолжительность которого возрастают с возрастанием скорости.

Изменение амплитуды и продолжительности импульса изменяет синхронизацию. Выходной сигнал в канале 15 тахометра 11 используется для автоматической подстройки синхронизации для достижения оптимальных условий работы двигателя.

Ниже описывается работа схемы, изображенной на фиг. 14. Когда лопатка 51 турбины, механически связанная с положением коленчатого вала, проходит мимо катушки 52 триггер 2 генерирует импульс. Турбина вращается вместе с коленчатым валом и имеет столько же лопаток, сколько в двигателе инжекторов. Таким образом, каждый инжектор за время одного цикла двигателя будет включен один раз.

Импульс с катушки 52 проходит через усилитель 53, представляющий собой интегральную схему, конденсатор и переменный резистор и поступает на схему 4 формирования импульсов. Схема 4 включает мультивибратор, являющийся частью интегральной схемы

% усилителя 54, выдающий по каналу сигнал, представляющий собой прямоугольный импульс.

Продолжительность прямоугольного импульса постоянна во времени, но представляет собой переменную величину, если ее выразить в .градусах угла поворота коленчатого вала.

Сигнал канала 5 подается на тахометр 11, который включает усилитель 55 и цепь выдачи по каналу 12 сигнала постоянного напряжения и переменной величины. Величина этого сигнала пропорциональна скорости. Выходной сигнал канала 5 включает мультивибратор 10 и тем самым — подачу топлива.

Иультивибратор 10 выдает импульсы непосредственно на соленоиды инжекторов. Настраивая величину сигнала канала 12, подаваемого на мультивибратор 10, продолжительность импульса топлива можно сделать равной времени поворота коленчатого вала на заданный угол. Настройка выполняется переменным резисторам 48. Как правило, продолжительность импульсов сигнала канала 7 по времени постоянна, однако при подаче сигнала по каналу 12 с тахометра на мультивибратор реальная продолжительность импульсов падает, в то время как скорость ко13 9271 ленчатого вала возрастает. Если же продолжительность импульсов канала 7 выразить в градусах угла поворота вала, она окажется постоянной.

Такая схема позволяет ограничить время подачи топлива, выраженное в градусах угла поворота, некоторым наперед заданным числом (например 40 ), о независимо от скорости дви гателя, нагрузки или положения заслонки дрос- в селя.

Цепь 19 ограничения максимума ско,рости и компаратор 17 регулирования скорости совместно регулируют рабочую

1 скорость коленчатого вала двигателя.

Предел скорости устанавливается с г1омощью переменного резистора 56. Потенциометр 57 управляет дроссельной заслонкой и к нему имеется доступ у оператора. 20

Иожно сказать, что предел скорости, установленный резистором 56, может быть получен при выведении потенциометра 57 в крайнее верхнее положение. Оба элемента 17 и 19 управляют- 25 ся усилителем 58, представляющим собой интегральную схему и включающим компаратор напряженйй, на который подаются сигналы по каналу 16 с тахометра 11 и по каналу 18 с цепи 19 ограничения максимума скорости. Если напряжение сигнала канала 18 больше, чем напряжение сигнала канала 16, на выходе усилителя 58 сигнала не будет, а продолжительность сигнала канала 7 будет определяться только сигналом канала 14 цепи настройки максимума импульса топлива. Если же напряжение сигнала канала 16 больше напряжения сигнала канала 18, продолжительность 4 сигнала канала 7 будет определяться сигналами каналов 14 и 21. Скорость уменьшения сигнала канала 7 на конце интервала скорости фиг. 10- 13, прямые Х и У) будет функцией величины 4> переменного резистора 59, который определяет коэффициент усиления усилителя 58. Эта цепь может быть названа регулятором скорости системы.

При работе двигателя на сравнительно высоких скоростях или нагрузках сигнал канала 7 приведет-в действие логическую схему компаратора 26, который в свою очередь включает соленоиды инжекторов. При работе с

55 малыми скоростями и нагрузками длитель ность импульса топлива, установленная равной, например, 40 угла поворота, .о будет слишком велика и приведет к по29 14 даче слишком большого количества топлива. В этом случае генератор 25 максимума импульса топлива уменьшит время импульса топлива до меньшего числа градусов угла поворота. Как прави" ло, двигатели не проектируются для работы на полной мощности при малых оборотах и для того, чтобы ограничить развиваемую мощность, ограничивают подачу топлива в цилиндры. Пусковой режим двигателя обычно требует пода" чи повышенного количества топлива по сравнению с режимом стабилизировавшейся работы. Кроме того, у дизельных двигателей, хотя давление; создаваемое пульсирующим насосом, и возрастает со скоростью, зависимость эта не линейная, и, следовательно, при малых скоростях происходит избыточная подача топлива. Поскольку кривая максимального импульса топлива фиг. 13. прямые д, В 1 и С 1) подби" рается для конкретных скоростей и на" грузок двигателя, можно установить параметры составляющих генератора 25.

Сам генератор 25 легко может быть модифицирован и настроен для работы с любым конкретным двигателем. Все что выше было сказано относительно сигнала канала 7 справедливо и относительно сигнала канала 27, который так же является функцией угла поворота коленчатого вала.

На фиг. 15 изображен генератор 25 для инжекторной системы, показанной на фиг. 7 и 14, которая обеспечивает дополнительные диапазоны скоростей в инжекторной системе на фиг. 1. Генератор 25, управляемый сигналом канала 5 и выдающий сигнал по каналу 27, включает мультивибратор 29, суммирую" щие схемы 35 и 38, компараторы 42 и

46, блок 44 настройки третьего диапазона скоростей, блок 41 настройки второго диапазона скоростей, схему 32 и канал 30 настройки диапазона им" пульса топлива. Работа генератора 25 аналогична работе генератора 6. Выходной сигнал по каналу 60 схемы 32 через усилитель 61 подается на цепь 33 настройки импульса топлива в первом диапазоне скоростей для получения сигнала на выходе 31, продолжительность которого равна первому числу градусов (в градусах угла поворота коленчатого вала) . При возрастании скорости двигателя и переходе во второй диапазон скоростей компаратор 42 увеличивает длительность сигнала 31

15 9271 (выраженную в числе градусов) до значения, определяемого блоком 41 настройки второго диапазона скоростей.

Это происходит тогда, когда величина выходного сигнала канала 60, поступающего на усилитель компаратора 62,становится равной величине поступающего на него выходного сигнала канала 40 блока 41. Выходной сигнал канала 43 усилителя через усилитель 63 подает- 1о ся на усилитель 61 где складывается с сигналом канала 60, образуя новый выходной сигнал на выходе 31 для второго диапазона скоростей. Этот новый сигнал имеет постоянную продолжитель- >5 ность (выраженную в градусах угла поворота), отличную от продолжительности, свойственной первому диапазону скоростей. Аналогично компаратор 46, включающий интегральный усилитель 64, щ обеспечивает продолжительность сигнала в канале 27 в третьем диапазоне скоростей, На фиг. 14 и 15 треугольниками обозначены квадраусилители на интегральных схемах. Усилители являются универсальными и могут выполняться в ,схеме функции компараторов. Каждый квадроусилитель включает четыре усилителя, обозначенные в схеме следующими дексами: 53, 54, 65, 55, 58, 66, 63, 67, 68 69, 70 и 71. Для практической реализации описываемой схемы выбирались усилители RCA CA3401

E, National 3900 Motorola ИС

3301 P.

На фиг. 16 показана схема, распределяющая сигналы к отдельным инжекторам, в зависимости от рабочих циклов цилиндров. После того, как синхрони- 40 зация и продолжительность импульсов топлива подобраны, необходимо установить правильную последовательность включения инжекторов. Это выполняется с помощью оптического распределителя, который, однако,с успехом может быть заменен другим типом, например, механическим, электромагнитным и т.п Оптический распределитель 72-75 состоит из ряда светодиодов, отделенных от

50 светоприемников (транзисторов) вращающейся частью (не показана) . Включающий инжектор импульс усиливается тахо- метром 11 и включает светодиоды распредели теля 72- 75 (каждому инжектору соответствует один диод). Вращающая55 ся часть представляет собой диск, имеющий отверстие, сквозь которое может проходить видимое или инфракрасное из29 16 лучение от одного диода к соответст" вующему ему светоприемнику, Диск может вращаться синхронно с коленчатым валом двигателя. Расположение окна в диске выбирается в зависимости от положения поршня. Сигнал от распределителя 72, усиленный усилителями 76 и

77, управляет индуктором 78 инжектора.

В предлагаемом способе одним инжектором управляют два индуктора. Если один из светоприемников облучается соответствующим ему светодиодом, его сигнал активирует включающий индуктор и одновременно обесточивает выключающий индуктор инжектора. По окончании импульса топлива светодиод выключается и включается выключающий индуктор инжектора. Например, для того, чтобы выключить тот же инжектор индуктор 79 получает от усилителей 80 и 81 сигнал.

Указанные усилители включаются в результате прекращения облучения распределителя 72. Аналогично светоприемник 73 управляет срабатыванием индукторов 82 и 83 через соответствующие пары усилителей 84, 85 и 86,87.

Таким же образом управляется каждый инжектор.

Формула изобретения

1. Система управления подачей топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащая соленоидный инжектор, триrrep для выдачи импульсов, соответствующих рабочим циклам двигателя, и генератор, включенный между триггером и соленоидом инжектора, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, генератор имеет устройство ограничения продол" жительности импульсов питания до времени, необходимого для поворота коленчатого вала на заданный угол в пределах по меньшей мере одного установленного диапазона скоростей вращения вала.

2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что генератор имеет первое устройство для генерирования первых сигнальных импульсов в ответ на импульсы триггера в пределах установленного диапазона скоростей вращения коленчатого вала, имеющих установленную продолжительность, выражен- ную в градусах угла поворота вала, второе устройство для генерирования вторых сигнальных импульсов в ответ

17

9271 на импульсы триггера в пределах установленного диапазона скоростей вращения коленчатого вала, имеющих продолжительность, выраженную в градусах угла поворота вала, изменяющуюся 5 в зависимости от скорости вращения вала, и устройство выдачи импульсов напряжения на соленоид инжектора в ответ на импульсы триггера, включающее компаратор сравнения продолжительнос- 1о ти первого и второго сигнальных импульсов и выдачи включающего соленоид импульса с длительностью, равной длительности более короткого из сравниваемых импульсов. I5

3. Системапоп. 2, отли чающ а я с я тем, что второе устройство имеет цепь настройки продолжительности импульсов и регулятор продолжительности для выдачи импульсов, имею- 20 щих установленную продолжительность, выраженную в градусах угла поворота коленчатого вала, в пределах ряда диапазонов скоростей вращения вала с изменяемой от диапазона к диапазону 25 продолжительностью.

4. Система по и. 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что первое устройство имеет тахометры генерирования наклонного сигнала, величина которого увели- 30 чивается с увеличением скорости вра29 18 щения вала, и мультивибратор, включенный с возможностью реагирования на каждый импульс триггера для выдачи управляющих импульсов и имеющий устройство, чувствительное к наклонному сигналу, предназначенное для управления продолжительностью управляющих импульсов для обеспечения установленной опорной продолжительности, выраженной в градусах угла поворота вала в установленном диапазона скоростей его вращения. ! !

5. Система поп. 1, отли чающ а я с я тем, что триггер имеет устройство инициирования импульсов угла поворота вала, а система имеет таймерную управляющую цепь для автоматического смещения момента инициирования относительно определенного положения вала, в зависимости от рабочих характеристик двигателя, 6. Система по и. 1, о т л и ч а ю ". щ а я с я тем, что в нее включена цепь ограничения максимума для предотвращения превышения коленчатым валом установленного предела скорости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CUIA N 3800749, кл. 123-32, опублик. 1977.