Способ стабилизации стехиометрического состава смеси в двигателе внутреннего сгорания
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Р М К,1 з
F 02 D 33/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 151082. Бюллетень №38
Дата опубликования описания 15 . 10 . 82 (53) УДК 621. 43545 (088. 8) (72) Авторы изобретения
Э.Х.Черняев, В.A Hàáîêèõ, IO H Шишкин
Научно-исследовательский и эксперименталь институт автомобильного электрооборудован и автоприборов (71) Заявитель (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ СТЕХИОИЕТРИЧЕСКОГО
СОСТАВА СМЕСИ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО
СГОРАНИЯ
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к автома= тическому регулированию двигателей внутреннего сгорания,. а именно, к регулированию двигателей легкого топлива, в том числе с форкамернофакельным зажиганием.
Известен способ стабилизации сте" хиометрического состава смеси в двигателе внутреннего сгорания путем регистрации сигнала от датчика состава отработавших. газов, задания уровня опорного напряжения, соответствующего стехиометрическому составу смеси, сравнения с ним сигнала датчика, выработки по результатам сравнения разностного сигнала и воздействия им на орган регулирования топливо-воздушной смеси на устранение этого сигнала (1 ).
В системе, работающей по этому способу, разностный сигнал преобразуют при помощи электронного интегратора с большой постоянной времени в плавно изменяющееся напряжение. Этим обусловлена большая инерционность систеьы регулирования, и запаздывание реагирования систеьы на изменение состава смеси оценивается временем поряд-. ка 5 с.
Цель изобретения — улучшение процесса регулирования.
Поставленная цель достигается тем, что в способе стабилизации стехиометрического состава смеси в Двигателе внутреннего сгорания вырабатывают в одинаковую фазу кажцого рабочего цикла двигателя импульс и формируют управляющий сигнал путем стробирования этим импульсом разностного сигна« ла, а результат воздействия каждого управляющего сигнала на орган регулирования сохраняют до получения очередного управляющего сигнала.
На фиг. 1 приведена упрощенная функциональная схема системы для реализации способа; на фиг. 2 показаны зависимость напряжения Цв., вырабаты ваемого датчиком состава смеси (кис» ,лородным датчиком), от коэффициента избытка воздуха ot, опорное напряжение Боои разностный сигнал (сигнал ошибки) Uîý= U* Uî„, на фиг. 3 изображены найряжение, вйрабатываемое кислородным датчиком U*, опорное напряжение Бопи разностный сигнал (сигналы ошибкй) Пои,(график а), напряжения на выходе компараторов (график б), стробирующий импульс, вырабатываемый одновибратором (график в), 3
966267 управляющий сигнал на входе одного из электромагнитных клапанов (ЭМК) (график г), управляющий сигнал на входе другого ЭМК (график д), поло" жение золотника .клапана-доэатора (график е) и количество дополнитель- 5 ного воздуха, расходуемого при регулировании состава смеси (график ж); на фиг. 4 схематически изображен клапан-дозатор, при этом приняты следующие обозначениями 10, al « коэффициент избытка воздуха, Т вЂ” продолжительность рабочего цикла двигателя, U - -напряжение, вырабатываемое кислородным датчиком, 15
U p- опорное напряжение,.
U - разностный сигнал (напря0Ul . жение си гн ала ошибки), U5 - напряжение на выходе одного из компараторов, 20
U6 — напряжение на выходе другого компаратора, U1 - стробирующий импульс, U - управляющий сигнал на входе
10. электромагнитного клапана (ЭМК), U - управляющий сигнал на входе В электромагнитного клапана (ЭМК), атмосферное давление «30 ьР - разрежение во всасывающем коллекторе, Р - сила сжатия пружины, действуП ющая на диафрагму, F — сила действующая на диафрагPk
I му от разрежения в камере клапана-дозатора, с В
G - цикловой расход дополнительного воздуха, S - положение золотника клапанаЪ дозатора.
В состав системы регулирования для осуществления способа (фиг. 1) входят . кислородный датчик (-зонд) 1, уровень опорного напряжения на котором задают потенциометром, операционный .45 усилитель 2, датчик высоковольтного импульса зажигания для одного из цилиндров 3, свеча зажигания 4, компара торы 5 и б одновибратор 7, схемы
У
1 1
8 и 9 совпадения, усилители 10 и тока, электромагнитные клапаны (ЭЙК)
12 и 13. Клапан-дозатор описываемой системы (фиг. 4) содержит электромаг нитные клапаны ЭМК 12 и 13, диафрагму 14, пружину 15, камеру 16 дозато ра и золотник 17.
Процесс регулирования протекает следующим образом.
Если к началу регулирования смесь богатая, то согласно фиг. 2 Ивш= 60
= UA - Uon >О (график а, фиг. 3) и процессы в цепях схемы осуществляются так, что сигнал ошибки Увш, преобразовайный операционным. усилителем
2, поступает на компаратор б, и с его 65 выхода напряжение 0 (график б,фиг.3) поступает на схему совпадения 9, где оно стробируется импульсом И-, (график в, фиг. 3).,Стробирующий импульс получают с одновибратора 7,который запускается импульсом зажигания свечи
4 одного из цилиндров, генерируемым высоковольтной катушкой 3, т.е. стробирующий импульс вырабатывают в одинаковую фазу каждого рабочего цикла двигателя, в данном случае в момент начала воспламенения смеси в одном из цилиндров.
Далее преобразованный сигнал ошибки, т.е. разностный сигнал, стробируемый импульсом U, с выхода схемы
9 совпадения через усилитель 11 тока поступает с периодичностью T в качестве управляющего сигнала U на ЭМК 13 (график д, фиг. 3).
ЭМК 13 (фиг. 4) на время действия управляющего сигнала открывает доступ разрежению ьР„ в камеру 16 дозатора, пружина 15 сжимается, и золотник 17 вместе с диафрагмой 14 передвигается (график е,,фиг. 3), увеличивая доступ дополнительного атмосферного воздуха (давление Ро) во всасывающий коллектор (график ж, фиг. 3), обеспечивая тем самым обеднение смеси (график а,, фиг. 3) .
Положение золотника 17 сохраняется до прихода следующего управляющего. сигнала, т.е. воздействие управляющего сигнала на орган регулирования сохраняется до получения очередного управляющего сигнала.
Когда смесь становится бедной, и сигнал ошибки U>> = U+ - 0 „ < О, полученное в операционном усилителе
2 напряжение преобразованного сигнала ошибки воздействует на компаратор 5, и далее через схему совпадения 8 и усилитель 10 тока стробируемый управляющий сигнал поступает на ЭМК 12, который пропускает во время действия этого сигнала в камеру клапана-дозатора атмосферное давление Р«, оказывая на дозатор воздействие, противоположное описанному, т.е. обогащая смесь.
Если до формирования очередного управляющего. сигнала смесь еще не успела пройти через состояние oL =1 (фиг. 3), то повторяются предыдущие процессы.
Таким образом, разностный сигнал, т.е. сигнал Ошибки, воздействует на орган регулирования для устранения этого сигнала.
В данном способе стабилизации стехиометрического состава отсутствует необходимость применения электронного интегратора, и инерционность процесса регулирования практически определяется только инерционностью процес.сов в самом двигателе, которая умень966267 шается по сравнению с тем случаем, когда применяют электронный интегратор. В сйстеме регулирования, работающей по предложенному способу, время реагирования на изменение состава смеси составляет 1 с. Кроме того, ско- рость Отработки сигнала ошибки увеличивается, т.е. инерционность процесса регулирования уменьшается с возрастанием частоты вращения. коленчатого вала благодаря тому, что в результате стробирования период сле дования управляющего сигнала равен продолжительности рабочего цикла двигателя. Предложенный способ обеспечивает такую корректировку -работы 5 карбюратора или такое управление системами впрыска топлива, при которых осуществляется малоинерционная стабилизация стехиометрического состава, что обуславливает снижение токсич- Щ ности отработавших газов.
Формула изобретения
СПособ стабилизации стехиометрического состава смеси в двигателе внутреннего сгорания путем регистра« ции сигнала.от датчика состава отработавших газов,,задания уровня опорного напряжения, соответствующего стехиометрическому составу. смеси, сравнения с ним сигнала .датчика, выработки по результатам сравнения разностного сигнала и воздействия им на орган регулирования топливо-вездушной смеси на устранение этого сигнала, отличающийся тем, что, с целью. улучшения процесса регулирования, вырабатывают в одинаковую. фазу каждого рабочего цикла двигателя импульс и формируют управляющий сигнал путем стробирования этим импульсом разностного сигнала, а результат воздействия каждого управляющего сигнала на орган регулирования сохраняют до получения очереДно го управляющего сигнала.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Ct8A 9 4046118, кл. 123 - 119, опублик. 1977.
966267
g Фу
8 gy щиа Э х Ь сн Ьмниему кааИК л Фк г
ВНИИПИ Заказ 7803/45 Тираж 552 Подписное
Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,.4
