Uprawniony z patentu: Robert Bosch GmbH, Stuttgart (Republika Federalna Niemiec) Urzadzenie do wtryskiwania paliwa w silnikach spalinowych z obcym zaplonem Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do wtryskiwania paliwa w silnikach spalinowych z obcym zaplo¬ nem, zwlaszcza w silnikach z zaplonem bateryjnym.W silnikach spalinowych wazny jest problem wlasciwego dostosowania ilosci paliwa, która podczas suwu ssania dostaje sie do poszczególnych cylindrów, do ilosci zassanego powietrza. W przypadku odpowiedniego doboru skladników mieszanki mozna spowodowac znaczne zmniejszenie zawartosci szkodliwych dla zdrowia skladników w gazach wydechowych.W znanych urzadzeniach wtryskowych ilosc zasysanego powietrza okreslana jest na podstawie pomiaru cisnienia powietrza za przepustnica. Stosuje sie w tym przypadku indukcyjny czujnik cisnienia, przy czym indukcyjnosc cewki czujnika okresla okres przerzutu multiwibratora sterujacego procesem wtryskiwania, wyzwa¬ lanego synchronicznie z obrotami walu korbowego.W znanych urzadzeniach wtryskowych ze wzgledu na to, ze opory przeplywowe zaleza od szybkosci przeplywu, konieczne jest zastosowanie stosunkowo kosztownych ukladów elektronicznych, których zadaniem jest dokonywanie przed kazdym suwem roboczym zaleznej od ilosci obrotów korekty ilosci przewidzianego do wtrysniecia paliwa.Znane jest, ze w urzadzeniach wtryskujacych paliwo, pracujacych ze sterowaniem elektronicznym i wtrys¬ kiwaniem przerywanym, w czasie kazdego obrotu walu korbowego czterotaktowego silnika spalinowego wszyst¬ kie zawory wtryskowe otwierane sa jednoczesnie. Wobec tego, ilosc paliwa bedaca do dyspozycji w czasie kaz¬ dego suwu roboczego cylindra odpowiada dwóm cyklom wtryskiwania przypadajacym na jeden czterosuwowy cykl roboczy.W urzadzeniach wtryskowych pracujacych w powyzszy sposób, stosuje sie mechaniczne uruchamianie przerywacza sterujacego za pomoca dwugarbnej krzywki sprzezonej z walem rozrzadczym silnika spalinowego, wzglednie z walem rozdzielacza zaplonu. Cykl wtryskiwania rozpoczynia sie wówczas na przyklad w chwili zamkniecia przerywacza.r 75 063 Celem wynalazku jest opracowanie urzadzenia do wtryskiwania paliwa w silnikach spalinowych, w którym dla uruchamiania elektronicznego ukladu sterowania zespolem wtryskujacym wykorzystuje sie uklad zaplono¬ wy silnika spalinowego bez przeróbek i bez zastosowania zespolów dodatkowych. Cel wynalazku osiagnieto przez to, ze urzadzenie wedlug wynalazku zawiera dzielnik czestotliwosci wlaczony miedzy przerywacz, urucha¬ miajacy uklad laczeniowy, a uklad zaplonowy silnika spalinowego. Dzielnik czestotliwosci jest korzystnie przerzutnikiem dwustabilnym. W przypadku czterocylindrowego silnika spalinowego tego rodzaju dzielnik czestotliwosci wytwarza napiecie prostokatne o stosunku czasu trwania impulsu do czasu trwania przerwy jak _ 1 :1 i o czestotliwosci obnizonej w stosunku do cyklu zaplonowego w stosunku jak 2:1.Korzystnie jest jezeli miedzy przerywacz a dzielnik czestotliwosci wlaczony jest uklad formowania impulsów, obejmujacy wejsciowy stopien zabezpieczajacy dla tlumienia napiec zaklócajacych powodujacych falszywe wyzwalanie. Korzystnie jest jezeli wejsciowy stopien zabezpieczajacy zawiera tranzystor, którego baza jest dolaczona do jednego z dwóch przewodów zasilajacych ukladu laczeniowego, korzystnie do prze¬ wodu dodatniego, kolektor dolaczony jest poprzez rezystor do bazy tranzystora wejsciowego ukladu formo¬ wania impulsów, a z tego punktu poprzez rezystor do drugiego przewodu zasilajacego oraz emiter dolaczony jest poprzez rezystor do drugiego przewodu zasilajacego i przez inny rezystor do tego zestyku przerywacza ukladu zaplonowego silnika, który poprzez uzwojenie, zwlaszcza poprzez pierwotne uzwojenie cewki zaplo¬ nowejJest na stale polaczony z pierwszym przewodem zasilajacym.Korzystnie jest jezeli uklad formowania impulsów w urzadzeniu wedlug wynalazku zawiera przerzutnik jednostabilny, o ustawianym, ustalanym na stale okresie przerzutu.Przedmiot wynalazku przedstawiony zostal w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia schematycznie urzadzenie do wtryskiwania paliwa wedlug wynalazku, wraz ze wspólpracujacym silni¬ kiem spalinowym, fig. 2 — schemat ideowy ukladu formowania impulsów, dzielnika czestotliwosci, tranzysto¬ rowego ukladu laczeniowego i ogranicznika czasu trwania impulsów w urzadzeniu do wtryskiwania paliwa wedlug fig. 1, fig. 3 — przebiegi czasowe zjawisk zachodzacych w urzadzeniu wedlug fig. 1 i 2.Przedstawione przykladowe rozwiazanie urzadzenia do wtryskiwania paliwa jest przeznaczone dla czte¬ rocylindrowego czterosuwowego silnika 10 spalinowego. Urzadzenie to zawiera cztery uruchamiane elektro¬ magnetycznie zawory 11 wtryskujace. Do kazdego z zaworów przewodem 13 rurowym z rozdzielacza 12 do¬ prowadzane jest paliwo, poprzez napedzana silnikiem elektrycznym pompe 15 paliwowa. Ponadto, urzadzenie wedlug wynalazku zawiera regulator 16 cisnienia, utrzymujacy cisnienie paliwa na stalym poziomie, oraz elek¬ troniczny zespól sterujacy, który przy kazdym obrocie walu korbowego jest wyzwalany przez urzadzenia za¬ plonowe silnika spalinowego i który wówczas przesyla do zaworów 11 prostokatny impuls S sterujacy.Czas trwania Tj impulsu S sterujacego okresla czas otwarcia zaworów 11 wtryskujacych, a tym samym te ilosc paliwa, która w czasie otwarcia wyplywa przez zawory 11 wtryskowe z zasadniczo stalym cisnieniem wynoszacym 2 at. Uzwojenie 19 elektromagnesu kazdego z zaworów wtryskujacych jest polaczone szeregowo z odpowiednim rezystorem 20 odsprzegajacym. Wszystkie uzwojenia sa podlaczone razem do wspólnego stopnia wzmacniajacego mocy zawierajacego co najmniej jeden tranzystor 21 mocy, którego obwód emiter—kolektor polaczony jest szeregowo z rezystorami 20 odsprzegajacymi i z dolaczonymi jednostronnie do masy uzwoje¬ niami -19 elektromagnesów.W silnikach spalinowych pracujacych ze sprezaniem mieszanki i zewnetrznym zaplonem ilosc powietrza zassanego do cylindra w czasie kazdego suwu ssania okresla ilosc paliwa, która w czasie nastepnego suwu robocze¬ go ma zostac calkowicie spalona. Dla otrzymania korzystnego stosunku stechiometrycznego pomiedzy zasysa¬ nym powietrzem a paliwem w rurze 25 ssacej silnika spalinowego umieszczono miedzy filtrem 26 a uruchamiana pedalem 27 przyspieszenia przepustnica 28 miernik 24 ilosci powietrza. Miernik ten sklada sie zasadniczo z tar¬ czy 30 pietrzacej i potencjometru 29, którego suwak 31 jest sprzegniety z tarcza 30. Miernik 24 wspólpracuje z tranzystorowym ukladem 32 laczeniowym, który wytwarza impulsy S sterujace. Impulsy S sterujace zostaja nastepnie przetworzone w ukladzie 33 mnozacym na impulsy I otwierajace, podawane do tranzystora 21 mocy.Stosunek czasu trwania Tj impulsów I otwierajacych do czasu trwania Tp impulsów S sterujacych wynosi f, przy czym f 1 i zalezy od temperatury otoczenia, ustawienia przepustnicy 28 i, w razie potrzeby, na przyklad od przebiegu startu.Poszczególne impulsy S sterujace sa wyzwalane przez przerywacz urzadzenia zaplonowego siiniKa iu spa¬ linowego. Rozdzielacz zaplonu tego urzadzenia obejmuje czworokatna krzywke 35 umieszczona na walku 18 krzywkowym, sprzegnietym z walem 17 rozrzadczym silnika 10 spalinowego. Krzywka ta dwukrotnie w czasie kazdego obrotu walu korbowego silnika unosi ruchomy zestyk 36 przerywacza z nieruchomego zestyku 38, polaczonego z uzwojeniem 37 pierwotnym cewki 39 zaplonowej. Poniewaz jednak w urzadzeniu wtryskujacym w czasie jednego obrotu walu korbowego powinien byc wyzwalany tylko jeden przebieg wtryskiwania, to ko¬ niecznym bylo umieszczenie, pomiedzy przerywaczem a tranzystorowym ukladem laczeniowym, dzielnika 4075063 3 czestotliwosci wraz z poprzedzajacym go ukladem 41 formowania impulsów. Zadaniem dzielnika 40 czestotli¬ wosci jest zapewnienie wyzwalania tranzystorowego ukladu 32 laczeniowego jedynie przez co drugi impuls zaplonowy powstajacy przy rozwieraniu zestyków 36, 38 przerywacza.Uklad 41 formowania impulsów obejmuje wejsciowy stopien zabezpieczajacy dla tlumienia falszywych sygnalów wyzwalajacych, które moga byc powodowane napieciami zaklócajacymi powstajacymi w przewodach zasilajacych, dodatnim 43 i ujemnym 44, wskutek pracy innych odbiorników zasilanych ze wspólnego akumula¬ tora. Wejsciowy stopien zabezpieczajacy jest utworzony zasadniczo przez tranzystor pnp 45, którego baza jest dolaczona do przewodu dodatniego 43 a emiter do odczepu na dzielniku napiecia zlozonym z dwóch stalych rezystorów 46 i 47 i przylaczonym równolegle do zestyków 36 i 38 przerywacza. Równolegle do rezystora 47 w dzielniku napiecia, sa dolaczone kondensator 48 i dioda 49, której anoda jest polaczona z ujemnym prze¬ wodem zasilajacym 44. Tranzystor 45 wchodzi w stan przewodzenia gdy potencjal emitera staje sie wyzszy od potencjalu bazy polaczonej z dodatnim przewodem zasilajacym 43. Dzieje sie tak w przypadku, gdy zestyk 36 ruchomy przerywacza zostanie uniesiony, a w pierwotnym uzwojeniu 37 cewki zostanie zaindukowane wysokie napiecie podtrzymujace prad magnesujacy na takiej wartosci, jaka mial on przy zamknietych stykach przerywacza.W zwyklych urzadzeniach zaplonowych podczas rozwierania przerywacza powstaje przepiecie wielo¬ krotnie wieksze od napiecia zasilajacego akumulatora. Dzielnik 46, 47 napiecia powoduje podwyzszenie progu zadzialania tranzystora 45 tak, ze jedynie wyjatkowo duze przepiecia na pierwotnym uzwojeniu 37 cewki zaplonowej powoduja krótkotrwale przewodzenie tranzystora 45. Do punktu laczacego kolektor tranzystora 45 z rezystorami 51 i 52 jest dolaczona baza tranzystora npn 53, który wraz z drugim tranzystorem npn 54 oraz tranzystorem pnp 55 ladujacym kondensator 56 sprzegajacy tworzy uklad multiwibratora monostabil- nego. W stanie spoczynkowym tranzystor 54, dzieki doborowi odpowiedniej rezystancji bazy 57, znajduje sie w stanie przewodzenia i zatyka tranzystor 60 wyjsciowy ukladu 41 formowania impulsów, który poprzez re¬ zystor 59 sprzegajacy jest polaczony z kolektorem tranzystora 54, rezystorem 58 kolektorowym tranzystora 54 i z rezystorem 61 sprzezenia zwrotnego wlaczonym miedzy kolektor tranzystora 54 a baze tranzystora 53.Dzielnik 40 czestotliwosci dolaczony do ukladu 41 formowania impulsów jest dwustabilnym multiwi- bratorem z dwoma tranzystorami npn 65 i 66, których emitery dolaczone sa do ujemnego przewodu 44 zasi¬ lania a kolektory do dodatniego przewodu 43 zasilania poprzez rezystory odpowiednio 67 i 68. Bazy tranzys¬ torów 65 i 66 polaczone sa na krzyz z ich kolektorami poprzez rezystory sprzezenia zwrotnego odpowiednio 72 i 71. Poza tym bazy tych tranzystorów polaczone sa z ujemnym przewodem 44 zasilania poprzez rezystory uplywowe 73 i 74, oraz z anodami diod 75, 76. Katody diod 75 i 76 dolaczone sa poprzez kondensatory sprze¬ gajace 77, 78 do kolektora tranzystora 60 wyjsciowego w ukladzie 41 formowania impulsów.Tranzystory 65 i 66 multiwibratora 40 zawsze znajduja sie w nawzajem przeciwstawnych stanach prze¬ wodzenia. Przy kazdym rozwarciu zestyków 36 i 38 przerywacza tranzystor 60 wyjsciowy przewodzi, w wy¬ niku czego ten z dwu tranzystorów 65, 66, który dotychczas przewodzil, zostaje zatkany a drugi przechodzi w stan przewodzenia. Wynika stad, ze tylko co drugi cykl zaplonowy powoduje wytworzenie przez multiwi- brator40 impulsu 80 wyjsciowego, przedstawionego na fig. 3.Uklad 32 laczeniowy dopasowuje ilosc wtryskiwanego paliwa do ilosci zassanego powietrza w ten sposób, ze plytka 30 pietrzaca w rurze 25 ssacej ustala na potencjometrze 29 poziom napiecia wykorzystywanego do ladowania kondensatora C pradem I^o stalej wartosci zaleznej od ilosci /Jj zassanego powietrza. Ladunek zgromadzony w kondensatorze jest wiec proporcjonalny do ilosci powietrza zassanego w czasie jednego suwu roboczego.Gromadzony w kondensatorze C ladunek powoduje liniowy wzrost napiecia Uc na tym kondensatorze.W czasie rozladowania kondensatora stalym pradem 1^ zostaje wytworzony impuls S sterujacy.Uklad 32 laczeniowy jest multiwibratorem monostabilnym, którego istotne czesci stanowia konden¬ sator C i dwa tranzystory Tj i T2 typu npn, z których kazdy ma emiter dolaczony do ujemnego przewodu 44 zasilajacego. Kolektor tranzystora T2, który normalnie znajduje sie w stanie przewodzenia jest polaczony po¬ przez rezystor 85 obciazenia z dodatnim przewodem 43. Baza znajdujacego sie zawsze w przeciwnym stanie przewodzenia tranzystora Tj jest polaczona poprzez rezystor 86 sprzegajacy z kolektorem tranzystora T2.Kondensator C jest dolaczony jedna ze swych elektrod do kolektora tranzystora T3 ladujacego, którego emiter jest polaczony z przewodem 43 dodatnim poprzez rezystor 84, a baza z suwakiem 31 potencjometru 29. Po to by tranzystor T3 mógl ladowac kondensator C stalym pradem 1^ jedynie w czasie polowy pelnego obrotu walu korbowego, potencjometr 29 wlaczony jest w obwód kolektora tranzystora T5 przelaczajacego, którego emiterJest dolaczony do przewodu ujemnego 44, a baza do kolektora tranzystora 66 w ukladzie dzielnika 40 czestotliwosci.4 75 063 Tak dlugo jak potencjal kolektora tranzystora 66 ma wartosc dodatnia, jak to pokazano na fig. 3 dla katów obrotu walu korbowego zawartych pomiedzy 540° a 0°, 180° do 360° itd., tak dlugo tranzystor T5 przelaczajacy znajduje sie w stanie przewodzenia co powoduje, ze i tranzystor T3 ladujacy równiez przewodzi.Dla wykluczenia jakiegokolwiek wplywu rezystancji 87 kolektorowej tranzystora Tj na stan naladowania kondensatora C, polaczono ten kondensator z kolektorem tranzystora Tt poprzez diode Di, której katoda jest dolaczona do rezystora 87 i do kolektora tranzystora Tj.Z chwila gdy wal korbowy zajmie polozenie odpowiadajace 0°, 360° lub 720° to tranzystor 66 w dziel¬ niku 40 czestotliwosci ponownie przechodzi w stan przewodzenia i przerywa ladowanie powodujac zatkanie tranzystora T5 przelaczajacego, przy czym jednoczesnie napiecie na kondensatorze 90 sprzegajacym, dolaczo¬ nym równiez do kolektora tranzystora 66, powoduje zatkanie przewodzacego dotychczas tranzystora T2. Stan zatkania trwa az do momentu rozladowania kondensatora C.Kondensator jest rozladowywany pradem Ie o stalej wartosci przez tranzystor T4 którego kolektor jest dolaczony do drugiej koncówki kondensatora C. Baza tego tranzystora jest dolaczona do odczepu dzielnika napiecia zlozonego z rezystorów 81 i 82 i wlaczonego miedzy bieguny zródla zasilania. Dla ochrony zlacza baza-emiter tranzystora T2 przed przepieciami, do bazy tranzystora T2 dolaczona jest katoda drugiej diody D2, której anoda jest polaczona z kondensatorem C i z kolektorem tranzystora T4. Jak to pokazano na fig. 3, na skutek stalosci pradu rozladowujacego, napiecie Uc na kondensatorze C zmniejsza sie liniowo. Z chwila gdy napiecie to osiagnie wartosc bliska zeru, tranzystor T2 ponownie przechodzi w stan przewodzenia, a tym samym konczy impuls S sterujacy.Dla zabezpieczenia przed uszkodzeniami mechanicznymi na przyklad przed zwarciem z masa odczepu potencjometru 31 lub przerwaniem polaczenia z dodatnim przewodem 43 zasilajacym, w przedstawionym ukladzie wprowadzono ograniczenie czasu trwania impulsu S sterujacego do 4,5 milisekund. Warunek ten reali¬ zowany jest przez odpowiedni dobór pradu ladujacego kondensator 56. Impuls o ograniczonym czasie trwania podawany jest do tranzystora 92, którego kolektor jest dolaczony do wyjscia ukladu 32 laczeniowego, czyli do kolektora tranzystora T2. Tranzystor 92 ograniczajacy jest zatykany jedynie na czas równy czasowi trwania impulsu wyjsciowego multiwibratora monostabilnego w ukladzie 44 formowania impulsów. Z chwila zakon¬ czenia tego impulsu, to znaczy po^l,5 milisekundy od rozpoczecia cyklu, tranzystor 92 zwiera wyjscie ukladu 32 laczeniowego. Stanowi to skuteczne zabezpieczenie przed wtrysnieciem, w razie uszkodzenia, zbyt wielkiej ilosci paliwa do silnika spalinowego. PL PL