Uprawniony z patentu: Robert Bosch GMBH, Stuttgart, (Republika Federalna Niemiec) Wtryskiwacz paliwa z elektronicznym urzadzeniem sterujacym Przedmiotem wynalazku jest wtryskiwacz pali¬ wa z elektronicznym urzadzeniem sterujacym prze¬ znaczony dla silnika spalinowego, zwlaszcza dla silnika samochodowego pracujacego z wtryskiem przez rure ssaca.Znane sa wtryskiwacze, w których elektroniczne urzadzenie sterujace okresla czas trwania otwarcia co najmniej jednego elektromagnetycznego zaworu wtryskowego, zawiera przewaznie monostabilny przerzutnik, dla którego czas trwania jego impul¬ sów wyjsciowych jest zmienny w zaleznosci od co najmniej jednego parametru ruchowego silnika spalinowego zwlaszcza od panujacego w rurze ssa¬ cej za klapa przepustnicy cisnienia zasysanego po¬ wietrza oraz zawiera przylaczony do przerzutnika elektroniczny czlon wydluzania impulsów, który dostarcza bedacy kazdorazowo przedluzeniem im¬ pulsu wyjsciowego przerzutnika impuls wydluzony, którego czas trwania zalezy od czasu trwania po¬ przedzajacego go impulsu wyjsciowego, oraz na¬ stepnie zawiera monostabilny czlon sterujacy, któ¬ ry jest przylaczony do przerzutnika i przez swój stan niestabilny ma Okreslony czas trwania wla¬ czenia, pokrywajacy tylko czesc rozpoczynajacego sie jednoczesnie z nim wydluzonego impulsu.Przy tego rodzaju wtryskiwaczach paliwa ilosc paliwa, wchodzaca przy kazdym suwie ssania do cylindra silnika spalinowego, jest bardzo dokla¬ dnie dostosowana do kazdorazowych warunków pracy, w szczególnosci do liczby obrotów i do ob- 10 15 20 25 30 ciazenia silnika spalinowego. Daje to przede wszystkim te korzysc, ze ilosc szkodliwych pod wzgledem zdrowotnym spalin silnika spalinowego mozna nastawiac na bardzo niska wartosc.Aby dostosowac czas trwania otwarcia zaworów wtryskowych do kazdorazowych warunków rucho¬ wych w znanych wtryskiwaczach stosuje sie roz¬ maite agregaty, które dostarczaja do urzadzen ste¬ rowniczych konieczne informacje elektryczne o ka¬ zdorazowych warunkach ruchowych. Wada tych wtrysMwaczy polega na tym, ze przy produkcji masowej agregaty te moga byc jednak wytwarzane po dogodnych cenach tylko przy utrzymywaniu niezbyt malych tolerancji.Zadaniem wynalazku jest stworzenie urzadzenia, za pomoca którego mozna byloby niwelowac to¬ lerancje poszczególnych agregatów silnika spalino¬ wego przez korekte w przyrzadzie sterujacym.Ta korekta powinna nastepowac w taki sposób, azeby wartosc, o która czas trwania otwarcia zo¬ stanie przedluzony lub slkróoony, powinna pozo¬ stawac stala przez caly zakres liczby obrotów, zeby mozna bylo uniknac zbyt duzego wplywu powstajacego przy wysokiej liczbie obrotów wzglednie przy wysokim cisnieniu w rurze ssacej.Przy opisanym na wstepie rodzaju wtryskiwacza paliwa, zgodnie z wynalazkiem w celu wykonania zamierzonej korekty, zastosowano polaczenie su¬ waka dzielnika napiecia z czlonem sterujacym, przewaznie nastawialnego, który wywiera przej- 777723 77772 4 sciowo wplyw na czlon wydluzania impulsów przez ich skracanie lub wydluzanie. Korzystne jest przy¬ laczenie do suwaka dzielnika napiecia jednako¬ wych elektrod dwóch diod, z których jedna pola¬ czona jest z emiterem tranzystora nalezacego do czlonu wydluzania impulsów, a druga — z kolek¬ torem tranzystora przerzutnikowego nalezacego do czlonu sterujacego.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania podanym na rysunku, na któ¬ rym fig. 1 przedstawia uklad polaczen i czescio¬ wo schematyczne ujecie wtryskiwacza silnika spa¬ linowego, a fig. 2 — wykres czasowy dla wyja¬ snienia sposobu dzialania zgodnego z wynalazkiem urzadzenia korygujacego.Wtryskiwacz paliwa wedlug fig. 1 przeznaczony jest do pracy czterocylindrowego silnika spalino¬ wego, którego swiece zaplonowe 12 przylaczone sa do nieprzedsltawianego na rysunku ukladu za¬ plonowego wysokiego napiecia. W bezposrednim sasiedztwie nie pokazanych na rysunku zaworów wlotowych, nalezacych do poszczególnych cylin¬ drów silnika spalinowego, na kazdym prowadza¬ cym do tych cylindrów króccu rozgaleznym rury ssacej 13 osadzono po jednym zaworze wtrysko¬ wym 14, uruchamianym elektromagnetycznie.Do kazdego zaworu wtryskowego dostarczane jest paliwo z rozdzielacza 16 poprzez jeden z oznaczo¬ nych jako 15 przewodów paliwowych. W rozdzie¬ laczu 16 i w przewodach 15 paliwo utrzymywane jest przez napedzana silnikiem elektrycznym pom¬ pe 17 pod prawie stalym cisnieniem bezwzgled¬ nym, wynoszacym okolo 3 atmosfery i(= 2 atn), kontrolowanym przez regulator cisnienia 18.Kazdy z zaworów wtryskowydh 14 zawiera nie- uwidocznione na rysunku uzwojenie magnesujace, którego jeden koniec jest przylozony do masy, pod¬ czas gdy drugi koniec kazdego z tych uzwojen polaczony jest poprzez przewody laczeniowe 19 z jednym z czterech oporników 20. W przedsta¬ wionym przykladzie wykonania wszystkie cztery zawory wtryskowe sa wprowadzane w stan otwar¬ cia jednoczesnie i w kolejnosci synchronicznej z obrotami walu korbowego silnika spalinowego.Staje sie to kazdorazowo dzieki elektrycznemu impulsowi otwarcia I , który okresla czas trwania otwarcia zaworów wtryskowych i na czas trwania procesu wtryskiwania wprowadza w stan prze¬ wodzenia czlon mocy 22 opisanego ponizej elek¬ tronicznego urzadzenia sterujacego.Elektroniczne urzadzenie sterujace zawiera mo- nostabilmy przerzutnik 25, czlon rewersyjny 26 oraz przylaczony do nich czlon wydluzania impul¬ sów 27 i czlon „lub" 28, do którego przylaczony jest czlon mocy '22, a ponadto czlon korygujacy 30 wedlug wynalazku.Przerzutnik sterujacy 25 zawiera przede wszyst¬ kim tranzystor wejsciowy 31 i przylaczony do jego kolektora swoja baza tranzystor wyjsciowy 32. Z kolektora tranzystora wyjsciowego 32 do wspól¬ nego przewodu dodatniego 33 prowadzi polaczone szeregowo z opornoscia obciazenia 34 uzwojenie pierwotne 35 transformatora 36, który ma prze¬ stawiamy rdzen 37. Rdzen ten jest polaczony za posrednictwem drazka 38 z niepokazana na ry¬ sunku membrana czujnika cisnienia 39, który osa¬ dzony jest na rurze ssacej 13 silnika spalinowego w kierunku ssania, za przepustnica 41, przesta- wialna za pomoca pedalu 40.W stanie spoczynku tranzystor wejsciowy 31 przerzutnika sterujacego 25 utrzymywany jest w stanie przewodzenia przez opornik 43 laczacy jego baze ze wspólnym przewodem dodatnim 33. Po¬ przez diode 44 przylaczone jest ponadto do jego bazy uzwojenie wtórne 45 transformatora 36, dru¬ gi koniec tego uzwojenia znajduje sie w punkcie polaczenia dwóch oporników 46 i 47, dzialajacych jako dzielnik napiecia.Dla wprowadzenia przerzutnika sterujacego 25 w niestale polozenie relaksacyjne w kolejnosci synchronicznej z obrotami walu korbowego silnika spalinowego 11 kazdorazowo na czas trwania im¬ pulsu zasadniczego In, z oznaczonym jako 50 wa¬ lem korbowym silnika spalinowego sprzegnieta jest krzywka sterownicza 51, która wspólpracuje ze stykiem ruchomym 53, przylaczonym do wspól¬ nego przewodu ujemnego 52 inieuwidocznionego zreszta na rysunku zródla pradu roboczego, do styku stalego 54 przylaczona jest opornosc lado¬ wania 55 i elektroda kondensatora sprzegajacego 56. Druga elektroda tego kondensatora polaczona jest poprzez druga opornosc ladowania 57 z prze¬ wodem ujemnym 52, a poprzez diode 58 — z baza tranzystora wejsciowego 31. Dopóki styk rucho¬ my 53 pozostaje w przedstawionym na rysunku polozeniu otwartym, kondensator 56 moze byc la¬ dowany poprzez obie opornosci 55 i 57 napieciem ruchowym, panujacym miedzy przewodem ujem¬ nym 52 i przewodem dodatnim 53.Jezeli nastepnie styk ruchomy 53 zostanie przy¬ cisniety przez krzywke sterownicza 51 do styku stalego 54 i naladowana dodatnio elektroda kon¬ densatora 56 zostanie polaczona z potencjalem ujemnym, wówczas na baze tranzystora wejscio¬ wego 31 zostanie podany wysoki potencjal ujemny, tak ze tranzystor 31 zostanie zablokowany, co po¬ zwoli na uzyskanie stanu przewodzenia tranzysto¬ ra wyjsciowego 32.Plynacy wówczas przez uzwojenie pierwotne 35 prad kolektorowy tranzystora wyjsciowego 32 in¬ dukuje w uzwojeniu wtórnym 45 napiecie, dzieki któremu tranzystor wejsciowy 31 moze byc w dal¬ szym ciagu utrzymywany w stanie zablokowanym, przy czym czas trwania tego stanu zablokowania jest zalezny od cisnienia panujacego kazdorazowo w rurze ssacej 13 silnika spalinowego. Jezeli mia¬ nowicie cisnienie to przy zamknietej lub prawie zamknietej przepuistnicy 41 spadnie daleko ponizej zewnetrznego cisnienia atmosferycznego, czujka membranowa 39 podniesie rdzen zelazny 37 w kie¬ runku wskazanym na rysunku przez strzalke i po¬ wiekszy przy tym szczeline powietrzna w transfor¬ matorze 36, tak ze indukcyjmosc uzwojenia pier¬ wotnego 35 zostanie znacznie obnizona. Poniewaz tranzystor wejsciowy 31 powróci wówczas wskutek malej wartosci indukowanego napiecia szybko z po¬ wrotem do poprzedniego stanu przewodzenia, a tranzystor wyjsciowy 32 zostanie przy tym znowu zablokowany, odbierany na kolektorze tranzystora wyjsciowego impuls zasadniczy In ma tylko krótki (10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 77772 6 czas trwania wynoszacy okolo 1,2 msek. Jezeli jednak zostanie bardziej nacisniety pedal gaznika 40, a przepustnica 41 zostanie przy tym doprowa¬ dzona do polozenia otwarcia, wówczas równiez przy duzej liczbie obrotów panuje za przepustnica w kierunku zasysania cisnienie powietrza, które jest tylko nieznacznie mniejsze od cisnienia po- 'wietrza atmosferycznego.Poniewaz wówczas rdzen zelazny 37 moze byc tylko bardzo nieznacznie podniesiony, uzwojenie pierwotne 35 ma duza indukcyjnosc, co doprowa¬ dza do powolnego wzrostu pradu kolektorowego w uzwojeniu pierwotnym 35 i do dluzszego czasu trwania impulsu zasadniczego In, do okolo 4,2 msek.W przedstawionym przykladzie wykonania impuls zasadniczy In odbierany jest z tranzystora wyj¬ sciowego 32 i podawany poprzez czlon rewersyjny 26 do czlonu wydluzania impulsów 27, który wy¬ twarza przylaczajacy sie bezposrednio do impulsu zasadniczego impuls wydluzajacy Iy, którego czas trwania jest wiekszy od czasu trwania impulsu zasadniczego o pewna nastawialna wartosc. War¬ tosc ta moze byc zmieniana w znany sposób w za¬ leznosci od róznych warunków ruchowych silnika spalinowego, na przyklad od kazdorazowej tempe¬ ratury wody chlodzacej.W szczególnosci czlon wydluzania impulsów 27 zawiera kondensator obwodu pamieciowego 60, tranzystor ladowania 61, tranzystor wyladowania 62, tranzystor przerzutnikowy 63, którego emiter przylaczony jest bezposrednio do przewodu ujem¬ nego 52, podczas gdy jego baza polaczona jest za¬ równo z opornikiem 64 prowadzacym do przewo¬ du ujemnego, jak równiez poprzez diode 83 z elek¬ troda kondensatora obwodu pamieciowego 60 oraz z kolektora tranzystora wyladowania 62. Baza tranzystora wyladowania 62 jest (polaczona z punktem wspólnym dwóch oporników 65 i 66, dzia¬ lajacych jako dzielnik napiecia, a jego emiter jest polaczony poprzez opornik 67 ze wspólnym prze¬ wodem dodatnim 33.Tranzystor ladowania '61 przylaczany jest swoim kolektorem do drugiej elektrody kondensatora ob¬ wodu pamieciowego 60. Jest on przylaczony jako wtórnik emiterowy, poniewaz jego emiter przyla¬ czony jest poprzez opornik emiterowy 69 do prze¬ wodu dodatniego 33, a jego baza przylaczona jest bezposrednio do kolektora tranzystora 70, przyna¬ leznego do czlonu rewersyjnego 26. Tranzystor 70 ma opornosc obciazenia oznaczona jako 73, jego baza jest powiazana poprzez opornik 71 z prze¬ wodem ujemnym 52, a poprzez opornik 72 — z kolektorem tranzystora wyjsciowego 32.Z kolektorem tranzystora 70 polaczona jest po¬ przez pierwszy opornik sprzegajacy 76 baza nale¬ zacego do czlonu „lub" 28 tranzystora 75, która poza tym polaczona jest poprzez opornik 77 do przewodu ujemnego 52 oraz poprzez drugi opornik sprzegajacy 78 do kolektora nalezacego do czlonu 27 tranzystora przerzutnikowego 63 i do jego opor¬ nosci obciazenia 68. Kolektor tranzystora 75 jest polaczony poprzez opornik 79 ze wspólnym prze¬ wodem dodatnim 33, podczas gdy prowadzacy od jego emitera do przewodu ujemnego opornik 80 sluzy. jako opornosc obciazenia, do której przyla¬ czona jest baza tranzystora Sil typu npn, który wraz z tranzystorem macy 82 typu pnp tworzy czlon mocy 22.Opisany dotychczas Uklad polaczen jest w za- 5 sadzie znany. Dlatego tez jego sposób dzialania moze byc w ogólnych zarysach opisany, jak po¬ nizej. Gdy bedacy w ruchu silnik spalinowy przy kazdym obrocie walu korbowego doprowadza za pomoca krzywki sterowniczej 51 styk ruchomy 53 io do polozenia zwartego, wówczas przewodzacy prad w stanie spoczynku tranzystor wejsciowy 31 zosta¬ je zablokowany i w opisany juiz wyzej sposób wy¬ twarza sie impuls zasadniczy In, którego czas trwa¬ nia zalezy od liczby obrotów i od polozenia prze- is pustnicy. Podczas czasu trwania tego impulsu za¬ sadniczego przewodzacy w stanie spoczynku tran¬ zystor 70 czlonu „i" 26 jest zablokowany, tak ze wówczas nalezacy do czlonu „lub" 28 tranzystor 75 imoze byc doprowadzony do stanu przewodze- 20 nia przez opornik sprzegajacy 76, który doprowa¬ dza równiez do stanu przewodzenia tranzystor 81 i tranzystor mocy 82. W stanie spoczynku wartosc potencjalu kolektora tranzystora ladowania 61, jak równiez wartosc potencjalu kolektora bedacego 25 wówczas w stanie przewodzenia tranzystora 70 sa równe prawie wartosci potencjalu przewodu ujem¬ nego 52. Napiecie Uc na kondensatorze obwodu pamieciowego 60 jest wówczas praktycznie równe zeru. Z chwila jednak pojawienia sie impulsu za- 30 sadniczego In, potencjal bazy tranzystora ladowa¬ nia 61, wskutek plynacego przez opornik 73 pradu bazy tranzystora 75 czlonu „lub", dazy do uzyska¬ nia wartosci, bedacej wartoscia srednia pomiedzy potencjalem przewodu dodatniego 33 i potencjalu 35 przewodu ujemnego 52, tak ze tranzystor ladowa¬ nia 61 moze dostarczac do kondensatora obwodu pamieciowego 60 staly prad ladowania. Podczas czasu trwania impulsu zasadniczego In napiecia Uc na kondensatorze obwodu pamieciowego 60 wzra- 40 sta liniowo, jak to pokazano na fig. 2 dla impulsu zasadniczego In trwajacego od chwili zamkniecia tx do chwili koncowej t2. Gdy tylko jednak przy koncu takiego impulsu zasadniczego tranzystor re¬ wersyjny 70 stanie sie znowu przewodzacym, uzy- 45 skuje wysoce ujemny potencjal jego kolektor, a tym samym równiez i kolektor tranzystora lado¬ wania 61, czego nastepstwem jest to, ze zebrany w miedzyczasie na kondensatorze pamieci 60 la¬ dunek czyni baze tranzystora przerzutnikowego 63 50 równiez wysoce ujemna i dlatego blokuje tranzy¬ stor przerzutnikowy 63 i to mianowicie tak dlugo, dopóki ladunek ten nie splynie poprzez tranzystor wyladowania 62.Przy warunkach branych za podstawe w fig. 2 55 ten proces wyladowania trwa od chwili t2 do chwili t3, w której tranzystor przerzutnikowy 63 osiaga znowu stan przewodzenia.Poniewaz podczas tego stanu blokady tranzysto¬ ra przerzutnikowego 63 tranzystor „lub" 75 moze 60 byc przez drugi opornik sprzegajacy 78 i opornik kolektora 68 utrzymywany w stanie przewodzenia, do impulsu zasadniczego In dolacza sie impuls wy¬ dluzony Iy, który wraz z impulsem zasadniczym tworzy impuls calkowity I , okreslajacy czas trwa- 65 nia otwarcia, a stad ilosc paliwa, wtryskiwana pod-77772 8 czas tego przebiegu otwarcia zaworów wtrysko¬ wych.Jak to zaznaczono na dolnej czesci wykresu po¬ danego na fig. 2, wyladowanie kondensatora obwo¬ du pamieciowego 60 podczas czasu trwania impul¬ su wydluzonego Iy nie nastepuje ze stalym, ply¬ nacym przez tranzystor wyladowania 62 pradem wyladowania. Urzadzenie korygujace 30 ma wla¬ snie na celu to, zeby w obrebie calego zakresu obrotów i obciazenia impuls wydluzajacy ulegal 'korekcie o wartosc niezmienna.W szczególnosci urzadzenie korygujace 30 za¬ wiera monostabilny czlon sterujacy, który ma staly czas wlaczenia wynoszacy okolo 1 milisekundy i który sklada sie z tranzystora 85 typu npn, któ¬ rego baza polaczona jest z opornikiem 86 prowa¬ dzacym do wspólnego przewodu ujemnego 52 oraz z katoda diody 87, której anoda przylaczona jest poprzez opornik: 88 do wspólnego przewodu do¬ datniego 33. W stanie spoczynku tranzystor 85 utrzymywany jest w stanie przewodzenia przez opornik 88. Azeby tranzystor ten mógl kazdorazo¬ wo przy koncu dostarczanego przez przerzutnik sterujacy 25 impulsu zasadniczego I przejsc w nie¬ staly stan zablokowania, jego baza jest poprzez opornik sprzegajacy 89 i poprzez polaczony z nim szeregowo, dostosowany do zadanego czasu wlacza¬ nia wynoszacego 1 milisekunde kondensator 90 przylaczona do kolektora tranzystora wejsciowego 31 przerzutnitoa sterujacego 25. Ponadto pomiedzy przewodem dodatnim 33 i przewodem ujemnym 52 przewidziano nastawialny dzielnik napiecia, który sklada sie z polaczonego z przewodem ujemnym 52 opornika nienastawnego 91, z polaczonego z prze¬ wodem dodatnim 33 drugiego opornika nienastaw¬ nego 92 oraz z umieszczonego miedzy tymi opor¬ nikami potencjometru 93. Suwak 94 potencjometru 93 polaczony jest poprzez opornik ograniczajacy 95 z anodami dwóch diod 96 i 97, z których pierwsza przylaczona jest do polaczonego-poprzez opornik 98 z przewodem dodatnim 33 kolektora tranzystora •przerzutnilkowego 85, podczas gdy katoda drugiej diody polaczona jest z emiterem tranzystora wy¬ ladowania 62 czlonu wydluzania impulsów 27. Pod¬ czas trwania czasu korekcyjnego T , który naste¬ puje bezposrednio po chwili t2, tranzystor prze- rzutnikowy 85 jest zablokowany. Poniewaz dioda 96 jest wówczas równiez zablokowana, przez diode 97 moze plynac do kolektora tranzystora wylado¬ wania 62 dodatkowy prad zasilajacy, który powo¬ duje podczas trwania czasu T znacznie wiekszy prad wyladowania kondensatora 60. Prad wylado¬ wania kondensatora 60^kresla jednak miarodajnie czas trwania' Ty impulsu wydluzajacego, wytwo¬ rzonego przez czlon 27. Poniewaz prad dodatkowy plynie tylko podczas utrzymywanego przez kon¬ densator niezmiennie zalozonego czasu wlaczenia T o wielkosci 1 milisekundy, czas trwania wtryski¬ wania moze byc zmieniany zawsze tylko o wartosc uzyskana podczas czasu trwania T .Na* fig. 2 odtworzono linia przerywana a prze¬ bieg napiecia kondensatorowego Uc na kondensa¬ torze obwodu pamieciowego 60, który nastepuje w taki sposób, wówczas gdy suwak 94 potencjo¬ metru 93 znajduje sie blisko potencjalu ujemnego.W tym przypadku wystepuje przedluzenie czasu trwania wtryskiwania. Wykonany linia kreska-kro- 5 pka przebieg linii c odpowiada polozeniu suwaka 94 potencjometru 93 blisko potencjalu dodatniego, przez co uzyskuje sie skrócenie czasu wtryskiwa¬ nia. Ciagla linia b na fig. 2 odnosi sie do srodko¬ wego polozenia suwaka potencjometru, przy któ¬ rym urzadzenie korygujace 30 nie dziala.Szczególna zaleta opisanego urzadzenia korygu¬ jacego polega na tym, ze wielkosc korekty jest niezalezna od okreslonego przez warunki ruchowe (liczba obrotów, cisnienie w rurze ssacej itd.) czasu trwania Wtryskiwania i dlatego tez pozwala to na wyeliminowanie w prosty sposób wplywu toleran¬ cji zastosowanych agregatów dodatkowych, na przy¬ klad konwertora cisnienia w rurze ssacej 39. Kon¬ wertor cisnienia w rurze ssacej moze byc rozpa¬ trywany zastepczo zamiast licznych innych, nie od¬ tworzonych na rysunku agregatów, które wskutek tolerancji przy ich wytwarzaniu stwarzaja koniecz¬ nosc wykonania na drodze elektrycznej zrówno¬ wazenia wtryskiwacza w stanie zabudowanym, co zostalo umozliwione przez zgodne z wynalazkiem urzadzenie korygujace*30. PL PL PL