RU2075623C1

RU2075623C1 - Engine control method

Info

Publication number: RU2075623C1
Application number: RU93039231A
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Нагорный; Альберт Яковлевич Башкарев; Игорь Владимирович Нагорный
Original assignee: Владимир Степанович Нагорный; Альберт Яковлевич Башкарев; Игорь Владимирович Нагорный
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1997-03-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: method comes to delivery of definite metered out amounts of fuel by creating fuel pressure wave which is provided owing to change of size of piezoelectric converter when electric pulses are applied to converter. Size of fuel drops and their number is changed depending on mode of engine operation by changing parameters of electric pulses. EFFECT: decreased fuel consumption. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроение, в частности к двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано в автомобилестроении и авиастроении. The invention relates to the field of engineering, in particular to internal combustion engines and can be used in the automotive and aircraft industries.

Известен способ управления двигателем путем подачи в двигатель доз топлива в виде капель определенного размера за счет создания волны давления в топливе вследствие изменения размера пьезоэлектрического преобразователя при подаче на него электрических импульсов. A known method of controlling the engine by supplying doses of fuel in the form of droplets of a certain size to the engine by creating a pressure wave in the fuel due to a change in the size of the piezoelectric transducer when electric pulses are applied to it.

Недостаток известного способа заключается в невозможности управления размерами и числом капель топлива в зависимости от режима работы двигателя. The disadvantage of this method is the inability to control the size and number of drops of fuel, depending on the operating mode of the engine.

Задача изобретения заключается в увеличении эффективности управления двигателем, увеличении энергетических и экологических показателей двигателя и уменьшении расхода топлива. The objective of the invention is to increase the efficiency of engine management, increase energy and environmental performance of the engine and reduce fuel consumption.

Поставленная задача решается тем, что способ управления двигателем заключается в подаче в двигатель доз топлива определенного размера за счет создания волны давления в топливе вследствие изменения размера пьезоэлектрического преобразователя при подаче на него электрических импульсов, причем в зависимости от режима работы двигателя автоматически управляют размерами и числом капель путем изменения параметров электрических импульсов. The problem is solved in that the method of controlling the engine consists in delivering doses of a certain size of fuel to the engine by creating a pressure wave in the fuel due to a change in the size of the piezoelectric transducer when electric pulses are applied to it, and depending on the engine operating mode, the size and number of drops are automatically controlled by changing the parameters of the electrical pulses.

Таким образом, суть предлагаемого способа управления двигателем заключается в автоматическом формировании капель легкого топлива (бензина и т.п.) строго определенных заданных размеров и управлении от микропроцессоров или микро-ЭВМ и их числом в зависимости от режима работы двигателя, что обеспечивает реализацию точной дозы впрыскиваемого топлива на данном режиме работы двигателя. При этом, в устройствах, реализующих предлагаемый способ, не используются перемещающиеся с трением подвижные механические и электромеханические элементы, что существенно увеличивает их быстродействие, упрощает их конструкцию, обеспечивает стабильность срабатывания. В качестве исполнительного элемента устройств, реализующих предлагаемый способ управления двигателем (электрокаплеструйных головок), используется, например, пьезоэлектрический преобразователь, который при подаче на него управляющего электрического импульса, изменяет свои размеры, создает волну давления в топливе, находящемся в электрокаплеструйной головке, и таким образом формирует на выходе сопла капли топлива строго определенного размера. Размером и частотой капель топлива можно управлять изменением параметров электрических импульсов, поступающих на пьезоэлектрический преобразователь, и частотой электрических импульсов. По переднему фронту импульса, поступающего на вход пьезоэлектрического преобразователя, происходит, например, формирование капли топлива, по заднему подсос в электрокаплеструйную головку очередной дозы топлива. На чертеже в качестве примера показана функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ управления двигателем, когда электрокаплеструйные головки устанавливаются перед каждым цилиндром двигателя. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит двигатель 1, датчик частоты вращения коленчатого вала 2, датчик расхода воздуха 3, электрокаплеструйные головки 4, микропроцессор (микроЭВМ) 5, трехкомпонентный нейтрализатор выхлопных газов 6, датчик кислорода 7. При реализации предлагаемого способа управления двигателем, электрокаплеструйное управление с помощью электрокаплеструйных головок 4 сводится к прецизионному регулированию состава горючей смеси за счет точного дозирования топлива в виде заданного числа капель топлива одинакового размера, что повышает мощность двигателя, становятся чище отработанные газы и улучшаются другие характеристики двигателя (уменьшается потребление топлива, увеличивается надежность работы). Для регулирования коэффициента избыточности воздуха используется в цепи обратной связи датчик кислорода 7, установленный в выпускной системе, который измеряет концентрацию кислорода в отработавших газах и осуществляет обратную связь в системе стабилизации стехиометрического состава горючей смеси. Thus, the essence of the proposed engine control method is the automatic formation of droplets of light fuel (gasoline, etc.) of strictly defined predetermined sizes and control from microprocessors or microcomputers and their number depending on the engine operating mode, which ensures the implementation of an accurate dose fuel injected at a given engine operation mode. Moreover, in devices that implement the proposed method, moving mechanical and electromechanical elements moving with friction are not used, which significantly increases their speed, simplifies their design, and ensures stability of operation. As an actuating element of devices implementing the proposed engine control method (electro-jet heads), for example, a piezoelectric transducer is used, which, when a control electric pulse is applied to it, changes its size, creates a pressure wave in the fuel located in the electro-jet head, and thus forms at the nozzle exit a drop of fuel of a strictly defined size. The size and frequency of fuel droplets can be controlled by changing the parameters of the electrical pulses arriving at the piezoelectric transducer and the frequency of the electrical pulses. For example, a droplet of fuel is formed along the leading edge of the pulse arriving at the input of the piezoelectric transducer, along the back suction of the next dose of fuel into the electro-jet head. The drawing shows, by way of example, a functional diagram of a device that implements the proposed engine control method when electro-ink jet heads are installed in front of each engine cylinder. A device that implements the proposed method comprises an engine 1, a crankshaft rotation speed sensor 2, an air flow sensor 3, an electro-ink jet head 4, a microprocessor (microcomputer) 5, a three-component exhaust gas neutralizer 6, an oxygen sensor 7. When implementing the proposed engine control method, an electro-ink jet control by means of electro-jet heads 4 is reduced to precision control of the composition of the combustible mixture due to the exact dosage of fuel in the form of a given number of drops of fuel per of a larger size, which increases engine power, exhaust gases become cleaner and other engine characteristics improve (fuel consumption decreases, reliability increases). To regulate the coefficient of redundancy of air, an oxygen sensor 7 is used in the feedback circuit, installed in the exhaust system, which measures the concentration of oxygen in the exhaust gases and provides feedback in the stabilization system of the stoichiometric composition of the combustible mixture.

Предварительные эксперименты с лабораторными образцами исполнительных устройств, реализующих предлагаемый способ (электрокаплеструйных головок) показали, что диапазон объема одной дозы (одной капли) легкого топлива могут автоматически регулироваться от 10^-15 м³ до 10^-12 м³ с точностью 0,1 0,2% и, управляя числом капель, обеспечивается точная подача легкого топлива в двигатель с суммарным расходом 4 5 см³/с и выше. Таким образом, реализуется эффективное управление двигателями широкого класса автомобилей с качественным улучшением энергетических и экологических показателей работы двигателей, увеличением их экономичности.Preliminary experiments with laboratory samples of actuators implementing the proposed method (electro-jet heads) showed that the volume range of one dose (one drop) of light fuel can be automatically adjusted from 10 ^-15 m ³ to 10 ^-12 m ³ with an accuracy of 0.1 0, 2% and, controlling the number of drops, an accurate supply of light fuel to the engine is ensured with a total flow rate of 4 5 cm ³ / s and higher. Thus, the effective management of engines of a wide class of cars is implemented with a qualitative improvement in energy and environmental performance of engines, increasing their efficiency.

Claims

A method of controlling the engine by supplying a certain amount of fuel doses to the engine by creating a pressure wave in the fuel due to a change in the size of the piezoelectric transducer when electric pulses are applied to it, characterized in that, depending on the engine operating mode, the size and number of drops are automatically controlled by changing the parameters of the electric pulses.