SU1537862A1 - Система управлени двигателем внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет снизить токсичность отработавшихс  газов и повысить надежность двигател  путем автоматического изменени  числа фаз впрыскивани  топлива. Система содержит регул тор 1 частоты вращени , регул тор 2 опережени  впрыскивани , формирователь 3 командных импульсов, подаваемых на форсунку 4 двигател  5. Информаци , поступающа  с датчиков 6 давлени  в цилиндре, датчика 15 температуры отработавших газов, датчика 19 содержани  окислов азота и сажи в отработавших газах через соответствующие пороговые элементы и счетчики поступает на вход коммутатора 23 фаз впрыскивани . При плавном изменении нагрузки, частоты вращени  или других параметров, определ ющих продолжительность впрыскивани  дл  того, чтобы исключить работу устройства в переходном режиме, в устройство введен счетчик 29 циклов впрыскивани  .Система обеспечивает автоматический переход на двухфазную подачу топлива в случае, если величина контролируемых параметров превысит определенное число раз свое допустимое значение. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

1

(21)4222412/25-06

(22)06.04.87

(46) 23.01.90. Вюл. № 3

(71)Коломенский филиал Всесоюзного заочного политехнического института

(72)Ф.И.Пинский, Н.Х.М льдзин и В.К.Дутиков

(53)621.43-055(088.8)

(56)Пинский Ф.И., Кузин В.Е., Долинин В.Н. Унифицированное электронное устройство регулировани  топ- ливоподачи. - Двигателестроение, 1982, If 7, с. 53-54.

(54)СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

(57)Изобретение позвол ет снизить токсичность отработавших газов и повысить надежность двигател  путем автоматического изменени  числа фаз впрыскивани  топлива. Система содержит регул тор 1 частоты вращени , регул тор 2 опережени  впрыскивани ,

формирователь 3 командных импульсов, подаваемых на форсунку 4 двигател  5. Информаци , поступающа  с датчиков б давлени  в цилиндре, датчика 15 температуры отработвших газов, датчика 19 содержани  окислов азота и сажи в отработавших газах через соответствующие пороговые элементы и счетчики поступает на вход коммутатора 23 фаз вспрыскивани . При плавном изменении нагрузки, частоты вращени  или других параметров, определ ющих продолжительность впрыскивани  дл  того, чтобы исключить работу устройства в переходном режиме, в устройство введен счетчик 29 циклов вспрыскивани . Система обеспечивает автоматический переход на двухфазную подачу топлива в случае, если величина контролируемых параметров превысит определенное число раз свое допустимое значение. 5 з.п. Л-лы, 1 ил.

Ј

(Л

ел

00

Изобретение относитс  к области автоматического регулировани  двигателей внутреннего сгорани .

Цель изобретени  - снижение токсичности отработавших газов и повышение надежности двигател  путем автоматического изменени  числа фаз впрыскивани  топлива.

На чертеже представлена схема сие- темы управлени .

Система содержит регул тор 1 частоты вращени , регул тор 2 опережени  впрыскивани , формирователь 3 командных импульсов, подаваемых на электро управл емую форсунку 4 двигател  5, датчик 6 давлени  в цилиндре, пороговый элемент 7, ключ 8, счетчик 9, элемент ИЛИ 10, блок 11 вычислени  скорости нарастани  давлени  в цилиндре, пороговый элемент 12, ключ 13, счетчик 14, датчик 15 температуры отработавших газов, пороговый элемент 16, ключ 17, счетчик 18, датчик 19 содержани  окислов азота ц сажи в отработавших газах, пороговый элемент 20, ключ 21, счетчик 22, коммутатор 23 фаз впрыскивани , запоминающее устройство 24,элемент ИЛИ 25, блок 26 вычислени  скорости изменени  выходного сигнала регул тора частоты вращени , пороговый элемент 27, элемент ИЛИ 28, счетчик 29, ключ 30, блок 31 сравнени .

Пороговые элементы 7,12,16 и 20, св занные соответственно с ключами 8, 13,17 и 21 и счетчиками 9,14,18 и 22, образуют задатчик 32 числа фаз впрыскивани , а блок 26 вычислени , пороговый элемент 27, счетчик 29 и ключ 30 образуют устройство 33 блокировки. Датчик 6 давлени  в цилиндре соединен одновременно с входом блока 11 вычислени  скорости нарастани  давлени  и входом порогового элемента 7, выход которого соединен с входом клю- ча 8, выход ключа 8 соединен со счетным входом счетчика 9, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 10. Выход блока 11 вычислени  скорости нарастани  давлени  соединен с входом порогового элемента 8, выход которого соединен с входом ключа 12, выход последнего соединен со счетным входом счетчика 13, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 10.

Датчик 15 температуры отработавших газов соединен с входом порогового элемента 16, выход которого со

5

5

0

0

5

единен с входом ключа 17, выход которого соединен со счетным входом счетчика 18. Выходы счетчика 18 соединен с третьим, входом элемента ИЛИЮ.

Датчик 19 содержани  окислов азота и сажи в отработавших газах соединен с входом порогового элемента 20, выход которого соединен с входом ключа 21, выход которого соединен с входом счетчика 22. Выход счетчика 22 соединен с четвертым входом элемента ИЛИ 10. Выход элемента ИЛИ 10 соединен одновременно с первым входом коммутатора 23 фаз и вторым входом запоминающего устройства 24. Выход коммутатора фаз соединен одновременно с первым входом регул тора 2 опережени  впрыскивани  и первым входом элемента ИЛИ 25. Выход регул тора 1 частоты вращени  соединен одновременно с первым входом формировател  3 командных импульсов , входом блока 26 вычислени  скорости изменени  выходного сигнала регул тора 1, счетным входом счетчика 29 и входом ключа 30. Выход блока 26 соединен с входом порогового элемента 27, выход которого соединен одновременно с вторыми входами элементов ИЛИ 25 и 28 и обнул ющим входом счетчика 29. Выход счетчика 29 соединен одновременно с разрешающими входами ключей 8, 13, 17, 21 и 30, а выход ключа 30 соединен одновременно с вторым входом регул тора 2 опережени  впрыскивани , первым входом блока 31 сравнени  и первым входом запоминающего устройства 24, выход которого соединен с вторым входом блока 31 сравнени , выходом соединенного с первым входом элемента ИЛИ 28. Выход элемента ШШ 28 соединен с вторым входом коммутатора 23 фаз. Выход элемента ИЛИ 25 соединен одновременно с обнул ющими входами счетчиков 9,14, 18 и 22, а выход регул тора 2 опережени  соединен с вторым входом формировател  3 командных импульсов, выход которого подключен к электро- управл емой форсунке.

Система управлени  работает следующим образом.

Сигнал с выхода регул тора 1 частоты вращени , определ ющий длительность командного импульса; и сигнал с выхода регул тора 2 опережени , определ ющий момент начала вспрыскивани , поступают соответственно на

резкому набросу нагрузки или резкому увеличению частоты вращени .

Но сигналу, поступающему на второй вход коммутатора 23 фаз, на его выходе формируетс  сигнал, по которому регул тор 2 опережени  переключаетс  на формирование одного импульса начала подачи, т.е. на формирование од- носЬаэной подачи.

Введение блока 26 и порогового элемента 27 позвол ет при набросе нагрузки или резком увеличении частоты вращени  перейти на однофазное впрыскивание и одновременно обнулить счетчики 9,14,18 и 22, т.е. установить схему в исходное состо ние.

При плавном изменении нагрузки, частоты вращени  или других параметров , определ ющих продолжительность впрыскивани , дл  то:о, чтобы исключить работу устройства в переходном режиме, в устройство введен счетчик 29 циклов впрыскивани .

В счетчике 29 имеетс  уставка, соответствующа  числу циклов, отводимому на стабилизацию режима работы двигател . Обнуление счетчика 29 происходит по сигналу с выхода порогового элемента 27. После отсчета заданного числа циклов, что соответствует стабилизации режима, на выходе счетчика 29 Формируетс  сигнал разрешени  дл  кточей 8,13, 17, 21 и 30. С этого момента счетчики 9, 14, 18 и 22 начинают счет превышени  контролируемых параметров своих предельных значений и одновременно через ключ 30, первый вход которого соединен с выходом регул тора 1 частоты , сигнал, соответствующий текущему значению продолжительности впрыскивани , начинает поступать на первый вход блока 31 сравнени  и на первый вход запоминающего устройст ва 24. В блоке сравнени  происходит сравнение текущего значени  сигнала, определ ющего продолжительности впрыкивани , и сигнала, соответствующего продолжительности впрыскивани  при односЬазном впрыскивании, предшествующем двухАазному впрыскиванию.

Если ТРКЛЩРР значение сигнала, определ ющее продолжительность впрыкивани , становитс  меньше сигнала, хран щегос  в устройстве 24, что соответствует уменьшению нагрузки или частоты вращени , ю на выходе блока 31 Сравнени  (Нормируетс  сигнал, по-

5

0

5

0

5

ступающий на вход элемента ИЛИ 28 и через него на второй вход коммутатора 23 фаз, по которому происходит переключение на однофазную подачу.

С выхода ключа 30 сигнал, определ ющий продолжительность впрыскивани , одновременно поступает на второй вход регул тора 2 опережени . В режиме двухбазного впрыскивани  пропорционально этому сигналу формируетс  продолжительность первой фазы впрыскивани  и продолжительность паузы между первой и второй фазами впрыскивани .

Таким образом, система управлени  двигател  с устройством автоматического изменени  числа Фаз впрыскивани  позвол ет автоматически осуществить переход на двухфазную подачу топлива в случае, если на установившемс  режиме один из контролируемых параметров , а именно максимальное давление сгорани , максимальна  скорость нарастани  давлени  при сгорании, максимальна  температура отработавших газов, содержание окислов азота и сажи в отработавших газах, превыс т определенное число раз свое допустимое значение. Помимо этого предлагаема  система позвоч ет автоматически устанавливать продолжительность первой фазы впрыскивани  и паузы между первой и второй фазами впрыскивани . Все это позвол ет улучшить показатели рабочего процесса и экологические показатели двигател .

0

5

0

5

т е

ПИЯ

Claims (6)

1. Система управлени  двигателем внутреннего сгорани , содержаща  по меньшей мере один датчик контролируемых параметров, регул тор частоты вращени , регул тор опережени  впрыскивани  топлива, задатчик числа фаз впрыскивани , вход которого св зан с одним из входов регул тора опережени  впрыскивани  топлива, другой вход которого св зан с выходом регул тора частоты вращени , и формирователь командных ИМПУЛЬСОВ, один из входов которого св зан с выходом регул тора частоты вращени , другой вход св зан с выходом ре|ул тора опережени  впрыскивани  топ пива, а выход подключен к электрочправч емой форсунке впрыскивани  топлива, о т л и- чающа с  тем, что, с целью снижени  токсичности отработавших газов и повышени  падежное тн двигатепервый и второй входы формировател  3 командных импульсов, с выхода которого управл ющие импульсы поступают на электроуправл емую форсунку 4, впрыскивающую топливо в двигатель 5.

Датчик 6 давлени , преобразующий давление в соответствующее значение электрического сигнала, соединен с входом порогового элемента 7, на вы- ходе которого формируетс  сигнал в случае, если входной сигнал, т.е. сигнал , определ ющий давление в цилиндре , превысит свое заданное предельное значение,. Выход первого порогового элемента 7 через ключ 8, дающий разрешение на прохождение сигнала и имеющий разрешающий вход, поступает на первый счетный вход счетчика 9, который производит подсчет числа сигна- лов на выходе первого порогового элемента 7, т.е. числа превышений значени  давлени  в цилиндре своего предельного значени .

Выход датчика 6 давлени  в цилинд- ре одновременно соединен с входом блока 11 вычислени  скорости нарастани  давлени  в цилиндре, в котором формируетс  сигнал первой производной по времени от значени  давлени  в ци- линдре. Выход блока 11 соединен с входом порогового элемента 12 и далее через ключ 13 с счетным входом счетчика 14, который производит подсчет числа сигналов на выходе второго порогового элемента 12, т.е. числа превышений значени  скорости нарастани  давлени  в цилиндре своего заданного предельного значени . Выход счетчика 14 соединен с вторым входом эле- мента ШШ 10.

Выход датчика 1Ь температуры соединен с входом порогового элемента 16 и далее через ключ 17 - со счетным входом счетчика 18, который произво- дит подсчет числа сигналов на выходе порогового элемента 16, т.е. числа превышени  значени  температуры отработавших газов своего заданного предельного значени .

Выход датчика 19 содержани  окислов азота и сажи соединен с входом порогового элемента 20 и далее через ключ 21 со счетным входом счетчика 22 который производит подсчет числа сигналов на выходе порогового элемента 20, т.е. числа превышений значени  содержани  окислов азота и сажи своего заданного предельного значени .

Q 5 Q

5 0 Q

5

0

5

Уставки счетчиков 9,14,18 и 22 могут быть равными, а могут отличатьс  в зависимости от важности того или иного контролируемого параметра дл  конкретного двигател . Наличие счетчиков 9,14,18 и 22, отсчитывающих определенное число превышений контролируемых параметров своих предельных значений, позвол ет исключить ложное срабатывание устройства при случайных воздействи х на двигатель.

В случае достижени  числа превышений предельных значений уставки по любому из контролируемых параметров на выходе элемента ШШ 10 формируетс  сигнал на изменение числа фаз впрыскивани , поступающий на первый вход коммутатора 23 фаз, на выходе коммутатора по этому сигналу формируетс  сигнал, по которому регул тор 2 опережени  переключаетс  на формирование двух импульсов начала подачи, т.е. на формирование двухфазной подачи .

При выработке сигнала перехода на двухфазное впрыскивание происходит запоминание текущего значени  сигнала , определ ющего продолжительность вспрыскивани  при однофазном впрыскивании , предшествующем двухфазному впрыскиванию. Запоминание происходит в устройстве 24 по сигналу с выхода элемента 11ЛИ 10. Сигнал с выхода коммутатора 23 фаз, соответствующий включению двухфазного впрыскивани , подаетс  на первый вход регул тора 2 опережени  и одновременно на первый вход элемента Ш1И 25, выход которого соединен с обнул ющими входами счетчиков 9,14,18 и 22, что позвол ет обнулить счетчики после включени  двухфазной подачи.

Дл  исключени  работы устройства при резком изменении продолжительности впрыскивани , что соответствует резкому изменению частоты вращени  или нагрузки, в устройство введен блок 26 вычислени  скорости изменени  выходного сигнала регул тора 1, выходом соединенный с входом порогового элемента 27. На выходе порогового элемента формируетс  сигнал , если скорость изменени  сигнала с выхода регул тора частоты вращени , определ ющего продолжительность впрыскивани , превысит предельное заданное значение, что соответствует

л  путем автоматического изменени  числа фаз впрыскивани  топлива, система снабжена коммутатором фаз впрыскивани , запоминающим устройством, блоком сравнени , двум  элементами ИЛИ, устройством блокировки с выходом обнулени  и выходом разрешени  и выполненным в виде блока вычислени  скорости изменени  выходного сигнала регул тора частоты вращени , порогового элемента, счетчика и ключа, а задатчик числа фаз впрыскивани  выполнен в виде многоканального формировател  с входами обнулени  и разре- шени , число каналов которого равно количеству датчиков контролируемых параметров, причем коммутатор фаз впрыскивани  первым входом и выходом включен в электрическую линию св зи задатчика числа фаз впрыскивани  с одним из входов регул тора опережени  впрыскивани , а устройство блокировки входом и выходом включено в электрическую линию св зи регул тора частоты вращени  с другим входом регул тора опережени  впрыскивани , блок вычислени  скорости изменени  выходного сигнала регуп тора частоты вращени , вход которого выполнен в виде устройства блокировки, выходом подключен к входу порогового элемента , выход которого выполнен в виде выхода обнулени  устройства блокировки и св зан также с входом установки в О счетчика, счетный вход которого св зан с входом ключа и подключен к . входу блока вычислени  скорости изменени  выходного сигнала регул тора частоты вращени , выход счетчика выполнен в виде выхода разрешени  устройства блокировки и подключен к управл ющему входу ключа, выход которого выполнен в виде выхода устройства блокировки, св занного также с одним из входов блока сравнени , другой вход которого подключен к выходу запоминающего устройства, выход блока сравнени  св зан с одним из выходов первого элемента ИЛИ, другой вход которого св зан с выходом обнулени  устройства блокировки, а выход св зан с вторым входом коммутатора фаз t впрыскивани , выход которого подклю-

0

5

0

5

0

5

0

чен к одному из входов второго элемента ИЛИ, другой вход которого св зан с выходом обнулени  устройства блокировки, а выход св зан с входом обнулени  задатчика числа фаз впрыскивани , вход разрешени  которого св зан с выходом разрешени  устройства блокировки, выход которого св зан также с первым входом запоминающего устройства, второй вход которого подключен к выходу задатчика числа фаз впрыскивани .

2.Система по п. 1, о т л и ч а ю- щ а,   с   тем, что эадатчик числа фаз впрыскивани  снабжен элементом ИЛИ, число входов которого равно числу датчиков контролируемых параметров , а каждый канал многоканального формировател  выполнен в виде последовательно св занных порогового элемента , ключа и счетчика, причем вход порогового элемента подключен к датчику контролируемых параметров, управл ющий вход ключа св зан с входом разрешени  устройства блокировки, вход установки в О счетчика св зан

с выходом второго элемента ИЛИ, а выход счетчика через элемент ИЛИ задатчика числа фаз впрыскивани  св зан с первым входом коммутабора фаз впрыскивани  и вторым входом запоминающего устройства.

3.Система по пп. 1 и 2, отличающа с  тем, что датчик контролируемых параметров выполнен

в виде датчика давлени  газов в цилиндре двигател .

4.Система по п. 3, отличающа с  тем, что датчик контролируемых параметров снабжен блоком вычислени  скорости нарастани  давлени , св занным с датчиком давлени  газов в цилиндре двигател .

5.Система по пп. 1,2,3 или 4, отличающа с  тем, что датчик контролируемых параметров выполнен в виде датчика температуры отработавших газов.

6.Система по пп. 1,2,3,4 или 5, отличающа с  тем, что чик контролируемых параметров выполнен в виде датчика содержани  сажи

и окислов азота в отработавших газах.