SU1749516A1 - Устройство дл регулировани подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Использование: подача дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорани  на переходных режимах работы. Сущность изобретени : при резком перемещении рычага управлени  топливоподзчей электромагнитный переключатель б замыкает контакт 7 и подключает электромагнитный привод запорного органа 3 к источнику электропитани  5. Сжатый воздух через трубопровод поступает в турбокомпрессор 17 и двигатель 1. Компаратор 12 дает сигнал на отключение подачи дополнительного воздуха в момент достижени  турбокомпрессором 17 установившегос  значени  частоты вращени . 1 ил,

Description

Изобретение относитс  к двиг телест- роению и может быть использовано дл  регулировани  воздухоснабжени  ДВС.

Известно устройство дл  регулировани , содержащее регул тор частоты вращени , рычаг которого подсоединен к органу дозировани  подачи топлива, источник сжатого воздуха, подключенный к цилиндрам двигател  при помощи магистрали, установленный в ней золотник с приводом от подпружиненного сердечника электромагнита с двум  зажимами, один из которых через подвижный и неподвижный контакты с отрицательным полюсом источника питани , причем подвижный контакт св зан с дополнительным плечом рычага через пружину и выпуклую головку, дополнительное плечо жестко св зано с ограничителем хода, а выпукла  головка сопр жена с подвижным упором ограничител  перемещени  органа дозировани  подачи топлива, ограничитель выполнен с приводом от датчика давлени  наддува, сообщенного с магистралью сжатого воздуха непосредственно и с f сивером через обратный клапан, три диода, тиристор, два резистора, конденсатор и катушку индуктивности, катоды первого и второго диодов соединены с вторым зажимом электромагнита, аноды первого диода и тиристора соединены между собой и с положительным полюсом источника питани , катод тиристора через катушку индуктивности св зан с анодом второго диода, первый обкладкой конденсатора и первым зажимом первого резистора,- втора  обкладка подключена к отрицательному зажиму источни- к а питани , первый зажим второго резистора соединен с анодом третьего диода , катод которого подключен к управл ющему электроду тиристора.

Недостатком данного устройства  вл етс  низкое качество протекани  переходных процессов, во-первых, из-за того, что начало подачи дополнительного воздуха осуществл етс  только после по влени  провалов оборотов коленвала двигател , во-вторых, уровень расхода дополнительного воздуха не зависит от величины нагрузки .

Известна также система регулировани  подачи дополнительного воздуха, содержаща  блок управлени , св занный с фотоэлектрическим дымомером и датчиком частоты вращени  вала дизел . Вход усилител  св зан с выходом блока управлени , а выход - с приводом электропневматического клапана подачи дополнительного воздуха от источника сжатого воздуха через магистраль о цилиндры дизел . Датчик мощности дизел  через дифцепочку, диод, одновибратор и схему ИЛИ св зан с блоком управле ни . Второй вход схемы ИЛИ соедин ет фотоэлектрический дымомер с блоком управлени 

Недостатком данной системы  вл етс 

низкое качество переходных процессов из- за того, что начало подачи дополнительного воздуха происходит после срабатывани  датчика мощности (достаточно инерцион0 ной системы, но более быстрой, чем в предыдущем устройстве, где реагируют уже на провалы оборотов из-за наброса).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство

5 дл  регулировани  подачи дополнительного воздуха в двигатель внутреннего сгорани , содержащее запорный орган, установленный о трубопроводе подачи дополнительного воздуха, дистанционный электро0 магнитный переключатель с двум  входами и выходами, соединенными с обмоткой запорного органа с электромагнитным приводом , два компаратора, каждый из которых своим выходом соединен с одним из входов

5 дистанционного переключател , датчик скорости рычага управлени  топливопода- чей с преобразователем, выходы которого соединены с входами первого компаратора, датчик частоты вращени  ротора турбоком0 прессора с преобразователем, выход которого св зан с первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с общей шиной, и источник питани  запорного органа.

5 В известном устройстве подача дополнительного воздуха начинаетс  с момента увеличени  топливоподачи рычагом управлени  и завершаетс  в тот момент, когда частота вращени  турбокомпрессора дости0 гаеттребуемого уровн . Этому уровню соответствует порог срабатывани  второго компаратора, который отключает подачу дополнительного воздуха в двигатель.

Известное устройство обладает бопее

5 высоким быстродействием, поскольку оно включает подачу дополнительного воздуха не в момент по влени  провала оборотов двигател , а раньше - в момент увеличени  топливоподачи рычагом управлени .

0 Однако из-за посто нства порога сраба- тывзни  второго компаратора отключение подачи дополнительного воздуха происходит при вполне определенной частоте вращени  турбокомпрессора. Этот порог

5  вл етс  оптимальным только дл  одного единственного значени  приращени  нагрузки , когда этот порог соответствует установившемус  (после приема нагрузки агрегатом) значению частоты вращени  турбокомпрессора . Во всех остальных случа х

этот компаратор либо срабатывает при частоте вращени  турбокомпрессора, меньшей установившегос  дл  данной нагрузки значени  (что приводит к недостаточному воз- духоснабжению), либо не срабатывает при соответствующей частоте вращени  турбокомпрессора и дополнительный воздух продолжает поступать в цилиндры и в установившемс  режиме агрегата (что ведет к перерасходу воздуха). В обоих этих случа х индикаторный КПД дизел  уменьшаетс  из-за несогласовэниости подачи воздуха и топлива, что в конечном счете приводит к ухудшению качества протекани  переходных процессов.

Цель изобретени  - повышение качества протекани  переходных процессов.

Указанна  цепь достигаетс  тем, что в устройство, содержащее запорный орган, установленный в трубопроводе подачи дополнительного воздуха, дистанционный электромагнитный переключатель с двум  входами и выходами, соединенным с обмоткой запорного органа с электромагнитным приводом, первый и второй компараторы, каждый из которых своим выходом соединен с одним из входов дистанционного переключател , датчик скорости рычага управлени  топливоподачей с преобразователем , выходы которого соединены с входами первого компаратора, датчик частоты вращени  ротора турбокомпрессора с преобразователем, источник питани  запорного органа, одна клемма которого подключена к первому выходу дистанционного электромагнитного переключател , а втора  - через обмотку запорного органа св зана с другим выходом дистанционного электромагнитного переключател , третий выход которого соединен со стробирующим входом второго компаратора, второй вход которого соединен с общей шиной, введены дополнительный резистор и дифференцирующа  цепочка, вход дифференцирующей цепочки зашунтирован дополнительным резистором и подключен параллельно выходным зажимам преобразовател  датчика частоты вращени  турбокомпрессора, один из выходных зажимов дифференцирующей цепочки соединен с первым входом второго компаратора, а другой подключен к общей шине.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Двигатель 1 имеет трубопровод 2 подачи дополнительного воздуха, который сообщает его с запорным органом 3, имеющим электромагнитный привод, и сообщает запорный орган 3 с источником 4 сжатого воздуха. Первый отвод обмотки

электромагнитного привода запорного органа 3 через источник 5 питани  св зан с первым выходом дистанционного электромагнитного переключател  6. а второй отвод 5 обмотки запорного органа 3 подключен к второму выходу переключател  6. Между первым и вторым выходами в переключателе 6 включены замыкающие контакты 7 Первый вход дистанционного электромэг- 10 нитного переключател  6 соединен с выходом первого компаратора 8. Первый, второй и стробирующий входы первого компаратора 8 подключены к выходам датчика 9 скорости рычага управлени  топливоподачей с 15 преобразователем, Кроме того, второй вход первого компаратора 8 подключен к общей шине. Дистанционный переключатель 6 содержит первую 10 и вторую 11 обмотки, первый отвод обмотки 10 соединен с пер- 0 вым входом переключател  6, первый отвод обмотки 11 соединен с первым входом переключател  6. Вторые отводы обмоток 10 и 11 соединены с общим проводом схемы. Стробирующий вход второго компаратора 5 12 соединен с третьим выходом переключател  6 и через замыкающие контакты 13 и четвертый выход переключател  6 с общей шиной электропитани . Датчик частоты турбокомпрессора 14 с преобразователем сво- 0 ими двум  выходами соединен с двум  входами дифференцирующей цепи 15. за- шунтированными дополнительным резистором 16. Два выхода дифференцирующей цепи 15 соединены с первым и вторым вхо- 5 дами второго компаратора 12, причем второй вход соединен с общей шиной электропитани  схемы. Турбокомпрессор 17 получает дополнительное воздухоснаб- жение по трубопроводу 2.

0Запорный орган 3 может быть выполнен

на базе электромагнитов типа ЭТ52Б, ЭТ54Б. Источник 5 питани  представл ет собой стабилизированный источник посто нного напр жени  (24 В или 110 В в зави- 5 симости от модификации электромагнита в запорном органе) и может быть вз т из числа выпускаемых промышленностью или реализован по типовой схеме. Резистор 16 может быть типа МЛТ, УЛИ или др. и имеет 0 сопротивление в несколько килоом. Дифференцирующа  цепь 15 может быть выполнена в виде резистивно-емкостной цепочки (резистор типа МЛТ, конденсатор типа МБМ, БМ) по типовой схеме известной из 5 электротехники. Датчик 14 частоты турбокомпрессора с преобразователем может быть точно таким же, как в известном устройстве , т.е. может представл ть собой посто нный магнит, установленный на роторе турбокомпрессора, вблизи которого неподвижно установлена катушка, к которой подключена RC-цепочка с диодом Датчик 9 скорости может быть выполнен так же, как и в известном устройстве (в виде посто нного магнита, закрепленного на рычаге управлени  двигателем, двух неподвижных катушек и св занных с ними RC-цепочек с диодами). Дистанционный электромагнитный переключатель 6 выполнен точно так же, как в известных технических решени х. При подаче напр жени  на обмотку 10 этого переключател  контакты 7 и 13 замыкаютс , при подаче напр жени  на обмотку 11 эти контакты размыкаютс . Первый компаратор 8 может быть выполнен, например, на микросхемах К554СА1, К554САЗ или других с усилителем мощности. Второй компаратор 12 вырабатывает сигнал логического нул , независимо от напр жени  на сигнальном (первом по схеме предлагаемого устройства ) входе при разомкнутых контактах 13. Выходной импульс компаратора 12 имеет нормированные длительность и амплитуду , равную уровню логической единицы, передний фронт этого импульса формируетс  в момент совпадени  с нулем сигнала на первом его входе. Выходной импульс компаратора 12 вырабатываетс  только при замкнутом контакте 13. Узел 12 может быть выполнен на базе микросхемы К554САЗ, вход которого соединен с выходом К554САЗ, типового усилител  мощности, вход которого через диод подключен к выходу одновибратора, а выход  вл етс  выходом узла 12. При этом первым входом узла 12  вл етс  контакт 4 микросхемы К554САЗ, вторым входом - контакт 3, стро- бирующим входом - зажим Строб, а база транзистора Т1 подключаетс  к шине +5В через дополнительный резистор сопротивлением 8,2...15 кОМ (не показан).

Возможны и другие варианты реализации узла 12.

В установившемс  режиме, при сбросе . нагрузки и при плавных набросах нагрузки датчик 9 скорости рычага управлени  с преобразователем не вырабатывает сигналы, достаточные дл  срабатывани  первого компаратора 8, поэтому контакты 7,13 дистанционного электромагнитного переключател  6 разомкнуты и второй компаратор 12 по входу стробировани  выключен (это же состо ние контактов 7,13 и второго компаратора 12 возможно после срабатывани  последнего в случае обратного состо ни  контактов 7, 13). При этом трубопровод 2 перекрыт запорным органом 3 от подачи сжатого воздуха из источника 4 в турбокомпрессор 17 двигател  1.

При резком набросе нагрузки, достаточном дл  срабатывани  первого компаратора 8, на выходе последнего на некоторое врем  (определ емое датчиком 9) устанавливаетс  1, зэпитываетс  перва  обмотка 10 дистанционного электромагнитного переключател  6, что приводит к замыканию контактов 7 и 13, Контакт 7 подключает источник питани  5 к обмотке запорного орга- на 3, последний срабатывает на открытие подачи дополнительного воздуха из источника 4 сжатого воздуха через трубопровод 2 турбокомпрессор 17 двигател  1 Контакт 13 выдает разрешающий сигнал на строби- 5 рующий вход второго компаратора 12, С момента наброса нагрузки начинает раскручиватьс  (увеличивать воздухоснабже- ние) турбокомпрессор 17 от растущей энергии выхлопа двигател  1 (из-за роста 0 топливоподачи). т.е. сигнал с датчика 14 частоты турбокомпрессора с преобразователем возрастает, дифференцируетс  дифференцирующей цепочкой 15 и в виде сигнала, отличного от нулевого уровн , по- 5 ступает на первый вход второго компаратора 12, что не приводит к срабатыванию последнего и на его выходе сохран етс  О, Подача дополнительного воздуха способствует повышению индикаторного КПД двига- 0 тел  1, его мощности во врем  переходного процесса, что способствует лучшему (с точки зрени  качества переходного процесса - провал оборотов коленвала, длительность, дымление и т.п.) прин тию нагрузки. Окон- 5 чанием приема нагрузки - выходом на новый установившийс  режим -  вл етс  окончание разгона турбокомпрессора 17. Этот момент фиксируетс  посто нством сигнала с выхода датчика 14, что в свою 0 очередь приводит к нулевому уровню сигнала на первом входе второго компаратора 12 срабатыванию последнего, установке 1 на его выходе, запитыванию второй обмотки 11, что приводит к размыканию контак- 5 тов 7 (обесточивание обмотки запорного органа 3 - перекрытие дополнительного воздухоснабжени ) и 13 (выключение второго компаратора 12 по стробирующему входу ). Устройство приходит в исходное 0 состо ние дл  установившегос  режима. Конденсаторы дифференциальной цепочки 15 и датчика 14 разр жаютс  через дополнительный резистор 16.

Из вышеизложенного следует, что пред- 55 лагаемое устройство обеспечивает подачу дополнительного воздуха в двигатель в течение всего переходного процесса: с момента наброса нагрузки и до момента достижени  турбокомпрессором частоты вращени  соответствующей новой нагрузке , т е. переход на установившийс  режим - частота вращени  турбокомпрессора не измен етс . В этом заключаетс  его преимущество по сравнению с прототипом, где подача дополнительного воздуха осуществ- л етс  в течение переходного процесса только при одном значении наброса нагрузки , так как порог второго компаратора посто нен . Следовательно, в предлагаемом устройстве переходный процесс протекает при лучшем качестве: уменьшаютс  провалы оборотов коленвала двигател , длительность , дымность и т.д.

Ф ор мул а и зо б рете н и  

Устройство дл  регулирований подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорани , содержащее турбокомпрессор, источник сжатого воздуха, трубопровод подачи дополнительного воздуха, соединенный с ис- точником сжатого воздуха, запорный орган с электромагнитным приводом, установленный в трубопроводе подачи дополнительного воздуха, дистанционный электромагнитный переключатель с двум  входами и по меньшей мере трем  выходами, два компаратора, каждый из которых выходом

подключен к одному из входов дистанционного переключател , датчик скорости перемещени  рычага топливодачи с преобразователем, выходы которого соединены с входами первого компаратора, датчик частоты вращени  турбокомпрессора с преобразователем, источник питани  запорного органа, одна клемма которого подключена к первому выходу дистанционного переключател , а друга  через электромагнитный привод запорного органа соединена с другим выходом дистанционного переключател , причем второй компаратор выполнен со стробирующим входом, подключенным к третьему выходу дистанционного переключател , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности в работе, оно снабжено дополнительным резистором и дифференцирующей цепью, входные выводы которой подключены к выходным выводам преобразовател  датчика частоты вращени  турбокомпрессора , а выходные выводы соединены с входами второго компаратора при этом дополнительный резистор включен между входными выводами дифференцирующей цепи.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для регулирования подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорания, содержащее турбокомпрессор, источник сжатого воздуха, трубопровод подачи дополнительного воздуха, соединенный с источником сжатого воздуха, запорный орган с электромагнитным приводом, установленный в трубопроводе подачи дополнительного воздуха, дистанционный электромагнитный переключатель с двумя входами и по меньшей мере тремя выходами, два компаратора, каждый из которых выходом подключен к одному из входов дистанционного переключателя, датчик скорости перемещения рычага топливодачи с преобразователем, выходы которого соединены с входами первого компаратора, датчик частоты вращения турбокомпрессора с преобразователем, источник питания запорного органа, одна клемма которого подключена к первому выходу дистанционного переключателя, а другая через электромагнитный привод запорного органа соединена с другим выходом дистанционного переключателя, причем второй компаратор выполнен со стробирующим входом, подключенным к Третьему выходу дистанционного переключателя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, оно снабжено дополнительным резистором и дифференцирующей цепью, входные выводы которой подключены к выходным выводам преобразователя датчика частоты вращения турбокомпрессора, а выходные выводы соединены с входами второго компаратора, при этом дополнительный резистор включен между входными выводами дифференцирующей цепи.