Но, прежде чем Вы это начнете читать, хочется сказать следующее: не удивляйтесь, что система "живьем" выглядит по-другому. В процессе эволюции (удешевление, упрощение, повышение технологичности при производстве и, наверное, повышение надежности), все компоненты претерпели изменения.
Редуктор потерял один штуцер, блок управления лишился датчика положения дроссельной заслонки::::::
Известен редуктор системы подачи газового топлива (ДВС), содержащий корпус, снабженный первым штуцером для подключения к баллонам хранения газа и второй штуцер для подключения к топливной системе двигателя, установленную в корпусе мембрану, жестко соединенную со штоком, конец которого кинематически связан с клапаном, разделяющим полость внутри корпуса на первую и вторую камеры, мембрана нагружена первой пружиной, на свободный конец которой опирается регулировочный винт, первая камера связана с первым штуцером, а внутри второй камеры установлен испаритель, причем вторая камера через дополнительную разгрузочную камеру связана
со вторым штуцером (см. патент СССР, 93184, кл. F 02 M 21/02, опубл. 1987).Недостатком известного устройства является недостаточная точность поддержания давления газа на выходе редуктора, особенно при малых расходах газа, обусловленная конструкцией регулирующего клапана, и существенное влияние на работу редуктора механических воздействий, передаваемых от двигателя.
Известен также редуктор системы подачи газового топлива (ДВС), содержащий корпус, первый штуцер для подключения к баллонам хранения газа и второй штуцер для подключения к топливной системе двигателя, установленную в корпусе мембрану, жестко связанную со штоком, конец которого кинематически связан с клапаном, разделяющим полость внутри корпуса на первую и вторую камеры, мембрана нагружена первой пружиной на свободный конец которой опирается регулировочный винт, установленный по оси мембраны в резьбовом отверстии первой крышки корпуса, первая камера связана с первым штуцером, а внутри второй камеры установлен испаритель, причем вторая камера связана со вторым штуцером; стакан, выполненный в виде второй втулки, состоящей из трех частей различного диаметра; вторую крышку, выполненную с центральным отверстием под первый штуцер и вторую пружину, корпус выполнен в виде первой втулки и снабжен третьим и четвертым штуцерами, испаритель представляет собой радиатор и выполнен в виде третьей втулки с кольцевыми проточками на внешней поверхности, а клапан выполнен в виде конусной втулки и диска, закрепленных посредством резьбового соединения на свободном конце штока таким образом, что малое основание конусной втулки обращено к седлу клапана, а диаметр большого основания конусной втулки, с которым связан диск, равен диаметру отверстия седла, образованного торцевой поверхностью нижней части стакана, последний средней частью установлен в корпусе и опирается на его верхний торец буртом, образованным верхней частью большого диаметра и средней частью стакана, нижняя часть стакана имеет на наружной поверхности резьбу, на которую наворачивается первый штуцер и прижимается к нижнему торцу корпуса гайкой, которая наворачивается на наружную резьбу первого штуцера, радиатор установлен в расточке средней части стакана, а осевое отверстие радиатора является направляющей штока, мембрана установлена в расточке верхней части стакана и прижата к нему первой крышкой, вторая пружина размещена между внутренним буртом верхней части стакана и верхним торцом радиатора, ребра которого имеют меньший диаметр по сравнению с диаметром расточки средней части стакана, за исключением нижнего ребра, обеспечивающего центровку радиатора в стакане, причем нижнее ребро радиатора выполнено с отверстиями, на которых параллельны оси радиатора, между торцами ребер радиатора и внутренней поверхностью стакана образован кольцевой канал, площадь поперечного сечения которого превышает на 10-30% (соизмеримо) площадь отверстия второго штуцера, установленного на наружной поверхности верхней части стакана, внутренняя поверхность корпуса и наружняя поверхность средней части стакана образуют полость для циркуляции теплоносителя, причем последняя связана посредством третьего и четвертого штуцеров и подключена к системе охлаждения двигателя (см. патент РФ, 2023192, кл. F 02 M 21/02, опубл. 1994).
Недостатком этого редуктора является низкая устойчивость работы двигателя из-за недостаточной точности регулирования давления в системе и низких динамических характеристик редуктора.
Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости работы двигателя путем повышения точности регулирования давления в системе подачи газового топлива и улучшения динамических характеристик.
Технический результат достигается за счет того, что редуктор системы подачи газового топлива двигателя внутреннего сгорания дополнительно снабжен пятым штуцером, соединяющим пространство над мембраной с впускным коллектором и буферной пружиной, установленной между клапаном, размещенным над штоком, и внутренней торцевой поверхностью первого штуцера.
На чертеже показан предлагаемый редуктор системы подачи газового топлива ДВС.
Редуктор содержит корпус, выполненный в виде первой втулки 1 с третьим и четвертым штуцерами 2 и 3, стакан 4, выполненный в виде второй втулки, состоящей из трех частей различного диаметра, первую крышку 5, выполненной с внутренней расточкой и резьбовым отверстием на ее верхнем торце по оси первой крышки мембрану 6, жестко связанную с верхней частью штока 7, вторую крышку 8 в виде диска с осевым отверстием, первый и второй штуцера 9 и 10 и радиатор 11, выполненный в виде третьей втулки с кольцевыми проточками на внешней поверхности. Стакан 4 средней частью установлен в корпусе и опирается на его верхний торец через первую прокладку 12 буртом, образованным верхней частью большего диаметра и средней частью стакана 4. Нижняя часть стакана 4 имеет на наружной поверхности резьбу, на которую через вторую прокладку 13 наворачивается первый штуцер 9. На штуцер 9 надета вторая крышка 8, которая прижимается к нижнему торцу корпуса через третью прокладку 14 и скобу 15 крепления редуктора гайкой 16, которая наворачивается на наружную резьбу первого штуцера 9. Радиатор 11 установлен в расточке средней части стакана 4, а осевое отверстие радиатора является направляющей штока 7.
Мембрана 6 установлена в расточке верхней части стакана 4 и прижимается к нему по кольцевой поверхности через четвертую прокладку 17 торцом первой крышки 5, вворачиваемой в резьбу на внутренней поверхности верхней части стакана 4. В расточке первой крышки 5 установлена первая пружина 18, нижний конец которой опирается на верхнюю поверхность мембраны 6, а на верхний конец первой пружины 18 через сухарь 19 опирается регулировочный винт 20, установленный в резьбовом отверстии первой крышки 5. Вторая пружина 21 размещена между внутренним буртом верхней части стакана 4 и верхним торцом радиатора 11. Торцевая поверхность нижней части стакана 4 является седлом клапана, образованного конусной втулкой 22 и диском 23, установленными на нижней части штока 7, ребра радиатора 11 имеют меньший диаметр по сравнению с диаметром расточки средней части стакана 4 за исключением нижнего ребра,
обеспечивающего центровку радиатора в стакане. Между торцами ребер радиатора 11 и внутренней поверхностью стакана 4 образован кольцевой канал, площадь поперечного сечения которого превышает на заданную величину (на 10-30%) площадь отверстия второго штуцера 10, установленного на наружной поверхности верхней части стакана 4. Полость под мембраной связана с осевым каналом второго штуцера 10, а последний служит для подключения к системе питания двигателя.Внутренняя полость первого штуцера 9, диск 23 и нижний торец стакана 4 образует первую камеру, а полость под мембраной до регулирующего клапана составляет вторую камеру. Внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность средней части стакана образуют полость для циркуляции воды из системы охлаждения двигателя, подвод и отвод которой осуществляется соответственно через третий и четвертый штуцеры 2 и 3. Полость над мембраной 6 соединяется с впускным коллектором двигателя посредством пятого штуцера 24, а между клапаном, установленным на штоке 7, и торцевой поверхностью первого штуцера 9 размещена буферная пружина 25.
Редуктор системы подачи газового топлива ДВС работает следующим образом.
В исходном состоянии мембрана 6 под действием задающей первой пружины 18 прогибается центральной частью вниз, вследствие чего шток 7 смещен в том же направлении, а клапан приоткрыт. В полости между корпусом и стаканом циркулирует вода из системы охлаждения двигателя, обеспечивая нагрев деталей редуктора. Подвод воды к редуктору и ее отвод осуществляется соответственно через штуцеры 2 и 3. При открытии запорного вентиля на входе редуктора сжиженный газ под давлением подводится из баллонов хранения к первому штуцеру 9 и поступает в первую камеру. В первой камере происходит расширение подводного газа, переход его в газообразное состояние, а также подогрев от стенок первого штуцера 9. Из первой камеры через открытый клапан газ проходит в полость между стаканом 4 и радиатором 11 и далее через кольцевой зазор между стаканом и радиатором в полость под мембраной и через второй штуцер 10 на выход из редуктора. Объемы между ребрами радиатора 11 обеспечивают дополнительное расширение газа, а нагретые поверхности ребер его подогрев. Регулирование давления газа на выходе из редуктора осуществляется дросселированием потока газа посредством изменения площади кольцевого зазора между клапаном и седлом при перемещении штока 7, жестко связанного с мембраной 6. В случае уменьшения расхода газа через редуктор давление в полости под мембраной 6 увеличивается, что вызывает прогиб мембраны вверх и соответствующее ему перемещение штока 7. При этом клапан вместе со штоком 7 поднимается, уменьшая площадь кольцевого зазора для потока газа.
В случае увеличения расхода газа через редуктор давление в полости под мембраной 6 падает, а клапан вместе со штоком 7 смещается вниз, увеличивая зазор для прохода газов.
Регулирование давления газа в системе с учетом разрежения в коллекторе независимо от давления окружающей среды обеспечивается пятым штуцером 24, соединяющим полость над мембраной 6 с впускным коллектором двигателя.
Буферная пружина 25 улучшает динамические характеристики редуктора. При возникновении каких-либо непредусмотренных вибраций, ударов и т.п. буферная пружина надежно удерживает клапан в заданном положении и гасит случайные колебания.
Введение в конструкцию редуктора пятого штуцера, позволяющего регулировать давление газа непосредственно в системе, с учетом давления в коллекторе двигателя и буферной пружины, надежно удерживающей клапан от непредвиденных колебаний, позволяет в целом повысить точность регулирования давления и устойчивость работы двигателя.
Использование: топливные системы двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности системы топливоподачи с управляемым впрыском, а также системы питания ДВС жидким или газообразным топливом. Сущность изобретения: в электромагнитной форсунке плоский запирающий элемент имеет направляющий шток, входящий в направляющую втулку, выполненную из магнитонепроводящего материала, торец магнитопроводящего сердечника с каналом подвода топлива имеет проточку и является опорным седлом запирающего элемента, диаметр плоского запирающего элемента равен диаметру опорного седла, корпус и направляющая втулка имеют отверстия для отвода и распыления топлива, расположенные вокруг запирающего элемента.
Известно устройство управления подачей топлива в ДВС [1], содержащее последовательно соединенные датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, блок управления, выходной усилитель-формирователь и преобразователь, своим выходом связанный с управляемой форсункой. Данное устройство обеспечивает дозирование топлива в зависимости от режима работы двигателя, однако точность этого дозирования недостаточна для устройства, не имеющего обратной связи между текущим режимом работы двигателя и положением дроссельной заслонки.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство управления подачей топлива в ДВС [2], содержащее датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, датчик углового положения дроссельной заслонки, выполненной в виде потенциометра, подвижный контакт которого кинематически связан с приводом дроссельной заслонки, блок управления, первый и второй входы которого через первый и второй преобразователи подключены соответственно к датчикам углового положения дроссельной заслонки и частоты вращения коленчатого вала, а выход блока управления подключен через усилитель к обмотке электромагнитной форсунки, размещенной во впускном трубопроводе двигателя.
Данное устройство обеспечивает формирование сигнала управления электромагнитной форсункой по многопараметровой характеристике, что обеспечивает высокую точность дозирования топлива на стационарных режимах работы двигателя. Однако, данное устройство не в состоянии обеспечить приемлемую точность дозирования топлива на переходных режимах работы двигателя и тем самым не может обеспечить необходимую приемистость двигателя при разгоне и экономию топлива в процессе замедления движения автомобиля по желанию водителя.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении точности дозирования топлива на переходных режимах работы двигателя, обеспечивающее необходимую приемистость двигателя при разгоне автомобиля и экономию топлива при замедлении движения автомобиля по желанию водителя.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве управления подачей топлива в ДВС, содержащем блок управления, первый вход которого соединен с выходом датчика моментов зажигания, второй - с выходом датчика углового положения, кинематически связанного с приводом дроссельной заслонки, причем один выход блока управления соединен с обмоткой электромагнитной форсунки, подключенной вторым концом к источнику питания, в блок управления подачей топлива дополнительно введены последовательно соединенные фильтр, делитель частоты, преобразователь частоты в напряжение, подключенный к первому входу схемы ИЛИ, второй вход которой подключен к выходу датчика постоянного напряжения, а выход через другой выход блока управления - к выходу датчика углового положения дроссельной
заслонки, регулируемый усилитель, подключенный входом к выходу датчика углового положения дроссельной заслонки, а выходом - к генератору нелинейного напряжения, подключенному выходом к первому входу датчика нелинейного напряжения, выход которого соединен с первым входом сумматора напряжения, подключенного вторым входом к выходу датчика переменного напряжения, а выходом - к второму входу преобразователя напряжения в длительность импульса, первый вход которого подключен к выходу фильтра, а выход через усилитель выходного сигнала и выход блока управления - к обмотке электромагнитной форсунки.Преобразователь напряжения в длительность импульсов выполнен в виде RC - цепи, двух диодов и последовательно соединенных компараторов, RC - триггера, электронного ключа и интегрирующей цепи, причем выход фильтра подключен к входу RC - цепи, выход которой соединен с S - входом триггера и через первый диод - с управляющим входом электронного ключа, который выходом подключен к прямому входу компаратора и к выходу интегрирующей цепи, подключенной к источнику питания, а выход компаратора соединен с R - входом RS - триггера, а его инверсный вход подключен к сумматору напряжения, прямой выход RS - триггера подключен к входу усилителя выходного сигнала, а его инверсный выход через второй диод подключен к управляющему входу электронного ключа.
На фиг. 1 показана функциональная схема устройства управления подачей топлива в ДВС; на фиг. 2 - принципиальная схема преобразователя напряжения в длительность импульсов.
Устройство управления подачей топлива в ДВС содержит датчик 1 моментов зажигания, подключенный к первому входу блока 2 управления, который состоит из последовательно соединенных фильтра 3, делителя 4 чистоты, преобразователя 5 частоты в напряжение, подключенного через схему ИЛИ
6 к входу датчика 7 углового положения дроссельной заслонки и к выходу датчика 8 постоянного напряжения, выход которого подключен к источнику питания и к первому входу датчика 9 переменного напряжения; регулируемого усилителя 10, подключенного входом к выходу датчика 7 углового положения дроссельной заслонки, кинематически связанного с дроссельной заслонкой, а выходом - к генератору 11 нелинейного напряжения, который выходом подключен к первому входу датчика 12 нелинейного напряжения, выход которого соединен с первым входом сумматора 13 напряжения, соединенного вторым входом с выходом датчика 9 переменного напряжения, а выходом - с вторым входом преобразователя 14 напряжения в длительность импульса, первый вход которого подключен к выходу фильтра 3, а выход через усилитель 15 выходного сигнала и второй выход блока управления - к обмотке электромагнитной форсунки 16, подключенной вторым концом к источнику питания.Преобразователь 14 напряжения в длительность импульсов содержит последовательно соединенные компаратор 17, RS - триггер 18, электронный ключ 19 и интегрирующую цепь 20. Первый вход преобразователя напряжения в длительность импульсов через RC - цепь 21 подключен к S - входу триггера 18 и через первый диод 22 к управляющему входу электронного ключа 19,
выход которого соединен с выходом интегрирующей цепи 20 и неинверсным входом компаратора 17, подключенного выходом к R - входу RS - триггера, а инверсным входом - к сумматору 13 напряжения, причем прямой выход RS - триггера 18 подключен к входу усилителя 15 выходного сигнала, а его инверсный выход через второй диод 23 подключен к управляющему входу электронного ключа 19.Работа устройства управления подачей топлива в ДВС осуществляется следующим образом (фиг.1).
Сигнал с выхода датчика 1 моментов зажигания поступает на первый вход блока 2 управления - на фильтр 3, выполненный в виде интегрирующей RS - цепи и триггера Шмитта (микросхема 564ТЛ1). Отфильтрованный сигнал через делитель 4 частоты, выполненный по схеме RS - триггера (микросхема 564ТМ2), в котором
происходит уменьшение частоты входного сигнала в 2 раза, поступает на вход преобразователя 5 частоты в напряжение, представляющего собой комбинацию дифференцируемых и интегрирующих RS - цепей и электронных ключей (2 микросхемы 564КТ3). Выходной сигнал преобразователя 5 частоты в напряжение, обратно пропорциональный входной частоте, через датчик 9 переменного напряжения, представляющий собой потенциометр, поступает на первый вход сумматора 13, выполненного в виде сумматора напряжений на основе операционного усилителя (микросхема 140УД6). С выхода преобразователя 5 частоты в напряжение сигнал поступает также на вход датчика 7 углового положения дроссельной заслонки через выход схемы ИЛИ 6. С второго входа схемы ИЛИ 6 сигнал поступает на среднюю точку 1 датчика 8 постоянного напряжения, представляющего собой потенциометр, вход которого подключен к источнику питания. Сигнал с выхода 2 датчика 7 углового положения дроссельной заслонки, представляющего собой потенциометр, поступает на второй вход блока 2 управления - на вход регулируемого усилителя 10, с выхода которого сигнал поступает на вход генератора 11 нелинейного напряжения, представляющего собой сложный делитель напряжений, содержащий компараторный узел (микросхема 1401СА1). С выхода генератора 11 нелинейного напряжения сигнал через датчик 12 нелинейного напряжения, выполненного в виде потенциометра, поступает на второй вход сумматора 13.На первый вход преобразователя 14 напряжения в длительность импульсов поступает сигнал с выхода сумматора 13, а на второй - с выхода фильтра 3. Длительность импульсов, формируемых на выходе преобразователя 14 напряжения в длительность импульсов, прямо пропорциональна напряжению, подаваемому на его первый вход. Прямоугольные импульсы с выхода преобразователя 14 напряжения в длительность импульсов через усилитель 15 выходного сигнала, выполненного в виде усилительного каскада на транзисторах, поступают в обмотку электромагнитной форсунки 16, второй конец которой подключен к источнику питания.
Преобразователь напряжения в длительность импульсов приведен на фиг.2. Сигнал постоянного напряжения с выхода сумматора 13 поступает на инверсный вход компаратора 17 (микросхема 521СА3), выход которого подключен к R - входу RS - триггера 18 (микросхема 564ТМ2). На S - вход RS - триггера 18 поступает дифференцированный сигнал с выхода RS - цепи 21, на вход которой поступают импульсы с выхода фильтра 3. На управляющий вход электронного ключа 19 (микросхема 564КТ3) поступает сигнал с инверсного выхода RS - триггера 18 через диод 23 и сигнал с выхода RC - цепи 21 через диод 22. Выход электронного ключа 19 подключен к выходу интегрирующей цепи 20 и к неинверсному входу компаратора 17. Таким образом, длительность выходных импульсов, поступающих на вход усилителя 15 выходного сигнала с прямого выхода RS - триггера 18, определяется временем заряда конденсатора интегрирующей цепи 20 до опорного напряжения, поступающего на инверсный вход компаратора 17 с выхода сумматора 13. Когда напряжение на неинверсном входе компаратора 17 сравняется с опорным напряжением на его инверсном входе, на вход RS - триггера поступит сигнал сброса с выхода компаратора 17 и выходной импульс закончится. Таким образом, схемное решение и принцип работы вышеописанного устройства передачи топлива в ДВС позволяет реализовать мощностной режим работы двигателя при разгоне и экономичный при стационарном движении, что обеспечивает экономичность, экологию и требуемую динамику автомобиля во всех режимах работы двигателя.
Авторы считают нецелесообразным раскрытие дополнительно введенных устройств и блоков, представленных на схеме, в связи с их известностью и доступностью.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь напряжения в длительность импульсов выполнен в виде RC-цепи, двух диодов и последовательно соединенных компаратора, RS-триггера, электронного ключа и интегрирующей цепи, причем выход фильтра подключен к входу RC-цепи, выход которой соединен с S-входом триггера и через первый диод - с управляющим входом электронного ключа, который выходом подключен к прямому входу компаратора и к выходу интегрирующей цепи, подключенной к источнику питания, выход компаратора соединен с R-входом RS-триггера, а его инверсный вход подключен к сумматору напряжения, прямой выход RS-триггера подключен к входу усилителя выходного сигнала, а его инверсный выход через второй диод подключен к управляющему входу электронного ключа.
Этот сайт
оптимизирован под разрешение 800х600 16bit.
