Двигатель внутреннего сгорания, работающий по газожидкостному циклу

 

Использование: изобретение предназначено для регулирования подачи топлива з двигатели, работающие по гззожидкостному циклу. Сущность изобретения: каждый цилиндр двигателя снабжен управляемым от микроЭВМ электромагнитным клапаном подачи газа. Оптимальное соотношение количества газообразного и жидкого топлив рассчитывается микроЭВМ по сигналам с датчиков контроля рабочего процесса и величины нагрузки. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (л)ю F 02 0 19/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4745768/06 (22) 05.09.89 (46) 30.08.92, Бюл. N 32 (71) Производственное объединение "Коломенский завод" (72) Е,А, Никитин, В.M. Ширяев, В.А. Рыжов, Б.П. Колосов, М.Г, Крупский и В.Е, Кузин (56) Заявка Японии N 61 — 210236, кл. F 02 0

19/06, опублик. 1986.

Изобретение относится к двигателестроению, Известен двигатель внутреннего сгорания, работающий по гаэожидкостному циклу, содержащий рабочие цилиндры с камерами сгорания и с коллекторами для подвода газа и воздуха, систему питания с исполнительными органами и систему управления, выполненную в виде управляющей микроЭВМ, пульта управления и датчиков параметров газовой смеси, подключенных к входу микроЭВМ, к выходу которой подключен исполнительный орган системы питания.

Несовершенством системы топливопитания этого двигателя является недостаточно эффективный выбор соотношения газообразного и жидкого топлив, что снижает его экономичность.

Целью изобретения является повышение экономичности путем оптимизации соотношения газообразного и жидкого топлива..Б Ы ц, 1758262 A l (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, РАБОТАЮ0|ИЙ ПО ГАЗОЖИДКОСТНОМУ ЦИКЛУ (57) Использование; изобретение предназначено для регулирования подачи топлива в двигатели, работающие по газожидкостному циклу. Сущность изобретения: каждый цилиндр двигателя снабжен управляемым от микроЭВМ электрчагнитным клапаном подачи газа, Оптимальное сООтношение количества газообразного и жиДкого топлив рассчитывается микроЭВМ по сигналам с датчиков контроля рабочего процесса и величины нагрузки. ил.

В отличие от прототйпа двигатель снабжен дополнительно датчиком нагрузки и датчиками давления и темйературы, установленными в каждой камере сгорания, каждый рабочий цилиндр двигателя снабжен управляемым электромагнитным клапаном подачи газа, система управления снабжена формирователем командных сигналов и блоком формирования сигналов с датчиков, а управляющая. микроЭВМ снабжена вторым выходом, при этом исполнительный орган подачи жидкого топлива выполнен в виде топливного насоса высокого давления с электрогидравлическим исполнительным механизмом, подключенным

К ОДНОМУ йэ ВЫХОДОВ МИКРОЭВМ, к другому выходу которой подключены через формирователь командных сигналов электромагнитные клапаны подачи газа, а датчики двигателя подключены к входу микроЭВМ через блок формирования сигналов с датчиков.

1 758262

На чертеже изображена схема двигателя внутреннего сгорания работающего по газожидкостному циклу.

Двигатель содержит рабочие цилиндры, каждый с камерой 1 сгорания, соединенной с газовым коллектором 2 и воздушным ресивером 3, исполнительный орган подачи жидкого топлива, включающий насос 4 высокого давления, форсунку 5, регулятор 6 частоты вращения с дэтчйком 7 положения 10 рейки насоса 4 и с электрогидравлическим исполнительным мехайизмом 8, Система управления выполнена в виде микроЭВМ 9, пульта 10 уп равления и датчиков 11 и 12 параметров газовой смеси, под- 15 ключенный к входу микроЭВМ 9 через блок

13 формирования сигналов, электрогидравлический исполнительный механизм 8 подключен к одному из выходов микроЭВМ 9, а к другому ее выходу подключен, через формирователь 14 командных сигналов электромагнитный клапан 15 подачи газа, установленный на каждом рабочем цилиндре.

В каждой камере 1 сгорания установлены датчики давления 16 и температуры 17, а устройство 18 передачи мощности к потребителю 19 снабжено датчиком 20 нагрузки.

Датчики двигателя подключены к входу микроЭВМ через блок 13 формирования сигналов с датчиков, Действие схемы двигателя заключается в следующем.

При поступлении команды "Пуск двигателя" с пульта 10 управления на блок автоматики потребителя и сигналов на входы управляющей микроЭВМ на ее выходе, соединенном с входом электрогидравлического исполнительного механизма 8. вырабатывается сигнал, соответствующий заданному пусковому положению рейки топливного насоса 4 высокого давления.

Действительное положение рейки контролируется датчиком 7, сигнал с которого через блок 13 формирования поступает на вход управляющей микроЭВМ 9.

По достижении двигателем частоты вращения холостого хода управляющая микроЭ В М 9 подает на вход электрогидравлического исполнительного механизма, 8 управляющий сигнал, необходимый для стабилизации частоты вращения двигателя. Частота вращения контролируется датчиком ДКВ, сигнал с которого через блок 13 формирования поступает на вход управляющей микро Э ВМ 9.

Сигнал датчика 7 положения рейки при этом используется для повышения устойчивости работы электрогидравлического исполнительного механизма 8 в режиме автоматиче20

45 ского регулирования частоты вращения двигателя.

Пуск двигателя и работу на холостом ходу возможно осуществлять только на жидком топливе, поэтому система подачи fàçoобразного топлива на этих режимах отключена: элоктромагнит клапана 15 обесточен, на вход формирователя 14 командных сигналов от микроЭВМ 9 сигналы не . поступают. Мощность двигателя контролируется датчиком 20. сигнал с выхода которого поступает через блок 13 формирования сигналов на вход управляющей микроЭВМ

9. Увеличение мощности двигателя возможно только после его прогрева, что контролируется блоком автоматики потребителя, с выхода которого разрешающий сигнал на увеличение мощности поступает на вход управляющей микроЭВМ 9. Аварийные ситуации по температуре воды и масла и давление масла фиксируются также блоком автоматики потребителя, формирующим сигнал на входе микроЭВМ 9, Этот сигнал снижает частоту вращения до частоты холостого хода.

При увеличении мощности, например. более15 Ре, управляющая микроЭВМ 9 вырабатывает сигнал, фиксирующий рейку топливного насоса 4 высокого давления в положении, соответствующем оптимальной запальной дозе жидкого топлива для заданного уровня мощности. Одновременно на входе микроЭВМ 9, связанном с входом формирователя 14 командных сигналов, появляются электрические сигналы, длительность и начальная фаза которых определяет время открытого состояния и начальную фазу отпирания клапана 15 подачи газа. На обмотку электромагнита клапана 15, подключенного к выходу формирователя 14, подаются при этом мощные электрические импульсы, форма которых оптимизирована с целью достижения наибольшего быстродействия электромагнитного привода при приемлемых мощности рассеяния и динамики цикла срабатывания клапана 15 подачи газа. Таким образом, заданная частота вращения (мощность) двигателя поддерживается за счет регулирования массы газообразного топлива, подаваемого в каждый цилиндр, при постоянной массе запального жидкого топлива. Оптимизация по расходу газа достигается корректирующими воздействиями с выходов микроЭВМ 9 на запальную дозу жидкого топлива через электрогидравлический исполнительный механизм 8. а также на фазу подачи газа через формирователь 14. Масса газа, подаваемого в цилиндры двигателя, рассчитывается микроЭ ВМ по длительности

1758262 командного с гнала на входе формирователя 14, величине давления газа в коллекторе

2, контролируемого датчиком 11 давления, и температуре газа, контролируемой датчиком 12.

Оптимизация рабочего процесса двигателя на установившемся режиме заключается не только в минимизации расхода газа путем задания оптимального соотношения между количеством жидкого запального и газообразного топлив, но и в выравнивании тепловыделения в цилиндрах. Температура выпускных газов в каждом цилиндре контролируется датчиком 17, сигналы с которых поступают на вход микроЭВМ, которая вычисляет величину и знак отклонения температуре газов в каждом цилиндре относительно средней, соответствующей заданной мощности и частоте вращения.

При этом на выходе микроЭВМ 9, связанном с входом формирователя 14, вырабатываются сигналы с учетом отклонения температуры выпускных газов от средней по каждому цилиндру, На переходных режимах, например, при набросе нагрузки, приращение подачи газообразного топлива производится микроЭВМ с учетом давления и температуры воздуха, которые контролируются датчиком давления ДДВ и датчиком температуры

ДТВ, установленными в воздушном ресивере 3, Максимальное приращение подачи топлива, необходимое для развития заданной мощности, осуществляется только по достижению такого давления воздуха в ресивере, при котором сгорание добавочного топлива будет наиболее полным.

Таким образом, удается не только уменьшить дымность отработавших газов на переходном режиме, но и расход топлива на установившихся режимах путем выбора оптимального соотношения газообразного и жидкого топлив, 5 Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания. работающий по газожидкостному циклу, содержащий рабочие цилиндры с камерами сгорания и с коллектором для подвода газа

10 и воздуха, систему питания с исполнительными органами и систему управления, выполненную в виде управляющей микроЭВМ, пульта управления и датчиков параметров газовой смеси, подключенных к

15 входу микроЭВМ, к выходу которой подключен исполнительный орган системы питания,отличающийся тем, что,с целью повышения экономичности путем оптимизации соотношения газообразного и жидкого

20 топлив, двигатель снабжен дополнительным датчиком нагрузки и датчиками давления и температуры, установленными в каждой камере сгорания, каждый рабочий цилиндр двигателя снабжен управляемым

25 электромагнитным клапаном подачи газа, система управления снабжена формирователем командных сигналов и блоком формирования сигналов с датчиков, а управляющая микроЭВМ снабжена вторым входом, при этом ис30 полнительный орган подачи жидкого топлива выполнен в виде топливного насоса высокого давления с электрогидравлическим исполнительным механизмом, подключенным к одному из выходов микроЭВМ, к другому

35 выходу которой подключены через формирователь командных сигналов электромагнитные клапаны подачи газа, а датчики двигателя подключены к входу микроЭВМ через блок формирования сигналов с датчи40 ков.

1758262

Составитель Г,Рукавишников

Техред М.Моргентал Корректор А. Ворович

Редактор Е.Копча

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 2982 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб.. 4/5