CS212293B2 - Fuel control system for combustion engines - Google Patents

Description

Vynález se týká palivová řídicí soustavy pro spalovací motory, s řídicím zařízením k vysílání elektrických impulsů do orgánu k přívodu palivové směsi do motoru a soustavou čidel, reagujících na zvolené parametry činnosti motoru k vysílání elektrických signálů do řídicího zařízení, k modulaci elektrických impulsů, stejným zařízením vysílaných.

Palivové řídicí soustavy tohoto druhu jsou již známy. Tak např. v popisu vynálezu k USA patentu č. 3 745 768 se popisuje a znázorňuje konstrukce, u níž se měří jak hladina kysličníku uhelnatého, tak hladina kyslíku ve výfukových plynech spalovacího motoru. Těchto hodnot se používá k řízení množství vstřikovaného paliva tak, že se vytváří řídicí soustava s uzavřenou smyčkou. U této známé konstrukce se používá teplotního čidla ve výfukovém potrubí motoru, které za určitých okolností vysílá vstupní signál místo čidla reagujícího na kysličník uhelnatý.

Při použití několika (např. dvou) čidel v takové soustavě se naráží na problém, že často vznikají konfliktní, tj. protichůdné požadavky na řízení, vyvolané těmito dvěma čidly. Kromě toho je kyslíkové čidlo nespolehlivé za nízkých teplot, a to je také důvodem, proč se v uvedeném řeěení uvažuje o vynechání smyčky kyslíkového čidla.

Úko^lem vyná^zu je v^ytvořen^í takové palivov^é řídic^í soustovy, ^kter^{á by} neměla ' uve^den^é závady, pracovala spolehlivě v podstatě při všech režimech chodu motoru a poskytovala optimální složení výfukových plynů.

Úko^l je ^po^dle vyn^álezu v^yřešen paMvovou ^řídic^í soustavou ^pro · s^pa^lovací motory s ^řídicím zařízením k vysílání elektrických impulsů do orgánu k přívodu palivové směsi do motoru a soustavou čidel, reagujících na zvolené parametry činnosti motoru k vysílání elektrických signálů do řídicího zařízení, k modulaci elektrických impulsů tímto zařízením vysílaných.

Podstata vynálezu · spočívá v tom, že k jednomu vstupu řídicího zařízení je připojeno první čidlo závislé na úhlu škrticí klapky motoru, ke druhému vstupu druhé čidlo závislé na rychlosti motoru a ke třetímu je napojen výstup komparátoru, na jehož jeden vstup je přes řídicí obvod napojeno třetí čidlo závislé na teplotě · motoru a na druhý vstup tohoto komparátoru je napojen výstup logického obvodu, k jehož jednomu vstupu je připojeno uvedené třetí čidlo závislé na teplotě motoru, ke druhému vstupu je připojeno čtvrté čidlo k detekci obsahu kyslíku ve výfukových plynech a ke třetímu vstupu je připojeno páté čidlo k detekci ·nespáleného uhlovodíku.

Mezi čtvrté čidlo k detekci kyslíku a logický obvod je vřazena první dolnofrekvenční propust a mezi páté čidlo k detekci nespáleného uhlovodíku a logický obvod je vřazena druhá dolnofrekvenční propust k potlačení vysokofrekvenčních složek elektrických výstupních signálů těchto čidel.

Tímto způsobem se vytvoří palivová řídicí soustava'zmíněného druhu, s prostředky pro detekci kyslíku ve výfukovém plynu, prostředky pro detekci kysličníku uhelnatého nebo nespáleného uhlovodíku ve výfukovém plynu, prostředky pro měření teploty motoru, prostředky pro Mzení pMvodu paHva do motoru v z^tolosU na atos^po^ň jednom ^parame^tru motoru a prostředky pro změnu množství paliva přiváděného do motoru, v závislosti na množství kysličníku uhelnatého nebo nespáleného uhlovodíku ve výfukovém plynu, je-li teplota motoru pod určitou předem stanovenou hodnotou a v závislosti na množství kyslíku ve výfukovém plynu, je-li teplota motoru vyšší než zmíněná, předem stanovená teplota.

Nový účinek palivové řídicí soustavy podle vynálezu spočívá na dvou skutečnostech. Předně, má-li se dosáhnout optimálního složení výfukových plynů, je nutno měnit žádaný poměr vzduchu k palivu v souladu s teplotou. Tomu tak u známého zařízení není. Za druhé, má-li se zjistit v kterémkoli daném okamžiku, zda motor skutečně pracuje s bohatou nebo chudou sm^ěs^ je nutno zvolit bu^{ň k}ysl^íkové čidlo^, ne^bo ^čidlo reagující na ·^kys^ličník uhelnatý nebo · nespálený uhlovodík, a to podle toho, zda teplota leží nad nebo pod předem urče nou hodnotou. Je důležité si uvědomit, že teplota, o níž u soustavy podle vynálezu jde, není teplotou výfukových plynů, nýbrž skutečnou teplotou motoru, což je ovSem podstatný rozdíl oproti známému stavu techniky. Teplota výfukových plynů při provozu velmi značně kolísá, kdežto teplota motoru se mění jen velmi zvolna v důsledku hmoty jeho chladicího pláště.

Účinkem těc^hto ^dvou skuto^ostí se m^ěn^í pom^ěr vzduchu ^k paHvu v soulad s teplotou, přičemž se udržuje řízení pomocí jedné řídicí smyčky, zvolené ze dvou alternativních smyček. Bylo zjištěno, že tímto způsobem lze neobyčejně účinně ovládat složení výfukových plynů, protože použitá čidla pracují pouze v té části svého teplotního pásma, v němž pracují nejlépe.

Vynález bude nyní podrobněji popsán na základě výkresů, kde obr. 1 je blokové schéma zn^ázornuj^íc^{í příkl}a^{d p}rove^den^í paHvov^{é řídi}cí soustovy ^po^dle vynátozu a obr. 2 ^je ^diagram relativního znečištění výfukového plynu spalovacího motoru v závislosti na poměru vzduch/palivo.

Palivová řídicí soustava znázorněná na obr. 1 sestává z řídicího zařízení JJ), vysílajícího elektrický výstupní impuls vedený vedením 11 k injektoru £· Délkou elektrického výstupního impulsu je určena doba, během níž je injektorem uvolněn přívod paliva z čerpadla 8 do s^pa^lovač^ího motoru 2>. a Ш je zloven ur^čeno množst^ paliva do^dávané^ho ^do motoru 2· ^Řídic^í zaMzení to je na^pro^gramov^áno tak, Že ^délka etoktric^ho výsto^pn^ího i.mpuMu je z^ávislá na dvou parametrech motoru I, a to na úhlu škrticí klapky a na rychlosti motoru. Za tím účelem je použito čidel - transduktorů 12 a 13. z nichž první čidlo - transduktor 12 - dodává do řídicího zařízení 10 signál odpovídající úhlu škrticí klapky, zatímco z druhého čidla - tranaduktoru 13 - je přiváděn do řídícího zařízení 10 signál odpovídající rychlosti motoru.

Kromě toho je použito prostředků pro změnu délky elektrického výstupního impulsu v závislosti na povaze výfukového plynu spalovacího motoru. Tyto prostředky obsahují čtvrté čidlo 14 rea^gující na kysMk a ^páté ^čidlo ¹⁵ nespálené^ uhlovo^díku. Útola 14 a 12 vyto^ářej^í elektrické signály, jejichž amplituda odpovídá množství kyslíku, resp. množství nespáleného uhlovodíku ve výfukovém plynu. Tyto signály jsou přiváděny do první a druhé dolnofrekvenční propusti 16 a 12, která slouží ‘jako průměrovací obvody, a výstupní signály obou dolnofrekvenčních propustí 16. 17 jsou přiváděny do logického obvodu 18. Dále je použito třetího čidla - transduktoru 19 - vytvářejícího signál, který odpovídá teplotě motoru, a který je přiváděn jednak do logického obvodu 18, jednak do řídicího obvodu .20. Logický obvod 18 spojuje výstup druhé dolnofrekvenční propusti 17 s jedním ze dvou vstupů komparátoru 21. je-li výstupní signál třetího čidla - transduktoru 19 pod určitou, předem stanovenou hodnotou, odpovídající určité zvolené teplotě horkého motoru, a spojuje výstup první dolnofrekvenční propusti 16 se zmíněným vstupem komparátoru 21. když výstupní signál třetího čidla - transduktoru ¹⁹ je v^ětší ne^ž uvedené, ^předem s‘tanovená ^ho^dnota. Ří^dic^í obvo^d 20 vytváří výstupní signál, který se mění v závislosti na teplotě motoru a jenž odpovídá žádanému poměru vzduch/ /palivo. Tento výstupní signál z řídicího obvodu 20 je přiváděn na druhý vstup komparátoru 21,.

Na obr. 2 je křivkou B znázorněn obsah nespáleného uhlovodíku ve výfukovém plynu v závislosti na poměru vzduch/palivo a křivkou C je znázorněn obsah kyslíku ve výfukovém plynu rovněž v závislosti na poměru vzduch/palivo. Je zřejmé, že v případě, když se poměr vzduch/ /palivo nachází na bohaté straně stechiometrické čáry .22. vytváří se vlivem nespáleného uhlovodíku, obsaženého ve výfukovém plynu, signál odpovídající poměru vzduch/palivo a naopak v případě, kdy poměru vzduch/palivo je na chudé straně stechiometrické čáry ,22. vytváří se vlivem kyslíku ve výfukovém plynu signál odpovídající poměru vzduch/palivo. Poměr vzduch/palivo motoru je prakticky jen na . bohaté straně je-li teplota motoru nízká, tj. v údobí počátečního nahřívání motoru, a po dosažení normální provozní teploty motoru bude poměr vzduch/palivo na chudé straně stechiometrické čáry 22. Tím při počátečním nahřívání motoru spojuje logický obvod 18 páté čidlo to nespáleného uhlovodíku s příslušným vstupem komparátoru 21. který porovnává skutečný poměr vzduch/palivo s požadovaným poměrem a vytvoří výstupní signál, který je veden do řídicího zařízení 10 pro změnu délky elektrického výstupního signálu řídicího zařízení 10. čímž se nastaví množství paliva přiváděného dío spalovacího motoru. Když motor dosáhne své normální pracovní teploty, propojí logický obvod 18 čtvrté čidlo 14 reagující na kyslík se shora zmíněným vstupem komparátoru 21 a opět se elektrický signál řídicího zařízení 10 mění v závislosti na rozdílu signálů obou vstupů komparétoru 21.

Závěrem je třeba poznamenat, že místo pátého čidla 15 nespáleného uhlovodíku lze použít čidla kysličníku uhelnatého. Křivkou A je znázorněn obsah kysličníku uhelnatého ve výfukovém plynu v závislosti na poměru směsi vzduch/palivo vstřikované do motoru.

Vynález je použitelný i pro palivovou soustavu, u níž palivové čerpadlo s regulovatelnou čerpací rychlostí kontinuálně vstřikuje palivo do přívodu vzduchu motoru rychlostí, jež je určena řídicí soustavou.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (2)

1. Palivová řídicí soustava pro spalovací motory, s řídicím zařízením k vysílání elektrických impulsů do orgánu k přívodu palivové směsi do motoru a soustavou čidel, reagujících na zvolené parametry činnosti motoru k vysílání elektrických signálů do řídicího zařízení, k modulaci elektrických impulsů tímto zařízením vysílaných, vyznačená tím, že k jednomu vstupu řídicího zařízení (10) je připojeno první čidlo (12) závislé na úhlu Škrticí klapky motoru, ke druhému vstupu druhé čidlo (13) závislé na rychlosti motoru a ke třetímu vstupu je napojen výstup komparátoru (21), na jehož jeden vstup je přes řídicí obvod (20) napojeno třetí čidlo (19) závislé na teplotě motoru a na druhý vstup tohoto komparátoru _e ^{(21) j}e napojen v^ýs^tup log^Who o^bvodu U8), ^k jehož je^dnomu vstu^pu je ^připojeno’ uve^dené třetí čidlo (19) závislé na teplotě motoru, ke druhému vstupu je připojeno čtvrté čidlo (14) k detekci obsahu kyslíku ve výfukových plynech a ke třetímu vstupu je připojeno páté čidlo (15) k detekci nespáleného uhlovodíku.

2. Palivová řídicí soustava podle bodu 1, vyznačená tím, že mezi čtvrté čidlo (14) k detekci kyslíku a logický obvod (18) je vřazena první dolnofrekvenční propust (16) a mezi páté čidlo (15) k detekci nespáleného uhlovodíku a logický obvod (18) je vřazena druhá dolnofrekvenční propust (17) k potlačení vysokofrekvenčních složek elektrických výstupních signálů těchto čidel.