RU2015355C1 - Method and device for cutting-off fuel feed to internal combustion engine high-pressure pump in emergency engine working mode - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: fuel feed is cut off by a signal of a controllable parameter transducer, and a shutoff actuator is blocked when the engine is started. Before starting, after the engine is stopped, and in emergency situation the actuator (solenoid fuel valve) of a safety device is initiated for a short period with its further electrical switch-on, in both cases these operations are diagnostic operations, and in emergency on a working engine cause fuel feed cutting-off even when the valve is electrically switched off before the engine is stopped. The device has engine working mode recording unit 1, first registration relay 2 with one pair of make contacts 2.1 and first delay element 3 and also second safety relay 4 with two pairs of make contacts 4.1 and 4.2, oil pressure pickup 6, two warning lamps 7 and 9 and actuator 8 which are all connected in series and to a board power source. Moreover, the device has second delay element 5 which input is connected to the first output of the winding of second relay 4. The first output is connected to the first output of pressure pickup 6 and the second output - to one of the contacts of pair 4.1 and the first output of second delay element 5. The second output of the winding of second relay 4 is connected to the input of engine working mode recording unit 1 and the contact of the second contact pair 4.2 of this relay. The actuator is made in the form of a solenoid valve and is mounted at the inlet of a high-pressure fuel pump. EFFECT: improved reliability. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к двигателестроению и может применяться для дизельных двигателей, устанавливаемых на мобильных объектах. The invention relates to mechanical engineering, in particular, to engine building and can be used for diesel engines installed on mobile objects.

Известен способ прекращения топливоподачи, заключающийся в прекращении топливоподачи по сигналу датчика контролируемого параметра и блокировке срабатывания исполнительного механизма в период пуска двигателя. A known method of stopping the fuel supply, which consists in stopping the fuel supply by the signal of the sensor of the controlled parameter and blocking the actuator during operation of the engine.

Известно устройство для прекращения топливоподачи при аварийном режиме работы двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик давления масла, блок регистрации работы двигателя, исполнительный механизм останова двигателя, реле с двумя парами нормально разомкнутых контактов, реле с одной парой нормально разомкнутых контактов, элемент задержки и две сигнальные лампы. A device for stopping fuel supply during emergency operation of an internal combustion engine, comprising an oil pressure sensor, an engine operation recording unit, an engine shutdown actuator, a relay with two pairs of normally open contacts, a relay with one pair of normally open contacts, a delay element and two signal lamps .

Недостатки известных технических решений - недостаточные надежность и экономичность из-за отсутствия полной самодиагностики средств защиты двигателя, и из-за необходимости включения клапана до полной остановки двигателя. The disadvantages of the known technical solutions are the lack of reliability and efficiency due to the lack of a complete self-diagnosis of engine protection means, and because of the need to turn on the valve until the engine stops completely.

Цель изобретения - повышение надежности и экономичности. The purpose of the invention is to increase reliability and efficiency.

Указанная цель в способе достигается тем, что в известном способе, заключающемся в перекрытии электромагнитным клапаном входного канала насоса, производят кратковременную подачу напряжения на обмотку клапана, причем напряжение снимают с обмотки ранее момента останова двигателя. This goal in the method is achieved by the fact that in the known method, which consists in blocking the solenoid valve of the pump inlet channel, a short-time voltage is applied to the valve winding, the voltage being removed from the winding before the motor stopped.

Указанная цель в устройстве достигается тем, что в устройство, содержащее источник питания, блок регистрации работы двигателя, реле регистрации с замыкающим контактом, элемент задержки, датчик давления масла с контактом, реле защиты с двумя замыкающими контактами, подключенное к источнику питания через контакт датчика давления масла, исполнительный механизм и две сигнальные лампы, одна из которых подключена параллельно исполнительному механизму, а другая соединена с источником питания через контакт датчика давления масла. Реле регистрации подключено к источнику питания через блок регистрации и элемент задержки, а исполнительный механизм подключен к источнику питания через первый контакт реле защиты. Дополнительно введен дополнительный элемент задержки с двумя выходами, один из которых подключен к отрицательному выводу источника питания через контакт датчика давления масла, а другой - через последовательно соединенный контакт реле регистрации и второй контакт реле защиты. Исполнительный механизм выполнен в виде электромагнитного клапана с импульсным включением. Вход дополнительного элемента задержки соединен с положительным выводом источника питания через реле защиты, второй контакт которого подключен параллельно контакту датчика давления масла. The specified purpose in the device is achieved by the fact that in the device containing the power source, the engine operation registration unit, the registration relay with the make contact, the delay element, the oil pressure sensor with the contact, the protection relay with two make contacts, connected to the power source through the pressure sensor contact oils, an actuator and two warning lights, one of which is connected in parallel with the actuator, and the other is connected to the power source through the contact of the oil pressure sensor. The registration relay is connected to the power source through the registration unit and the delay element, and the actuator is connected to the power source through the first contact of the protection relay. Additionally, an additional delay element with two outputs has been introduced, one of which is connected to the negative terminal of the power source through the contact of the oil pressure sensor, and the other through a series-connected contact of the registration relay and the second contact of the protection relay. The actuator is made in the form of an electromagnetic valve with pulse switching. The input of the additional delay element is connected to the positive terminal of the power source through a protection relay, the second contact of which is connected in parallel with the contact of the oil pressure sensor.

Сущность заявляемых технических решений заключается в том, что кратковременное включение с последующим выключением исполнительного механизма останова двигателя на работающем ДВС приводит к прекращению топливоподачи, так как при работе топливо подается в насос высокого давления с избыточным давлением. При срабатывании исполнительного механизма избыточное давление топлива оказывает силовое воздействие на перекрывающую часть исполнительного механизма, вследствие чего после электрического отключения клапана даже до останова ДВС клапан остается включенным и топливо не подается в насос высокого давления. После останова двигателя давление топлива падает, и за счет упругих частей исполнительного механизма он открывается. The essence of the claimed technical solutions lies in the fact that short-term switching on and subsequent switching off of the actuator for stopping the engine on a working ICE leads to the cessation of fuel supply, since during operation the fuel is supplied to the high-pressure pump with overpressure. When the actuator is actuated, excessive fuel pressure exerts a force on the overlapping part of the actuator, as a result of which, after the valve is switched off electrically, even before the engine stops, the valve remains on and fuel is not supplied to the high pressure pump. After the engine stops, the fuel pressure drops, and due to the elastic parts of the actuator, it opens.

Перед пуском двигателя давление масла отсутствует, и контакты датчика давления замкнуты. После подачи напряжения устройство кратковременно включается. В этом случае проверяется подача напряжения на цепь исполнительного механизма. При останове двигателя давление масла падает, и контакты датчика давления замыкаются вновь, что опять приводит к кратковременному срабатыванию устройства защиты, в этом случае проверяется нормальное функционирование элементов устройства защиты при срабатывании датчика давления. Эти кратковременные включения защиты их перед пуском и после останова двигателя являются по существу операциями самодиагностики, что и способствует повышению надежности устройства защиты. При самодиагностике двигатель остановлен или останавливается, поэтому избыточное давление на входе топливного насоса отсутствует или резко снижается. Это приводит к тому, что после электрического отключения исполнительного механизма он возвращается в исходное состояние, т.е. самодиагностика не мешает запуску ДВС. Кратковременное включение клапана позволяет снизить энергопотребление, что повышает экономичность работы предлагаемых средств. Before starting the engine, there is no oil pressure and the pressure sensor contacts are closed. After applying voltage, the device briefly turns on. In this case, the voltage supply to the actuator circuit is checked. When the engine is stopped, the oil pressure drops, and the pressure sensor contacts close again, which again leads to a short-term operation of the protection device, in this case the normal functioning of the elements of the protection device when the pressure sensor is triggered is checked. These short-term activation of their protection before starting and after engine shutdown are essentially self-diagnosis operations, which helps to increase the reliability of the protection device. During self-diagnosis, the engine is stopped or stops, so there is no excess pressure at the inlet of the fuel pump or decreases sharply. This leads to the fact that after an electric shutdown of the actuator, it returns to its original state, i.e. self-diagnosis does not interfere with the start of the engine. Short-term inclusion of the valve reduces energy consumption, which increases the efficiency of the proposed tools.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства защиты; на фиг. 2 - пример выполнения блока регистрации работы двигателя; на фиг. 3 - пример выполнения второго элемента задержки. In FIG. 1 shows a functional diagram of a protection device; in FIG. 2 - an example of the execution of the registration unit of the engine; in FIG. 3 is an example of a second delay element.

Устройство содержит последовательно соединенные с источником питания бортсети блок 1 регистрации работы двигателя, реле регистрации 2, имеющее одну пару 2.1 нормально разомкнутых контактов, и первый элемент 3 задержки. Кроме того, к источнику питания последовательно подсоединены реле защиты 4, имеющие две пары 4.1 и 4.2 нормально разомкнутых контактов, второй элемент 5 задержки и датчик 6 давления масла. Параллельно датчику 6 давления масла подсоединены первая пара 4.1 нормально разомкнутых контактов реле защиты 4, один из контактов которых вместе с выходом датчика 6 давления подключен к первой сигнальной лампе 7 и к одному из нормально разомкнутых контактов реле регистрации 2, второй контакт этой же пары соединен со вторым выходом второго элемента задержки 5, через вторую пару 4.2 нормально разомкнутых контактов реле защиты 4 к источнику питания бортсети параллельно подключены исполнительный механизм 8 останова двигателя и вторая сигнальная лампа 9. Блок 1 регистрации работы двигателя содержит подсоединенные к входу блока 1 резистор 10 и транзисторный ключ 11. Второй вывод резистора 10 соединен с базой транзисторного ключа 11 и катодом стабилитрона 12, анод которого соединен через резистор 13 с массой устройства, коллектор ключа 11 соединен с базой через конденсатор 14. Второй элемент 5 задержки содержит подсоединенные к первому входу элемента 5 через диод 18 резисторы 15 и 16 и конденсатор 17. Второй вывод резистора 15 соединен со вторым выходом элемента 5 задержки, а второй вывод резистора 16 - со вторым выводом конденсатора 17 и первым выходом блока 5. Первый элемент 3 задержки может быть выполнен аналогично, только в нем отсутствует резистор 15 и диод 18. Исполнительный механизм 8 останова двигателя может быть выполнен согласно ТУ 23.3.28-88. The device comprises a motor operation registration unit 1, a registration relay 2, having one pair 2.1 of normally open contacts, and a first delay element 3, connected in series with the power supply of the aircraft network. In addition, the protection relay 4 is connected in series with the power supply, having two pairs of 4.1 and 4.2 normally open contacts, a second delay element 5 and an oil pressure sensor 6. In parallel with the oil pressure sensor 6, the first pair 4.1 of normally open contacts of the protection relay 4 is connected, one of the contacts of which together with the output of the pressure sensor 6 is connected to the first signal lamp 7 and to one of the normally open contacts of the registration relay 2, the second contact of the same pair is connected to by the second output of the second delay element 5, through the second pair of 4.2 normally open contacts of the protection relay 4, an actuator 8 for stopping the engine and a second signal lamp 9. The engine operation recording unit 1 contains a resistor 10 and a transistor switch 11 connected to the input of block 1. The second output of the resistor 10 is connected to the base of the transistor switch 11 and the zener diode 12 cathode, the anode of which is connected through the resistor 13 to the device ground, the key collector 11 is connected with the base through the capacitor 14. The second delay element 5 contains resistors 15 and 16 connected to the first input of the element 5 through the diode 18 and the capacitor 17. The second output of the resistor 15 is connected to the second output of the delay element 5, and the second output of the resistor 1 6 - with the second output of the capacitor 17 and the first output of the block 5. The first delay element 3 can be performed similarly, only there is no resistor 15 and diode 18. The actuator 8 for stopping the engine can be performed according to TU 23.3.28-88.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

После включения питания срабатывает реле защиты 4, замыкаются контакты 4.1 и 4.2, срабатывает электромагнитный клапан 8 и включаются сигнальные лампы 7 и 9. В результате замыкания контактов 4.1 реле 4 становится на самоблокировку. При этом происходит самодиагностика, а именно: проверяется цель включения электромагнитного клапана 8. Через обмотку реле защиты 4 и диод 18 конденсатор 17 элемента задержки 5 начинает заряжаться. Конденсатор 17 заряжается до напряжения выключения реле защиты 4, и оно выключается. Время включения реле защиты 4 определяется сопротивлением его обмотки и емкостью конденсатора 17. После выключения реле защиты 4 контакты 4.1 и 4.2 размыкаются самодиагностика устройства прекращается, исполнительный механизм 8 отключается и сигнальная лампа 9 выключается. Лампа 7 при подключенном датчике 6 давления продолжает оставаться включенной. After turning on the power, the protection relay 4 is activated, contacts 4.1 and 4.2 are closed, the electromagnetic valve 8 is activated and the signal lamps 7 and 9 are turned on. As a result of closing the contacts 4.1, relay 4 becomes self-locking. In this case, a self-diagnosis takes place, namely: the purpose of turning on the electromagnetic valve 8 is checked. Through the winding of the protection relay 4 and the diode 18, the capacitor 17 of the delay element 5 starts to charge. The capacitor 17 is charged to the off voltage of the protection relay 4, and it turns off. The turn-on time of the protection relay 4 is determined by the resistance of its winding and the capacitance of the capacitor 17. After the protection relay 4 is turned off, contacts 4.1 and 4.2 open, the self-diagnosis of the device stops, the actuator 8 turns off and the signal lamp 9 turns off. Lamp 7 with the connected pressure sensor 6 continues to remain on.

При запуске двигателя начинает появляться давление в системе смазки двигателя, и размыкаются-замыкаются контакты датчика 6. В этом случае реле защиты 4 не включается, так как время разряда конденсатора 17 через резистор 16 элемента 5 задержки выбирается большим, чем время пуска двигателя. Диод 18 служит для того, чтобы конденсатор 17 разряжался только через резистор 16. Лампа 7 при разомкнутых контактах датчика 6 выключается. When the engine starts, pressure begins to appear in the engine lubrication system, and the contacts of the sensor 6 open and close. In this case, the protection relay 4 does not turn on, since the discharge time of the capacitor 17 through the resistor 16 of the delay element 5 is selected longer than the engine start time. The diode 18 serves to ensure that the capacitor 17 is discharged only through the resistor 16. The lamp 7 turns off when the contacts of the sensor 6 are open.

После пуска двигателя появляется сигнал на выходе блока 1 регистрации работы двигателя. Напряжение в бортсети вследствие включения штатного генератора поднимается выше номинального напряжения аккумулятора. Стабилитрон 12 открывается, при этом открывается транзисторный ключ 11. Напряжение открытия стабилитрона 12 подбирается с помощью резистора 13, а резистор 10 служит для надежного закрывания ключа 11, когда напряжение ниже необходимого. Конденсатор 14 увеличивает устойчивость ключа 11 против самовозбуждения в момент перехода через порог срабатывания. Срабатывает реле регистрации 2 и замыкаются контакты 2.1. Конденсатор 17 элемента 5 задержки разряжается через резистор 15, причем время разряда меньше, чем время работы реле регистрации 2. Величина резистора 15 выбирается такой, чтобы обеспечить снижение тока разряда через контакты 2.1 и нормальное срабатывание реле защиты 4, если после пуска давления в системе смазки отсутствует, т.е. контакты датчика 6 остались замкнутыми. После включения реле регистрации 2 конденсатор элемента 3 задержки заряжается до напряжения выключения реле регистрации 2, и оно отключается, замыкаются контакты 2.1. Резистор элемента 3 задержки выбирается таким образом, чтобы обеспечить разряд конденсатора элемента 3 задержки при отсутствии сигнала с блока 1 регистрации работы двигателя. After starting the engine, a signal appears at the output of the engine operation registration unit 1. The voltage in the electrical system due to the inclusion of a standard generator rises above the nominal voltage of the battery. The zener diode 12 opens, and the transistor switch 11 opens. The opening voltage of the zener diode 12 is selected using a resistor 13, and the resistor 10 serves to reliably close the key 11 when the voltage is lower than necessary. The capacitor 14 increases the stability of the key 11 against self-excitation at the moment of transition through the threshold. Registration relay 2 is activated and contacts 2.1 are closed. The capacitor 17 of the delay element 5 is discharged through the resistor 15, and the discharge time is less than the operating time of the registration relay 2. The value of the resistor 15 is chosen so as to ensure a decrease in the discharge current through the contacts 2.1 and the normal operation of the protection relay 4, if after the pressure in the lubrication system is started absent, i.e. the contacts of the sensor 6 remained closed. After turning on the registration relay 2, the capacitor of the delay element 3 is charged to the voltage off the registration relay 2, and it turns off, contacts 2.1 are closed. The resistor of the delay element 3 is selected so as to ensure the discharge of the capacitor of the delay element 3 in the absence of a signal from the engine operation recording unit 1.

Если при запуске двигателя необходимое давление в системе смазки не создано, то после запуска контакты датчика 6 остаются замкнутыми. После срабатывания реле регистрации 2 и замыкания контактов 2.1 ток срабатывания реле защиты 4 протекает через обмотку реле защиты 4, диод 18, резистор 15, замкнутые контакты 2.1 и контакты датчика 6. Реле защиты 4 срабатывает на время работы реле регистрации 2. Замыкаются контакты 4.1 и 4.2, включается электромагнитный клапан 8 и лампа 9 на время работы реле регистрации 2. If when starting the engine the necessary pressure in the lubrication system is not created, then after starting the contacts of the sensor 6 remain closed. After actuation of the relay 2 and the closure of the contacts 2.1, the response current of the protection relay 4 flows through the winding of the protection relay 4, diode 18, resistor 15, closed contacts 2.1 and the contacts of the sensor 6. Protection relay 4 is activated for the duration of the operation of the registration relay 2. Contacts 4.1 and 4.2, the solenoid valve 8 and the lamp 9 are turned on for the duration of the registration relay 2.

Так как двигатель запущен, создается избыточное давление, что оказывает силовое воздействие на перекрывающую часть клапана, вследствие чего после электрического отключения клапана он остается включенным до остановки двигателя. Since the engine is started, excessive pressure is created, which exerts a force on the valve overlapping part, as a result of which, after an electric shutdown of the valve, it remains on until the engine stops.

Если при пуске двигателя давление в системе создано, контакты датчика 6 давления размыкаются и после пуска. После срабатывания реле регистрации 2 и разряда конденсатора 17 через резистор 15 и контакты 2.1 ток через реле защиты 4 не протекает, и устройство не срабатывает. If, when starting the engine, the pressure in the system is created, the contacts of the pressure sensor 6 open even after starting. After operation of the registration relay 2 and the discharge of the capacitor 17 through the resistor 15 and contacts 2.1, the current through the protection relay 4 does not flow, and the device does not work.

Если в процессе работы двигателя происходит аварийная ситуация, падает давление в системе смазки, то замыкаются контакты датчика 6 давления. Так как конденсатор 17 элемента 5 задержки разряжен, то срабатывает реле защиты 4, замыкаются контакты 4.1 и 4.2 на время заряда конденсатора 17. Самоблокировка реле защиты 4 через контакты 4.1 является защитой от возможного дребезга контактов датчика 6 при его срабатывании. Срабатывает устройство и топливоподачи в насос высокого давления прекращается. If during the operation of the engine an emergency occurs, the pressure in the lubrication system drops, then the contacts of the pressure sensor 6 are closed. Since the capacitor 17 of the delay element 5 is discharged, the protection relay 4 is activated, contacts 4.1 and 4.2 are closed for the time of charging the capacitor 17. Self-locking of the protection relay 4 through contacts 4.1 is a protection against possible bounce of the contacts of the sensor 6 when it is triggered. The device trips and the fuel supply to the high pressure pump is stopped.

При останове двигателя давление в системе смазки падает, контакты датчика 6 замыкаются и кратковременно включается система прекращения топливоподачи. Загораются лампы 7 и 9 - срабатывает клапан 8, осуществляется диагностика элементов устройства при срабатывании датчика 6 давления. После останова двигателя давление топлива на входе в насос высокого давления падает, клапан 8 возвращается в исходное состояние. When the engine stops, the pressure in the lubrication system drops, the contacts of the sensor 6 are closed and the fuel supply interruption system is briefly turned on. Lamps 7 and 9 light up - valve 8 is activated, diagnostics of the device elements is carried out when the pressure sensor 6 is triggered. After the engine stops, the fuel pressure at the inlet to the high pressure pump drops, valve 8 returns to its original state.

Использование предлагаемых технических решений позволяет осуществлять более полную автоматическую самодиагностику элементов защиты, что обеспечивает постоянный контроль исправности устройства защиты и исключает работу двигателя с неисправным устройством. Using the proposed technical solutions allows for a more complete automatic self-diagnosis of protection elements, which provides constant monitoring of the health of the protection device and excludes the engine from working with a faulty device.

Использование в устройстве импульсного включения исполнительного механизма, импульсной регистрации работы ДВС дополнительно позволяет снизить энергопотребление, избежать постоянного контроля частоты вращения двигателя, что в свою очередь позволяет повысить экономичность. Все перечисленные достоинства позволяют повысить надежность и экономичность предлагаемых средств. The use of the actuator pulse switching device, pulse ICE operation recording in the device additionally allows to reduce energy consumption, to avoid constant monitoring of the engine speed, which in turn allows to increase efficiency. All of these advantages can improve the reliability and efficiency of the proposed funds.

Claims (2)

1. Способ прекращения топливоподачи в насос высокого давления двигателя внутреннего сгорания при возникновении аварийного режима работы двигателя, заключающийся в перекрытии электромагнитным клапаном входного канала насоса, отличающийся тем, что, с целью повышения его экономичности, производят кратковременную подачу напряжения на обмотку клапана, причем напряжение снимают с обмотки ранее момента останова двигателя. 1. The method of stopping the fuel supply to the high pressure pump of the internal combustion engine when an emergency operation of the engine occurs, which consists in blocking the solenoid valve of the pump inlet channel, characterized in that, in order to increase its economy, a short-time voltage supply to the valve winding is performed, and the voltage is removed from a winding earlier than the moment of engine shutdown. 2. Устройство прекращения топливоподачи в насос высокого давления двигателя внутреннего сгорания при возникновении аварийного режима работы двигателя, содержащее источник питания, блок регистрации работы двигателя, реле регистрации с замыкающим контактом, элемент задержки, датчик давления масла с контактом, реле защиты с двумя замыкающими контактами, подключенное к источнику питания через контакт датчика давления масла, исполнительный механизм и две сигнальные лампы, одна из которых подключена параллельно исполнительному механизму, а другая соединена с источником питания через контакт датчика давления масла, причем реле регистрации подключено к источнику питания через блок регистрации и элемент задержки, а исполнительный механизм подключен к источнику питания через первый контакт реле защиты, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, оно снабжено дополнительным элементом задержки с двумя выходами, один из которых подключен к отрицательному выводу источника питания через контакт датчика давления масла, а другой - через последовательно соединенные контакт реле регистрации и второй контакт реле защиты, при этом исполнительный механизм выполнен в виде электромагнитного клапана с импульсным включением, а вход дополнительного элемента задержки соединен с положительным выводом источника питания через реле защиты, второй контакт которого подключен параллельно контакту датчика давления масла. 2. A device for stopping the fuel supply to the high-pressure pump of an internal combustion engine when an emergency operation of the engine occurs, comprising a power source, an engine operation registration unit, a registration relay with a closing contact, a delay element, an oil pressure sensor with a contact, a protection relay with two closing contacts, connected to the power source through the contact of the oil pressure sensor, an actuator and two signal lamps, one of which is connected in parallel with the actuator, and the other is connected to the power source through the contact of the oil pressure sensor, and the registration relay is connected to the power source through the registration unit and the delay element, and the actuator is connected to the power source through the first contact of the protection relay, characterized in that, in order to increase reliability and economy , it is equipped with an additional delay element with two outputs, one of which is connected to the negative terminal of the power source through the contact of the oil pressure sensor, and the other through in series with registration unity relay contact and a second contact relay, the actuator is a solenoid-switched and input additional delay element connected to the positive terminal of the power source through the relay, the second terminal of which is connected parallel to the contact oil pressure sensor.

Images