SU985338A1 - Система управлени клапанами газораспределени с электрогидравлическим приводом - Google Patents

Description

(5) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КЛАПАНАМИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ С ЭЛЕКТ.РОГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ

1

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в двигател х .внутреннего сгорани , на:пример многоцилиндровых дизел х, дл  управлени  работой клапанов газораспределени  с электрогидравлическим приводом.

Известны системы управлени  клапанами газораспределени , содержащие измеритель положени  вала с электрогидравлическим приводом. Отметчик мертвой точки, накопительный счетчик, Дешифратор, коммутатор, бистабильные триггеры и токовые ключи, причем измеритель и отметчик включены на входах накопительного счетчика , который через дешифратор и коммутатор соединен с бистабильными триггерами, св занными токовыми клю чами ГЛ . . Однако данные системы не позвол ют получать стабильные фазы газораспределени , заданные коммутатором , так kaK в данном случае не пре дусмотрена компенсаци  задержки исполнени  заданных фаз газораспреде- лени  при изменении режима работы 1 двигател .

Цель изобретени  - обеспечение стабилизации характеристик перемещени  клапанов при изменении режимов работы двигател .

Указанна  цель достигаетс  тем, что система снабжена датчиками хода клапанов и узлами коррекции, каждый из которых выполнен в виде стробируемого распределител , реверсивного счетчика и мультиплексора, сое. диненных последовательно и включенных между коммутатором и бистабильными триггерами, причем выход дешифратора св зан также с мультиплексорами , а к стробируемым распределител м подключены измеритель положени  вала, отметчик мертвой точки И датчики хода клапанов.

Стробируемый распределитель выполнен в виде бистабильного триггера, схемы опроса, логического элемента 2И, счетного триггера, :логического элемента 2И-НЕ, логического элемента 2 ИЛИ и дополнительного бистабильного триггера, причем входы бистабильного триггера подключены к датчику хода клапанов и коммутатору, выходы через схему опроса соединены с реверсивным счетчиком, входы схемы опроса подключены к измерителю через логический элемент 2И, один из входов которого соединен с выходом счетного TpVirrepa, входы которого соединены с датчиком хода клапанов и коммутатором, причем синхронный вход через логический элемент 2И-НЕ, а установочный - через логический элемент 2 ИЛИ и дополнительный бистабильных триггер, подключенный к отметчику .

Каждый бистабильный триггер, св занный с токовым ключом, снабжен дополнительным узлом коррекции 1

Кроме того,система дополнительно содержит формирователи импульсов,установленные между датчиком хода и узлами коррекции,

На фиг, 1 представлена схема системы управлени  кИапанами газораспределени  с электрогидравлическим приводом дл  одного цилиндра двигател  с коррекцией фазы подъема; на фиг, 2 - схема двухканального строби руемого распределител , подключенног к реверсивному счетчику; на фиг, 3 система управлени  клапанами одного цилиндра с коррекцией.фаз открыти  и посадки; на фиг, k схема формировател  импульсов; на фиг. 5 временные диаграммы работы формировател  импульсов; на фиг, 6 - вариант схемы системы управлени  клапанами газораспределени  с электрогидравлическим приводом дл  многоцилиндрового двигател .

Система управлени  клапанами газораспределени  с электрогидравлически приводом дл  двигател  внутреннего сгорани  содержит измеритель 1 положени  коленчатого вала и отметчик 2 мертвой точки, передающие импульсы на накопительный счетчик 3, выход которого св зан с дешифратором Ц, соединенным При помощи коммутатора 5 с бистабильными триггерами б и 7 токовых ключей 8 и 9. Впускной клапан

10 и выпускной клапан 11 по меньшей мере одного цилиндра снабжены датчиками 12 и 13 хода, а в системе предусмотрены узлы 1 и 15 коррекции, каждый из которых выполнен в виде реверсивного счетчика 1б, стробируемого распределител  17 и мультиплексора/ 18, Узлы 1А и 15 коррекции расположены между дешифратором k и бистабильными триггерами 6 и 7.

Стробируемый распределитель 17 установлен на входе реверсивного счечика 16 и соединен с измерителем 1, отметчиком 2 и коммутатором 5. Входы мультиплексора 18 подключены к выходам дешифратора k и реверсивного счетчика 1б,

Распределитель 17 может быть выполнен в виде бистабильного триггера 19, входы которого подключены к датчику 12 хода и к коммутатору 5, выходы соединены при помощи схем 20 опроса с реверсивным счетчиком 16. Вход схемы 20 опроса подключен к измерителю 1 через логический элемент 2И 21, один из входов которого соединен .с выходом счетного триггера 22. Входы, счетного триггера 22 соединены с датчиком 12 и коммутатором 5, причем синхронный вход соединен через логический элемент 211-Н 23, а установочный вход соединен через логический элемент 2 ИЛИ и дополнительный бистабильный триггер 25 подключенный к отметчику 2,

компенсации временных задержек при посадке клапана возможна установка дополнительных узлов 2б и 27 коррекции между триггерами токовых ключей 6 и 7 и коммутатором 5В случае выполнени  датчиков 12 и 13 хода индуктивными дл  выделени  сигналов о начале подъема и посадки клапана между Датчиками и узлами 1А и 15 коррекции могут быть установлены формирователи 28 и 29 импульсов. Формирователь 28 выполнен на элементах 2И-НЕ и состоит из триггера Шмитта на логических элементах 30 и 31 с резистором 32 обратной св зи. Вход 33 формировател  соединен с датчиком 21 хода. Выход З триггера Шмитта соединен с элементами 35 и 36, включенными по схеме одновибратора, .Длительность управл ющего импульса на выходе 37 формировател  определ етс  емкостью конденсатора 36, Дл  подачи управл ющего сигнала о посадке клапана в формирователе 28 предусмотрен инвертор 39 и одновибратрр на базе элементов lO и tl и кон денсатора 2 с выходом 3 управл юд го импульса.

бсгта--мьюгоцилиндро8ого, например трехцилиндровогоч вигател  обёс

печиваетс  подключением оооднитель ных бистабильных триггеров 1 и

46 и 7 с токовыми ключами 48 и k 50 и 51. Установочные входы бистабильных триггеров и , 6 и включены через линии 52-59 задержки , обеспечивающие работу клапанов 10 и 11, 60 и 61, 62 и 63 через 120 угла поворота коленчатого вала.

Система работает следующим образом . После пуска двигател  св занные с коленчатым валом измеритель 1 и отметчик 2 вырабатывают импульсы. На копительный счетчик 3 заполн етс  от измерител  1 в границах рабочего цик ла. Эти границы определ ютс  обнул ющими счетчик 3 сигналами отметчика 2. Дешифратор k преобразует текущую информацию хода счетчика в дес тичное счисление, а коммутатор 5 выдел ет из нее необходимые импульсы дл  управлени  клапанами. Импульсы поступают на бистабильные триггеры 6 и 7 причем на входы, устанавливающие триггеры в единичное состо ние через узлы 14 и 15 коррекции, обеспечивающие компенсацию временных задержек .подъема клапана. Высокий (единичный) уровень потенциала на вы ходе триггеров 6 и 7 преобразуетс  токовыми ключами 8 и 9 в импульсы , открывающие клапаны 10 и 11 (электромагнитный клапан, подключенный к токовому ключу, и гидроцилиндр воздействующий на перемещение клапанов не показаны). Перемещение клапанов 10 и 11 фиксируетс  датчиками 12 и 13 хода. При установившемс  режиме работы двигател  как по частоте вращени , так и по параметрам рабочей жидкости гидросистемы импуль сы задани  на открытие клапанов 10 и 11 от коммутатора 5 совпадают по вре мени с сигналами от датчиков 12 и 13 т.е. узлы 14 и 15 коррекции вырабатывают команды дл  включени  бис-. табильных триггеров 6 и 7 с требуемым дл  данного режима опере}.чением. Если услови  работы измен ютс , напр мер, увеличитс  частота вращени  ко853386

/1енчатого вала или снизитс  давление рабочей жидкости в гидросистеме, тогда клапаны 10 и 11 откроютс  с задержкой и сигналы от датчиков 12 и 13 5 хода поступ т на узлы 1 и. 15 коррекции позже, чем импульсы за чни  от коммутатора 5 на их открыт;. Узлы 1 и 15 коррекции учитавают полученную в текущем цикле задержку и

10 внесут поправку в следующем цикле на большее, опережение подачи команд. В результате фаза газораспределени  увеличитс . При увеличении давлени  и снижении частоты вращени  колен15 чатого вала в текущем цикле дл  следующего цикла вноситс  поправка на уменьшение опережени  подачи команд открыти  клапанов. Требуемые углы опережени  устанавливаютс  узлом коррекции следующим образом. Мультиплексор 18 подключен к выходам дешифратора 4 и к выходам реверсивного счетчика 16, что позвол ет из текущей информации дешифратора 4 о повороте коленчатого вала выдел ть углы, запрограммированные кодом числа, записанного в реверсивный счетчик 16. Взаимодействие стробируемого распределител  17 с реверсивным счетчиком 1б происходит по двум каналам, соедин ющим вычитающий -1 и суммирующий +1 входы распределител  о-измерителем 1 (фиг.2) Бистабильный триггер 19 переключает схему 20 опроса на работу вычитающего канала от импульсов задани  коммутатора 5, а от сигнала датчика 12на работу суммирующего канала. При установившемс  режиме работы двигател  и установившихс  параметрах гидросистемы оба сигнала от датчика 12 и коммутатора 5 проход т в виде отрицательных импульсов одновременно на входы элементов 23 и 24 и далее проход т на синхронный вход счетного триггера 22, а также на его устанол вочный вход через дополнительный бистабильный триггер 25- Низкий потенциал на установочном входе счетного триггера 20 не позвол ет триггеру переключатьс  от сигнала, поступившего на синхронный вход от элемента 23. Таким образом, счетный триггер 22 удерживает низкий потенциал на логическом элементе 2И 21, что запрещает передачу импульсов от измерител  1 на входы реверсивного счетчика 16,и состо ние счетчика остаетс  неизменным . В конце рабочего цикла сигналом отметчика 2 триггер 25 переводитс  в единичное состо ние.

Если произойдет задержка открыти  клапана 1,0, то импульс задани  от ко мутатора 5 опередит сигнал датчика 1 Импульс коммутатора установит бистабильный триггер 19 к схему 20 опроса на работу вычитающего канала. Этот импульс также пройдет через логичесг кий элемент 23 на синхронный вход счетного триггера 22, т.е. переключит его в единичное состо ние и снимет запрет пропуску счетных импульсов через элемент 21. Импульсы от измерител  1 уменьшают записанное числ в реверсивном счетчике 16 до поступлени  сигнала от датчика 12. Сигнал от датчика 12 через-логический элемент 2И-НЕ, поступа  на синхронный вход триггера 22, возвращает его в нулевое состо ние, что прекращает запись а счетчик 16 от измерител  1 че рез элемент 21,

Если сигн от датчика 12 входа поступает на распределитель 17 раньше , чем импульс задани  от коммутатора 5, то бистабильный триггер 19 переводит схему 20 опроса на суммирующий канал,, и, триггер 22 снимает запрет на пропуск импульсов от измерител  1 через элемент 21. Записи в реверсивный счетчик 16 производитс до поступлени  импульса от коммутатора 5. Счетчик триггер 22 этим им- пульсом переключаетс  и восстанавливает запрет на элементе 21, что прерывает запись в счетчик 16.

При подаче на вход формировател  28 от датчика 12 хода клапана сигна лa трапецеидальной формы на выходе 3 триггера Шмитта снимаетс  сигнал в виде пр моугольника. Элементами 35 и 36 по фронту входного импульса формируетс  на выходе 37 формировател  короткий управл ющий импульс. Одновибрат .ор на базе элементов 40 и 1 и конденсатора k2 вырабатывает на выходе 3 управл ющий импульс по спаду сигнала от датчика 12 хода клапана.

Управление многоцилиндровым дизелем может осуществл тьс  по схеме, приведенной на фиг.6. Узлы 14 и 26 управл ют бистабильным триггером 6 токового ключа 8, который включает кЬапан 10. Ход клапана 10 фиксируетс  датчиком 12, и с помощью формировател  28 осуществл етс  обратна 

св зь управлени  работой клапана первого цилиндра. К выходам узлов 14 и 2б коррекции могут быть подключены, например, цифровые линии задержки, которые переключают бистабильный триггер 44 токового ключа 48 клапана

60второго Цилиндра. Если линии 52

и 53 задержки настроены дл  работы с двухцилиндровым двигателем, то они осуществл ют сдвиг команд управлени  клапанами на поворота коленчатого вала. В случае обслуживани  двигател  с трем  цилиндрами линии 52 и 53, 56 и 57 задержки команд настраиваютс  на срабатывание соответственно через 120 и поворота коленчатого вала. Третийцилиндр также должен быть оборудован триггером 46 и токовым .ключом 50 дл  управлени  клапаном 62. От узлов 15 и 27 коррекции через линии 54, 58 и 59 задержки управл ютс  бистабильные триггеры 45 и 47 токовых ключей 4Э и 51 клапанов

61и 63.

Преимущества предлагаемой системы управлени  клапанами газораспределени  с электрогидравлическим приводом по сравнению с системой управлени  клапанами газораспределени  с электрогидравлическим приводом заключаютс  в обеспечении стабилизации характеристик перемещени  клапанов газораспределени  за счет компенсации временных задержек хода клапана при изменении режимов работы двигател , что особенно важно дл  транспорт- . ных дизелей, эксплуатирующихс  в широком диапазоне нагрузок и частот врщени  коленчатого вала. При отсутствии узла коррекции в системе управлени  веро тностные отклонени  фаз фазораспределени  доходиди до 7-14 .поворота коленчатого вала (п.к.в), а предлагаема  система обеспечивает стабилизацию (до i1 п.к.в.) заданных фаз газораспределени , кроме того, обеспечивает качественное управление работой клапанов с электрогидравлическим приводом,.повышение показателей надежности механизма газораспределени , повышение экономичности работь двигател .

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1: Система управлени  клапанами газораспределени  с электрогидравлическим приводом, содержаща  измеритель положени  зала, отметчик мёртвой точки, накопительный счетчик

   ешифратор, коммутатор,- бистабильные триггеры и токовые клюми, причем змеритель и отметчик включены на входах накопительного счетчика, который через дешифратор и коммутатор соединен с биста6ильны 1и триггерами, св занными с токовыми Ключами, о т ичающа с   д«м7-чтс -С; целью обе(;п&че й5Гстабилизации хавкfёpиcтик перемещени  клапанов при изменении режимов работы двигател , она снабжена датчиками хода клапанов и узлами коррекции, каждый из которых выполнен в виде стробируемого распределител  реверсивного сметг чика и мультиплексора, срединенных последовательно и включенных между коммутатором и бистабильными триггерами , причем выход дешифратора св  зан также с мультиплексорами, а к стробируемым распределител м подключены измеритель положени  вала , отметчик мертвой точки и датчики хода клапанов. . .
2. 2. Система по п.t, о т л и чающа с  тем, что стробируемый расгфеделитель выполнен в виде бистабильного триггера, схемы опроса, логического элемента 2И, счетного триггера, логического элемента 2И-НЕ, jnorHMecKoro элемента 2 ИЛИ и дополнительного бистабильного триггера, причем входы бистабильного триггера подключены к датчику хода клапанов и коммутатору, выходы через схему опроса соединены с реверсивным смтетчйком, входы схемы опроса под,ключены к измерителю через логический элемент 2 И,один из 3 входов которого соединен с выходом ; елаюгс триггера, входы которого соединены с датчиком хода клапанов и коиь татором, щэичем синхронный

   вход - через логический элемент 2 И-НЕ, а установочный - через логический элемент 2 ЙШ и дополнительный бистабильный триггер, подключенный к отметчику..
3. 3. Система по nn.t и 2, о т   ичающа  с   тем, что каждый бистабильный триггер, св занный с токовым ключом, дополнительным узлом коррекции.

   А. Система по ппЛ-3 о т л и -. чающа с  тем, что она дополнительно содержит формирователи импульсов , установленные между датчикаг-м хода и узлами-коррекции.

   Источники инфоймаии, - прин тые во внимание при эксИертиэе

   1. Васильев В.Н. и др. Электронный блок управлени  клапанами газораг предёлени  с электрогидравлическим приводом. Сб. Двигатели внутреннего сгорани . НИЙИНФОРМТЯЖМ/Ш, Н., If 18, 1978, с. 15-17.

   fUZ.i

   n

   ri I

   fUZ.t

   fuzS

   «

   «ч ч