БЛОК УПРАВЛЕНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ ТОПЛИВОПОДАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ

Техническое решение относится к области автотракторного электрооборудования и может быть использовано в блоке управления аккумуляторной топливоподающей системы в составе 8-цилиндрового дизельного двигателя, где блок предназначен для решения задач по управлению частотой вращения двигателя и подачей топлива в аккумуляторную топливоподающую систему, оптимизации расхода топлива и мощности при различных режимах работы двигателя, повышения надежности работы блока и системы в целом, а также снижения токсичности выхлопных веществ двигателя в соответствии с требованиями экологии.
Известно электронное устройство управления дизельным двигателем (патент РФ на полезную модель №16943, F02D 41/38, опубл. 2001.02.27), содержащее источник питания с тремя разделенными каналами питания, где первый канал предназначен для питания цифрового модуля, второй - для питания аналоговых датчиков и входного интерфейса, третий - для питания выходного интерфейса, датчика скорости автомобиля и положения вала коромысел, подключенных к входному интерфейсу, электромагнита управления валом коромысел, клапана рециркуляции отработанных газов второй ступени, подключенных к выходному интерфейсу. Недостатки:
отсутствие возможности управления впрыском топлива в цилиндры в необходимый момент работы двигателя с требуемым числом раз в течение одного цикла, что ведет к излишнему расходованию топлива, увеличивает потребляемую мощность двигателя и повышает токсичность выхлопных веществ.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является блок управления ТПС EDC16 фирмы BOSCH, 2002 г., который имеет каналы обработки сигналов датчика частоты вращения коленчатого вала, датчика положения педали акселератора, датчика режима интенсивного разгона, датчика перехода на холостой ход, датчика массового расхода воздуха, датчика кислорода, датчика температуры охлаждающей жидкости, датчика температуры топлива, датчика давления наддува, датчика температуры воздуха, датчика нажатия педали тормоза, датчика состава топлива, датчика Холла и датчика атмосферного давления (встроен в блок). Блок имеет выходные каналы управления шестью электромагнитными клапанами насосов-форсунок, клапанами управления рециркуляцией отработавших газов, приводом впускной заслонки, обогревом датчиков кислорода, реле свечей накаливания, реле топливного насоса, электронным термостатом, реле электронасоса охлаждающей жидкости, электромагнитными клапанами гидроопор двигателя. Недостатки прототипа:
недостаточное количество управляемых электромагнитных клапанов - до 6, отсутствует возможность контроля температуры второго каталитического нейтрализатора, отсутствует датчик температуры блока управления аккумуляторной топливоподающей системы, что ведет к невозможности применения блока в составе 8-цилиндрового дизельного двигателя, возможность оптимизации расхода топлива и мощности в различных режимах работы двигателя ограничена, при этом надежность работы блока и всей системы в целом занижена, а токсичность выхлопных веществ двигателя повышена.
Технический результат, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, состоит в возможности работы блока в составе 8-ми цилиндрового двигателя, где блок управляет частотой вращения двигателя и подачей топлива в аккумуляторную топливоподающую систему, оптимизирует расход топлива и мощность в различных режимах работы двигателя, обеспечивает высокий уровень надежности работы блока и системы в целом, а также снижает токсичность выхлопных веществ двигателя в соответствии с требованиями экологии.
Технический результат достигается тем, что блок управления аккумуляторной топливоподающей системы, содержащий узел питания, узел коммутации, узел связи, узел контроля входных сигналов с одним каналом контроля температуры каталитического нейтрализатора, процессорный узел, содержит дополнительно узел управления 8-ю электромагнитными клапанами, датчик температуры блока, а упомянутый узел контроля входных сигналов имеет два канала контроля температуры каталитического нейтрализатора.
Предложенный блок управления аккумуляторной топливоподающей системы иллюстрируется структурной блок-схемой, представленной на чертеже, где имеются следующие обозначения:
1 - блок управления аккумуляторной топливоподающей системы;
2 - узел питания;
3 - узел контроля входных сигналов, в том числе от двух датчиков температуры каталитического нейтрализатора;
4 - процессорный узел;
5 - узел управления электромагнитными клапанами;
6- узел коммутации;
7 - узел связи;
8 - датчик температуры блока;
9 - датчик педали сцепления;
10 - датчик педали тормоза;
11 - датчик частоты вращения вала двигателя;
12 - датчик частоты вращения распределительного вала;
13 - датчик наддувочного воздуха;
14 - датчик температуры топлива;
15 - датчик температуры охлаждающей жидкости;
16 - датчик давления масла;
17 - датчик температуры масла;
18 - датчик температуры каталитического нейтрализатора;
19 - датчик температуры каталитического нейтрализатора;
20 - электромагнитный клапанный узел;
21 - клапан аварийного останова;
22 - клапан высокого давления;
23 - клапан перепуска;
24 - клапан регулировки высокого давления;
25 - главное реле;
26 - реле управления стартера;
27 - сигнальная лампа;
28 - клапан нагнетающей секции.
Блок 1 управления аккумуляторной топливоподающей системы содержит узел питания 2, узел контроля входных сигналов 3, имеющий два канала контроля каталитического нейтрализатора, процессорный узел 4, узел управления 5 электромагнитными клапанами, узел коммутации 6, узел связи 7 диагностического интерфейса и датчик температуры 8 блока. Датчики 9...19 системы управления двигателем подключены к узлу контроля 3 входных сигналов. Электромагнитный клапанный узел 20 дизельного двигателя подключен к узлу управления 5 электромагнитными клапанами. Исполнительные устройства 21…28 системы управления двигателя управляются узлом коммутации 6.
Блок 1 управления аккумуляторной топливоподающей системы состоит из узла питания 2 на 1,5 В, 3,3 В, 5,0 В, 12 В для питания внутренних схем блока, аналоговых датчиков 9…19 и узла связи 7, узла контроля входных сигналов 3 входной части для обработки сигналов аналоговых, дискретных, импульсных датчиков системы, в том числе и сигналов двух датчиков температуры каталитического нейтрализатора 18, 19, узла связи 7 для диагностических интерфейсов CAN, K-LINE, датчика температуры 8, узла коммутации 6 для управления исполнительными устройствами 21…28 системы управления двигателя, узла управления электромагнитными клапанами 5 для управления электромагнитным клапанным узлом двигателя 20, процессорного узла 4, состоящего из 32-разрядного микроконтроллера со встроенной оперативной и постоянной перепрограммируемой памятью для управления всей системой и управления электромагнитными клапанами электромагнитного клапанного узла 20 для обеспечения управления 8-ю электромагнитными клапанами с возможностью многоразового последовательного впрыска топлива (до 5-ти последовательных впрыскиваний за цикл работы двигателя), что позволяет контролировать температуру каталитического нейтрализатора двумя датчиками температуры 18,19 и температуру блока 1 через датчик температуры 8. Предложенное конструктивное решение повышает надежность блока, позволяет оптимизировать расход топлива и мощность дизельного двигателя в различных его режимах, а также снижать токсичность выхлопных веществ в соответствии с требованиями экологии.
Работа блока управления 1 аккумуляторной топливоподающей системы осуществляется следующим образом. При подаче напряжения питания на узел питания 2 при значениях напряжения в допустимых пределах, процессорный узел 4 осуществляет диагностику датчиков 9…19 через узел контроля входных сигналов 3 (в том числе через два канала контроля температуры каталитического нейтрализатора), и диагностику электромагнитного клапанного узла 20 двигателя через узел управления 5 электромагнитными клапанами. В зависимости от результатов обработки сигналов, поступающих от датчиков 9…19, в том числе от двух датчиков температуры каталитического нейтрализатора 18, 19 и датчика температуры блока 8, которые получают сигналы от узла 3 контроля входных сигналов и узла связи 7, процессорный узел 4 оптимизирует работу системы, которая управляет частотой вращения двигателя и подает топливо в аккумуляторную топливоподающую систему.
Введение вышеперечисленных дополнительных функций блока управления аккумуляторной топливоподающей системы в составе 8-цилиндрового дизельного двигателя позволяет управлять частотой вращения двигателя и подачей топлива 8-цилиндрового двигателя, оптимизировать расход топлива и мощность двигателя в различных режимах, обеспечить высокий уровень надежности работы блока и системы в целом, а также обеспечить уменьшение токсичности выхлопных веществ двигателя в соответствии с требованиями экологии.