СИСТЕМА ЭЛЕКТРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ТОПЛИВА ДИЗЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Решение относится к дизелестроению, в частности к системам управления топливоподачей дизеля, предназначенным для автоматического поддержания заданной частоты вращения вала дизеля.
Известна система электронного управления подачей топлива, содержащая электронный блок управления, блок силовых ключей, преобразователь частоты вращения вала дизеля, преобразователь фазовой отметки распределительного вала, выполненный с возможностью синхронизации работы системы с работой цилиндров двигателя, причем электронный блок управления содержит размещенные в едином корпусе и связанные между собой и с внешними цепями разъемами устройства усилителя мощности, защиты, контроллера, интерфейса и индикации (патент РФ №2430254, МПК: F02D 41/30, опубликован 27.09.2011 г.) - прототип.
Недостатком известной системы является невысокая топливная эффективность и надежность дизеля транспортного средства при работе на переменных по частоте вращения вала режимах, когда начало подачи топлива в цилиндры дизеля выбрано из условия получения минимального расхода топлива на режиме полной мощности.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение топливной эффективности и надежности дизеля транспортного средства при работе на переменных по частоте вращения вала режимах.
Указанный технический результат достигается тем, что система электронного управления подачей топлива дизеля транспортного средства, содержащая блок питания, электронный блок управления, блок силовых ключей, первичные преобразователи частоты вращения вала дизеля и фазовой отметки распределительного вала, давления масла и наддувочного воздуха, температуры воды и масла дизеля, причем система выполнена с возможностью формирования сигнала начала подачи топлива в цилиндры дизеля в зависимости от частоты вращения вала дизеля, для чего электронный блок управления содержит устройства усилителя мощности, защиты, контроллера, интерфейса и индикации, и входами соединен с выходами блока питания, автоматизированной системы управления транспортным средством, первичных преобразователей частоты вращения вала дизеля и фазовой отметки распределительного вала, давления масла и наддувочного воздуха, температуры воды и масла дизеля, а выход электронного блока управления связан с входом блока силовых ключей, выполненного с возможностью выработки разностного сигнала, распределяемого по выходным силовым ключам в порядке очередности работы цилиндров, и подачи сигнала на электромагниты, управляющие клапанами топливных насосов высокого давления.
Заявляемая система конкретизирована на фиг.1 и 2, где на фиг.1 представлена блок-схема системы, а на фиг.2 - схематическое изображение зависимости угла начала подачи топлива в цилиндры дизеля от частоты вращения вала, обеспечивающей минимальный расход топлива на всех режимах работы дизеля транспортного средства.
Система электронного управления подачей топлива дизеля транспортного средства содержит блок питания 1, электронный блок управления 2, блок силовых ключей 3, первичные преобразователи, установленные на дизеле 4, частоты вращения вала дизеля 5 и фазовой отметки распределительного вала 6, давления масла 7 и наддувочного воздуха 8, температуры воды 9 и масла 10 дизеля. Заявляемая система выполнена с возможностью формирования сигнала начала подачи топлива в цилиндры дизеля в зависимости от частоты вращения вала дизеля, для чего электронный блок управления 2 содержит устройства усилителя мощности, защиты, контроллера, интерфейса, индикации, и входами соединен с выходами блока питания 1 и автоматизированной системы управления транспортным средством 11, а выходом связан с блоком силовых ключей 3, выполненным с возможностью выработки разностного сигнала, распределяемого по выходным силовым ключам в порядке очередности работы цилиндров, и подачи сигнала на электромагниты 12, управляющие клапанами топливных насосов высокого давления 13.
Графический вид характеристики дизеля транспортного средства для выбора угла начала подачи топлива в цилиндры дизеля (фиг.2) показывает, что на каждом режиме работы дизеля для каждой частоты вращения вала имеется определенный угол начала подачи топлива в цилиндры, когда обеспечивается минимальный расход топлива.
Блок питания 1 предназначен для преобразования исходного напряжения в цепи управления транспортного средства в выходное стабилизированное напряжение питания, подаваемое к электронному блоку управления 2.
Электронный блок управления 2 обеспечивает прием и преобразование сигналов, поступающих от первичных преобразователей 5, 6, 7, 8, 9, 10 и автоматизированной системы управления транспортным средством 11, на основе чего формирует разностный сигнал, распределяемый по выходным силовым ключам 3 в порядке очередности работы цилиндров дизеля.
Топливные насосы высокого давления 13, выполненные с электромагнитами 12, управляющими встроенными электрогидравлическими клапанами, предназначены для обеспечения начала и продолжительности цикловой подачи топлива в цилиндры дизеля 4 в зависимости от управляющего сигнала, подаваемого на электромагниты 12 от блока силовых ключей 3.
Преобразователь частоты вращения вала дизеля 5 предназначен для формирования частотного сигнала, пропорционального частоте вращения его вала.
Преобразователь фазовой отметки распределительного вала 6 предназначен для формирования дискретного сигнала о положении поршня 1-го цилиндра дизеля 4 в верхней мертвой точке, соответствующей началу рабочего хода.
Заявляемая система в составе дизеля работает следующим образом на различных режимах.
Работа системы при запуске дизеля. После завершения подготовки дизеля 4 к пуску, когда система смазки обеспечила необходимые условия для безопасного вращения вала дизеля, система топливоподачи - подвод топлива к топливным насосам высокого давления 13, а система запуска-включение питания стартер-генератора дизеля, электронный блок управления системы 2 выдает сигнал, передаваемый на электромагниты 12 от блока силовых ключей 3, о времени начала подачи топлива в каждый цилиндр дизеля. При формировании этого сигнала учитывается фактическая частота вращения вала в соответствии с зависимостью угла начала подачи топлива в цилиндры дизеля от частоты вращения его вала, приведенной на фиг.2.
Работа системы на холостом ходу дизеля. Дизель 4, установленный на транспортном средстве, может работать на холостом ходу при различной частоте вращения вала. При этом на каждом режиме работы электронный блок управления системы 2 выдает сигнал о времени начала подачи топлива в цилиндры дизеля, учитывающем фактическую частоту вращения вала в соответствии с зависимостью, приведенной на фиг.2.
Работа системы электронного управления подачей топлива в дизель на режимах тяги транспортного средства. При включении тяговой передачи транспортного средства дизель 4 работает под нагрузкой при различной частоте вращения вала. Для обеспечения минимального расхода топлива на всех режимах работы дизеля электронный блок управления системы 2 формирует сигнал, учитывающий фактическую частоту вращения вала в соответствии с зависимостью угла начала подачи топлива в цилиндры дизеля от частоты вращения его вала, приведенной на фиг.2.
Таким образом, заявляемая система электронного управления подачей топлива дизеля транспортного средства обеспечивает повышение топливной эффективности и надежности дизеля транспортного средства при работе на переменных по частоте вращения вала режимах.