УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ФОРСУНКАМИ
CONTROL DEVICE FOR ELECTROMAGNETIC NOZZLES

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к системе подачи топлива для двигателя внутреннего сгорания.
Известно устройство подачи топлива для двигателя внутреннего сгорания [1], содержащее топливопровод высокого давления, электромагнитные форсунки и микропроцессорную схему управления, в состав которой входят электронные ключи управления.
Недостатками устройства подачи топлива для двигателя внутреннего сгорания является невысокая скорость срабатывания электромагнитных форсунок.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство управления электромагнитными форсунками [2], содержащее два электронных ключа, сопротивление и схему управления, причем первый электронный ключ включен между минусовой шиной питания и форсункой, второй электронный ключ связан с минусовой шиной питания, а входы управления электронных ключей соединены со схемой управления.
Недостатками известного устройства управления электромагнитными форсунками является невысокая скорость срабатывания электромагнитных форсунок.
Технический результат направлен на повышение скорости срабатывания электромагнитных форсунок.
Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее два электронных ключа и схему управления, причем первый электронный ключ включен между минусовой шиной питания и форсункой, второй электронный ключ связан с минусовой шиной питания, а входы управления электронных ключей соединены со схемой управления, при этом в устройство дополнительно введены катушка индуктивности, первое и второе сопротивления, первый и второй диоды, причем второй вывод второго электронного ключа соединен с катушкой индуктивности, второй вывод которой подключен к плюсовой шине питания, также второй вывод второго электронного ключа соединен с анодом первого диода, катод которого связан со вторым выводом форсунки, вторым сопротивлением и катодом второго диода, анод которого соединен с первым сопротивлением; второй вывод первого сопротивления соединен с плюсовой шиной питания, второй вывод второго сопротивления связан с минусовой шиной питания.
Отличительными признаками от прототипа является то, что в устройство дополнительно введены катушка индуктивности, первое и второе сопротивления, первый и второй диоды, а также наличие новых связей между вновь введенными и ранее применявшимися узлами устройства.
На чертеже представлена функциональная электрическая схема предлагаемого устройства.
Устройство управления электромагнитными форсунками содержит два электронных ключа 2 и 3, схему управления 4, причем первый электронный ключ 3 включен между минусовой шиной питания и электромагнитной форсункой 1, второй электронный ключ 2 связан с минусовой шиной питания, а входы управления электронных ключей 2 и 3 соединены со схемой управления 4, катушку индуктивности 5, первое 8 и второе 7 сопротивления, первый 6 и второй 9 диоды, причем второй вывод второго электронного ключа 2 соединен с катушкой индуктивности 5, второй вывод которой подключен к плюсовой шине питания, а также второй вывод второго электронного ключа 2 соединен с анодом первого диода 6, катод которого связан со вторым выводом электромагнитной форсунки 1, вторым сопротивлением 7 и катодом второго диода 9, анод которою соединен с первым сопротивлением 8; второй вывод первого сопротивления 8 соединен с плюсовой шиной питания, второй вывод второго сопротивления 7 связан с минусовой шиной питания.
Устройство управления электромагнитными форсунками работает следующим образом.
За некоторое время t до поступления импульса включения электромагнитной форсунки 1 со схемы управления 4 электронные ключи 2 и 3 замыкаются. Это время необходимо для того, чтобы катушка индуктивности 5 успела запасти энергию, достаточную для последующего срабатывания электромагнитной форсунки 1. В момент срабатывания электромагнитной форсунки 1 со схемы управления 4 поступает импульс, закрывающий электронный ключ 2, при этом энергия, запасенная в катушке индуктивности 5, через первый диод 6 поступает на второе сопротивление 7 и электромагнитную форсунку 1. ЭДС индукции определяется уравнением
E=-dФ/dt,
где Е - ЭДС индукции, В;
Ф - магнитный поток, Вб.
Следовательно, скорость нарастания тока через электромагнитную форсунку 1 в момент коммутации определяется соотношением
dI/dt=U/L,
где dI/dt - скорость нарастания тока, А/с;
L - индуктивность электромагнитной форсунки, Г;
U - напряжение на электромагнитной форсунке 1, В.
Напряжение на электромагнитной форсунке 1 примерно равно отношению
5
7
U=IR,
5
где I - ток через катушку индуктивности 5 в момент коммутации, А;
7
R - значение сопротивления 7, Ом.
Как показывает расчет, при известных соотношениях параметров цепи переходной процесс имеет характер затухающей синусоиды, протекает достаточно быстро, а токи могут принимать большие значения [3], что и обеспечивает срабатывание электромагнитной форсунки 1 с повышенной скоростью. При этом первое сопротивление 8 и второй диод 9 обеспечивают открытое состояние электромагнитной форсунки 1 до окончания импульса со схемы управления 4, закрывающего электронный ключ 3.
Сопоставительный анализ заявляемого устройства с имеющимися техническими решениями показывает, что заявляемое устройство позволяет повысить скорость срабатывания электромагнитных форсунок на порядок.
Источники информации
1. Чижков Ю.П. Электрооборудование автомобилей [Текст]: учебник / Ю.П.Чижков, С.В.Акимов/ Под ред. М.Бирюков, Е.Певзнер. - М.: Книжное издательство «За рулем», 2005. - 336 с.
2. А.с. 1559214 СССР, МПК F02D 41/20. Устройство управления электромагнитной форсункой [Текст] / В.Е.Кузин (СССР). - №4412837/25 заявл. 21.04.88; опубл. 23.04.90, Бюл. №15.
3. Зевеке, Г.В. Основы теории цепей [Текст]: учебник / Зевеке Г.В. и др. - Изд. 5-е, доп. и перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 528 с.