УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ФОРСУНКАМИ
ELECTROMAGNETIC NOZZLES CONTROL DEVICE

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.
Недостатком 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 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, катушку 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.
Недостатками известной системы являются высокое потребление электрической энергии от бортовой сети автомобиля при получении охлажденного воздуха, а также пониженная надежность схемы, обусловленная ее сложностью.
Технический результат направлен на снижение энергопотребления и повышение надежности схемы, а также способности регулирования времени срабатывания форсунки в зависимости от режима работы двигателя внутреннего сгорания.
Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее катушку индуктивности, электронный ключ, диод и схему управления, причем электронный ключ включен между минусовой шиной бортовой сети, катушкой индуктивности и анодом диода, второй вывод катушки индуктивности связан с плюсовой шиной бортовой сети, второй вывод форсунки соединен со схемой управления,  дополнительно введены конденсатор, управляемый генератор прямоугольных импульсов и второй диод, причем катод диода соединен со входом схемы управления, первым выводом конденсатора и анодом второго диода, катод которого связан с первым выводом форсунки, вход управления управляемого генератора прямоугольных импульсов связан с выходом схемы управления, а его выход со входом управления электронного ключа, плюс питания управляемого генератора прямоугольных импульсов соединены с плюсовой шиной бортовой сети, а его минусовой вывод питания и второй вывод конденсатора соединены с минусовой шиной бортовой сети.
Отличительными от прототипа признаками является то, что в устройство дополнительно введены конденсатор, управляемый генератор прямоугольных импульсов и второй диод, а также наличие новых связей между вновь введенными и ранее применявшимися узлами системы.
Сопоставительный анализ характеристик заявляемой системы и имеющихся технических решений показывает, что заявляемая система обладает рядом существенных преимуществ: способностью регулирования времени срабатывания форсунки в зависимости от режима работы двигателя внутреннего сгорания, небольшой потребляемой мощностью и повышенной надежностью.
На рисунке представлена функциональная электрическая схема предлагаемого устройства.
Устройство, содержащее катушку 1 индуктивности, электронный ключ 2, диод 3 и схему 4 управления, причем электронный ключ 2 включен между минусовой шиной бортовой сети, катушкой 1 индуктивности и анодом диода 3, второй вывод катушки 1 индуктивности связан с плюсовой шиной бортовой сети, второй вывод форсунки 5 соединен со схемой 4 управления, кроме того, в устройство дополнительно введены конденсатор 6 и управляемый генератор 7 прямоугольных импульсов, второй диод 8, причем катод диода 3 соединен со входом схемы 4 управления, первым выводом конденсатора 6, и анодом диода 8, катод второго диода 8 соединен с первым выводом форсунки 5, вход управления управляемого генератора 7 прямоугольных импульсов связан с выходом схемы 4 управления, а его выход со входом управления электронного ключа 2, плюс питания управляемого генератора 7 прямоугольных импульсов соединен с плюсовой шиной бортовой сети, а его минусовой вывод питания и второй вывод конденсатора 6 соединены с минусовой шиной бортовой сети.
Устройство работает следующим образом.
При включении зажигания управляемый генератор 7 прямоугольных импульсов начинает генерировать импульсы, амплитуда которых практически равна напряжению бортовой сети. При этом электронный ключ 2 периодически открывается и в катушке 1 индуктивности периодически запасается энергия. В моменты закрывания электронного ключа 2 запасенная в катушке 1 индуктивности энергия через диод 3 заряжает конденсатор 6. Напряжение на конденсаторе 6 увеличивается до порогового значения, которое определяется схемой 4 управления и зависит от режима работы двигателя внутреннего сгорания. После достижения напряжением на конденсаторе 6 порогового значения схема 4 управления прекращает генерацию управляемого генератора 7 прямоугольных импульсов, и энергия из бортовой сети практически не потребляется. В момент поступления импульса включения электромагнитной форсунки 5 ее нижний по схеме вывод через схему 4 управления соединяется с минусовой шиной бортовой сети и в цепи форсунки протекает импульс тока повышенного уровня, возникающий при разряде конденсатора 6, длительность импульса тока определяется параметрами конденсатора 6 и индуктивностью форсунки 5. Второй диод 8 исключает протекание тока в противоположном направлении и через него осуществляется поступление напряжения бортовой сети (по цепи катушка 1 индуктивности, диод 3, диод 8) в течение всего времени действия импульса включения электромагнитной форсунки 5 от схемы 4 управления.
Сопоставительный анализ заявляемого устройства с имеющимися техническими решениями показывает, что заявляемое устройство позволяет повысить скорость срабатывания электромагнитных форсунок на порядок по сравнению с аналогичными устройствами, по сравнению с прототипом обеспечивается снижение энергопотребления за счет отсутствия постоянного тока в катушке 1 индуктивности, повышение надежности схемы, а также реализуется способность регулирования времени срабатывания форсунки в зависимости от режима работы двигателя внутреннего сгорания.
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. Патент РФ №2365776, МПК F02D 41/20. БИ 24, 27.08.2009.