Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12866
.pdf
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (США): сентябрь. 10, 1930. 3-84,901 Дата подачи заявки (в Соединенном
Королевстве): сентябрь. 10, 1931. № 25,397131.
Завершено: Декабрь.
1,
1932.
Полная спецификация.
Усовершенствованный метод и средства электромагнитного управления клапанами впрыска топлива в
двигателях внутреннего сгорания.
Мы, Битуис У. Уокер и Иайти Эймэрд Кеннеди, оба граждане Соединенных Штатов Америки, проживающие по
адресу: Хайленд-авеню, 650, Пьемонт, штат Калифорния, Соединенные Штаты Америки, настоящим
заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны
и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к электрическому устройству управления работой топливных форсунок
двигателей внутреннего сгорания.
В тех случаях, когда желательно эксплуатировать дизельные двигатели при полной нагрузке в относительно
широком диапазоне скоростей, необходимо обеспечивать постоянную подачу топлива в двигатель, поскольку
количество воздуха, поступающего в цилиндр за цикл, практически постоянно. Необходимо регулировать
подачу топлива в зависимости от изменений нагрузки двигателя для поддержания постоянной скорости.
Настоящее изобретение представляет собой механизм для управляемого управления
электромагнитно-приводным топливным инжекционным клапаном двигателя внутреннего сгорания,
включающий конденсатор и средства, с помощью которых зарядка или разрядка такого конденсатора
осуществляется для обеспечения работы указанного клапана.
Изобретение также включает в себя способ управляемого управления одним или несколькими
электромагнитно управляемыми клапанами впрыска топлива двигателя внутреннего сгорания, включающий
ограничение тока, подаваемого на клапаны, путем уменьшения или увеличения противодействующей или
обратной электродвижущей силы емкости.
Для того чтобы изобретение было ясно понято, обращаемся к прилагаемым чертежам, которые
иллюстрируют, в качестве примера, один из вариантов осуществления изобретения, и на которых: Фиг. 1
представляет собой схематическое изображение частей в разрезе аппарата, воплощающего изобретение.
На рис. 2 представлена схематическая иллюстрация аппарата, подобного изображенному на рис. 1, но с
регулируемой производительностью.
Рис. 3 представляет собой вид сбоку, иллюстрирующий контактный механизм, который может быть
использован в сочетании с аппаратом, показанным на предыдущих рисунках. [Цена 1/-1] 55 Рис. 4
представляет собой поперечный разрез, выполненный по линии 0-0 на рис. 3.
На рис. 5 представлено схематическое изображение, частично в разрезе, иллюстрирующее
усовершенствованное устройство, применяемое к 60 клапанам.
На фиг. 6 представлено схематическое изображение еще одного варианта применения изобретения,
включающего постоянно прикрепленное разрядное сопротивление. 65 На фиг. 7 представлена схематическая
иллюстрация, дополнительно показывающая применение данного изобретения к множеству клапанов, в
которых производительность расходуется по-разному. На фиг. 8 схематически показан вариант изобретения,
в котором предусмотрено множество вариантов исполнения для управления множеством клапанов.
На рис. 9 представлен поперечный разрез вала кулачка 75, который может использоваться для приведения в
действие контактного механизма, изображенного на рис. 6, 7, 8, 11 или 13.
На рис. 10 схематически изображена еще одна форма аппарата, воплощающая в себе 80.
Изобретение, в котором для управления множеством клапанов используется множество различных
возможностей.
На фиг. 11 представлена схематическая иллюстрация, частично в разрезе, иллюстрирующая другой тип 85
контактного механизма, который может быть использован в устройстве для осуществления изобретения.
На фиг. 32 схематически изображен еще один вариант устройства для практического применения
изобретения, в котором используется множество возможностей для управления множеством клапанов с
дополнительной возможностью индивидуальной регулировки контуров клапанов.
Рис. 13 представляет собой схематическое изображение, частично в разрезе, иллюстрирующее другой тип
устройства, воплощающего изобретение и использующего контактор, изображенный на рис. 11. Рис. 14
представляет собой схематическое изображение, частично в разрезе, иллюстрирующее применение
контактора, показанного на рис. 11, для приведения в действие множества клапанов посредством
распределителя. Более подробно, обращаясь к прилагаемым чертежам (3841002), мы показали
электромагнитно управляемое устройство впрыска топлива или регулирующий клапан 1, который может быть
связан с каждым цилиндром двигателя (не показан на рисунке), причем указанный клапан контролирует
подачу топлива из подходящего источника топлива под давлением. Этот регулирующий клапан 1 может быть
любого предпочтительного типа.
Источником электродвижущей силы обозначена батарея 2, хотя следует понимать, что может быть
использован генератор или любой другой подходящий источник.
Фиксированная емкость, способная накапливать J5 достаточно энергии для работы клапана iE, обозначенного
цифрой 3, и одного клапана переменного типа, обозначенного цифрой 3a, которые предназначены для этой
цели, могут быть взаимозаменяемы. Кулачок 4, приводящий в действие механизм переключателя, может
иметь различную форму для достижения наиболее благоприятных результатов в зависимости от диапазона
скоростей.
Для обеспечения работы устройства необходимо предусмотреть переменное сопротивление 5
соответствующего значения iE для каждой конструкции, как показано на рисунке.
Обращаясь более подробно к рис. 1, ток от источника электродвижущей силы 2, проходящий через
переменное сопротивление 5, подается на кулачок 4b посредством щетки 8, при этом контакт 5b периодически
образуется между вершинами кулачка 4 и металлическим выступом 6b на контактном рычаге 6. Это
обеспечивает путь, по которому зарядный ток может протекать к емкости 3, поскольку контакт между
верхними точками 6a и 7 контактного рычага нарушается одновременно с установлением контакта между 6b и
кулачком 4. Таким образом, емкость 3 периодически заряжается до значения, определяемого абсолютным
временем контакта между рычагом 6 и кулачком 4, а также значением переменного сопротивления 5. Время
работы двигателя регулируется углом дуги ak-46 (в данном случае показан как фиксированное значение) и
скоростью вращения, которая зависит от скорости двигателя при фиксированном значении сопротивления 5.
Периодический заряд на емкости 3 будет больше, чем медленнее вращается двигатель, и, следовательно,
меньше, чем быстрее вращается двигатель, из чего очевидно, что возникнет очень статическое состояние.
Изменения сопротивления 5 определяют скорость работы двигателя.
Заряд на конденсаторе 3 периодически разряжается через точки 6а и 7 на клапанную конструкцию 1, что
приводит к его открытию на период времени, зависящий от импульса тока от конденсатора. Эта величина ни в
коем случае не может превышать фиксированную величину, определяемую структурой емкости и
подаваемым напряжением, которые, предположительно, находятся в таком соотношении, чтобы ограничить
продолжительность впрыска до той, которая была бы наиболее выгодна для работы двигателя.
Поскольку напряжение практически постоянно, при полной нагрузке за цикл будет подаваться постоянное
количество топлива в широком диапазоне скоростей.
На рис. 2 емкость относится к переменному типу 3а и заряжается способом, описанным в связи с устройством,
изображенным на рис. 1; в остальном его работа 75е аналогична. Регулировка скорости может
осуществляться либо с помощью переменного сопротивления 5, либо за счет изменений мощности 3a, либо
любой из этих способов может использоваться для регулировки максимальной продолжительности работы
двигателя 80 e для достижения оптимальной работы двигателя.
На рис. 3 и 4 показана механическая конструкция, которая может быть использована для получения
результатов контакта, схематически изображенных на рис. 1 и 2, а также на некоторых других рисунках.
Корпус 10 закрывает регулирующее устройство, которое соответствующим образом увеличивает скорость
вращения распределительного вала по мере увеличения частоты вращения двигателя для поддержания
правильного момента впрыска. 90 - Каждый контактный рычаг 6 приводится в действие кулачками 4 и
поворачивается на неподвижном валу 9. Он упруго прижимается к кулачку или контактной точке 7 пружиной
11, которая также может служить проводником тока rnediii-.i 95 к клемме 12. В данном случае показана
множественность контактирующих рычагов, которые могут быть использованы для управления
множественностью клапанов. Устройство надстройки 10, хотя и не показано на 100 других рисунках, может
быть фактически использовано с любым или всеми из них в рамках данного изобретения.
- На рис. 5 ток от источника электродвижущей силы 2 проходит через переменное сопротивление 5 и к
кулачковому валу 4 через щеточный рычаг S. Это периодически заряжает емкость 3 и токоподводит
токоподводящий ток через контакты 6a и 7, аналогично работе 110 Fin I, однако разрядный ток в этом случае
передается по проводу 15 к распределительному рычагу 16, а затем в правильной последовательности к
различным электромагнитным клапанам 1, вызывая их периодическое включение на время, зависящее от
амплитуды тока от разряда емкости. На рис. 6 ток от источника электродвижущей силы 2 проходит через
переменное сопротивление 5. Емкость 3 соединена последовательно с электромагнитным клапаном или
клапанами 1 через распределитель 16, при этом емкость 3 в данном случае замыкается фиксированным
сопротивлением 125 или переменным замыкающим сопротивлением 14 такого минимального значения, чтобы
не пропускать достаточный ток для работы магнитного клапана или для поддержания его в открытом
положении.
Следовательно, периодический ток M0 384,002, который будет проходить через различные вентили, будет
зависеть от разницы противо-ЭДС емкости 8 и потенциала источника, а также от остаточного тока, который
может просачиваться через емкость 3 и проходить через мостовое сопротивление 14. Распределитель 16
сконструирован таким образом, чтобы обеспечить значительный промежуток времени между периодами
сопряжения клапанов, в течение которого сопротивление замыкания 14 может разрядить емкость 3. Для
осуществления управления можно использовать либо переменное сопротивление 5, либо переменное
замыкающее сопротивление 14. Однако переменная — это сопротивление мостика 14, которое обеспечит
более стабильное состояние при заданной скорости, поскольку степень разряда емкости зависит от времени
действия этого сопротивления, так что при заданном значении сопротивления, чем медленнее вращается
двигатель, тем больше будет разряжаться емкость. Следовательно, при следующем импульсе зарядки на
клапан будет поступать больший ток. В этом случае переменное сопротивление 5 будет использоваться лишь
для ограничения максимальной продолжительности впрыска при любой рабочей скорости для оптимальной
работы двигателя, и его можно даже исключить, если источник электродвижущей силы 2, емкость 3,
распределитель 16 и клапаны 1 будут сконструированы таким образом, чтобы обеспечить эту правильную
продолжительность для данного двигателя без необходимости регулировки.
Если сопротивление замыкания 14 не фиксировано, а сопротивление 5 используется в качестве
регулирующего для достижения максимальной продолжительности впрыска, то сопротивление замыкания 14
необходимо будет отрегулировать до такого значения, которое позволит практически полностью
израсходовать емкость 3 при максимальной рабочей скорости.
В этих условиях емкость будет разряжаться одинаково при всех скоростях или режимах работы, так что
регулирование, достигаемое изменением только сопротивления 5, обеспечит практически постоянный объем
разряда при каждом значении во всем диапазоне изменения скорости.
На рис. 7 ток от источника электродвижущей силы 2 проходит через переменное сопротивление 5y, заряжая
емкость 3, которая, в свою очередь, разряжается через распределитель 17 к электромагнитным клапанам 1 в
правильной последовательности.
Значение этого сопротивления 5 аналогично сопротивлению 14 на рис. 6, поскольку максимальный ток,
который оно способно пропускать, не сможет привести в действие или поддерживать магнитный клапан в
открытом состоянии. Контрольный образец, полученный с помощью образца 5, аналогичен образцу,
полученному с помощью образца 5 на рис. 6.
На рис. 8 ток проходит от источника электродвижущей силы 2 через переменное сопротивление 5, через
распределитель 18, через отдельные емкости 3 к различным электромагнитным клапанам 1. Емкости
перекрываются отдельными резисторами 19, функция которых аналогична функции резистора 14 на рис. 6.
Поскольку значение этих сопротивлений по необходимости сравнительно велико, чтобы предотвратить
помехи в работе клапана, наилучшие результаты, вероятно, будут получены в той цепи, в которой
предусмотрено самое длительное время для разряда.
В таких условиях станет очевидно, что высокое сопротивление способно разрядить емкость более полно, чем
это было бы возможно при более коротком контакте и меньшем времени. Таким образом, как показано в
данном случае, может быть выгодно использовать 80 отдельных мощностей и режимов сброса, что обеспечит
гораздо больший период времени для сброса этих мощностей. Для управления может использоваться
переменное сопротивление 5, или же сопротивление 19 может быть переменного типа 85 и работать
синхронно для осуществления управления.
На рис. 10 ток от источника электродвижущей силы 2 протекает по проводу 25 к отдельным элементам
емкости 3, зарядка и разрядка которых регулируются переключающими рычагами 26, которые
предпочтительно приводятся в действие распределительным валом с приводом от двигателя. Каждый рычаг
переключателя 26 поочередно контактирует с точками g5 28 и 27. Точки 28 соединены с отдельными
электромагнитными клапанами 1. Контакт между рычагом 26 и точками 28 замыкает путь для электрической
волны, которая приводит в действие клапан. Величина этой волны, равная 100, определяется длительностью
контакта между рычагом выключателя 26 и контактными точками 27.
Изменяя сопротивление 5, можно получить различные значения противо-ЭДС на (или поперек) емкости 3, что
при последующем контакте между рычагом 26 и контактом клапана 28 приведет к изменению начальной
дифференциальной противо-ЭДС, которая, в свою очередь, вызовет прохождение импульсов тока различной
величины через электромагнитный клапан, что приведет к изменению продолжительности времени открытия
клапана и, следовательно, позволит пройти различному количеству топлива, что повлияет на регулирование
скорости и мощности. В данном случае, поскольку разряд емкости зависит от длительности контакта между
рычагом 26 и точкой 27, будет видно, что стабильное количество топлива 120 подается на скорости ниже
полной, а равномерное дозирование будет происходить на полной скорости и нагрузке, что соответствует
существенному сопротивлению разряду при коротком замыкании. 125; На рис. 11 представлен
предпочтительный вариант контактного механизма, который мог бы быть использован в конструкции,
изображенной на рис. 10 и работающей аналогичным образом, но дополнительно снабженной переменным
сопротивлением 30 -384;002 Lance 5a, которое может использоваться для контроля максимальной
продолжительности впрыска.
Одинаковые цифры соответствуют одинаковым частям на обоих рисунках.
На рис. 12 показана конструкция, аналогичная по принципу работы той, что изображена на рис. 11,
дополнительно снабженная регулируемыми индивидуальными регуляторами расхода 5b, которые можно
настраивать для выравнивания работы различных клапанов. Следует отметить, что в данном случае (рис. 11)
с цепью клапана предусмотрена относительно длинная дуга контакта, а разрядный контакт короткий и
противоположен тому, что показано на рис. 10 и 11. Это дополнительно проиллюстрировано на рис. 13, где
показана контактная структура, которая может быть включена в эту схему, в которой ток от источника
электродвижущей силы 2, -20 соединен с переменным сопротивлением 5 через отдельные емкости 3. Зарядка
и разрядка регулируются индивидуально контактным рычагом 30, который попеременно контактирует с
контактной точкой 31 клапана con2.5 и разрядным контактом A, аналогично показанному на рис. 10, за
исключением того, что разряд проходит через переменное сопротивление 5b, включенное последовательно с
сопротивлением 5.
На фиг. 14 схематически показан способ подключения источника электродвижущей силы 2 через единый
конденсатор 3, зарядка и разрядка которого контролируются контактным рычагом 40, управляемым кулачком
45, приводимым в действие двигателем, что приводит к попеременному замыканию контактов между рычагом
40 и контактом разряда 41, а также контактом клапана 42. Разряд емкости, как и прежде, контролируется
параметром f, то есть длительностью контакта между рычагом 40 и точкой 41, а также значением,
установленным на переменном сопротивлении 5.
Изменяющаяся волна тока, проходящая через устройство, протекает через рычаг 40 к точке 42, через провод
43 к распределительному рычагу 44 распределителя 46, который замыкает цепь в правильной
последовательности с отдельными электромагнитными клапанами 1, обеспечивая их надлежащее
функционирование.
Несмотря на весь этот разряд, очевидно, что обратный путь, замыкающий цепь, образуется за счет
заземления электромагнитного клапана и заземления одной стороны источника электродвижущей силы, хотя
в рамках данного изобретения может использоваться любой другой обратный источник.
Из вышеизложенного очевидно, что описанный здесь метод и устройство для управления впрыском топлива в
дизельный двигатель позволят обеспечить постоянную подачу топлива в относительно широком диапазоне
изменения скорости вращения при полном крутящем моменте. Также при сниженной нагрузке и скорости
двигатель будет стабилен, поскольку при дополнительной нагрузке на него будет подаваться больше топлива
за цикл при сниженной скорости, и аналогично, если нагрузка снижается, количество впрыскиваемого топлива
за цикл уменьшится при незначительно увеличенной скорости. 70 Также очевидно, что ток, разрываемый в
точках контакта, будет минимальным. Это, безусловно, повышает эффективность системы, поскольку
продлевает срок службы и повышает надежность оборудования. 75 Хотя мы продемонстрировали
предпочтительные варианты нашего изобретения, следует понимать, что специалисты в данной области
могут вносить различные изменения в его конструкцию, не отступая от сути изобретения, как это определено в
прилагаемых пунктах формулы изобретения.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
Соседние файлы в папке патенты