Электрическое топливорегулирующее устройство для двигателя внутреннего сгорания

 

I. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ТОПЛИВОРЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ. содержащее датчики параметров работы двигателя, генератор напряжений, блок сравнения, управляющий элемент топливного насоса, датчик положения управляющего элемента топливного насоса, блок управления , блок электромагнитных клапанов и гидравлический исполнительный механизм, причем датчики параметров работы двигателя связаны с генератором напряжений, соединенным с блоком сравнения, к которому подключен датчик положения управляющего элемента насоса, вход которог,о через последовательно соединенные гидравлический исполнительный механизм и блок электромагнитных клапанов связан с блоком управления , а управляющий элемент насоса связан с гидравлическим исполнительным механизмом , отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности работы двигателя, оно снабжено блоком вычисления среднеквадратичного отклонения параметров, включенным между блоком сравнения и блоком управления. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок вычисления среднеквадратичного отклонения параметров состоит из аналого-цифрового преобразователя, цифроаналогового преобразователя, счетно-реi щающего устройств , таймера и запоминаю (Л щего устройства, причем аналого-цифровой преобразователь, счетно-рещающее устройство и цифроаналоговый преобразователь связаны последовательно, а таймер и запоминающее устройство подключены к счетно-рещающему устройству. сд о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК уш F 02 D 502

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (2! ) 3354965/25-06 (22) 18.11.81 (46) 30.04.83. Бюл. № 16 (72) В. В. Стрекопытов, Ю. М. Русаков, В. Н. Барщенков и Г. В. Лексунов (71) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В. Н. Образцова (53) 621.43.038-523.8 (088.8) (56) 1. Акцептованная заявка Японии № 55-22616, кл. 51 АЕ, 1980. (54) (57) 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ТОПЛИВОРЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее датчики параметров работы двигателя, генератор напряжений, блок сравнения, управляющий элемент топливного насоса, датчик положения управляющего элемента топливного насоса, блок управления, блок электромагнитных клапанов и гидравлический исполнительный механизм, причем датчики параметров работы двигателя связаны с генератором напряжений, соединенным с блоком сравнения, к которому

„„Я0„„1015093 А подключен датчик положения управляющего элемента насоса, вход которого через последовательно соединенные гидравлический исполнительный механизм и блок электромагнитных клапанов связан с блоком управления, а управляющий элемент насоса связан с гидравлическим исполнительным механизмом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы двигателя, оно снабжено блоком вычисления средне-. квадратичного отклонения параметров, включенным между блоком сравнения и блоком управления.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок вычисления среднеквадратичного отклонения параметров состоит из аналого-цифрового преобразователя, цифроаналогового преобразователя, счетно-решающего устройства, таймера и запоминающего устройства, причем аналого-цифровой преобразователь, счетно-решающее устройство и цифроаналоговый преобразователь связаны последовательно, а таймер и запоминающее устройство подключены к счетно-решающему устройству.

15093

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для регулирования топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС) электрическими средствами.

Известны электрические топливорегулирующие устройства для ДВС, содержащие датчики параметров работы двигателя, генератор напряжений, блок сравнения, управляющий элемент топливного насоса, датчик положения управляющего элемента топливного насоса, блок управления, блок электромагнитных клапанов и гидравлический исполнительный механизм, причем датчики параметров двигателя связаны с генератором напряжений, соединенным с блоком сравнения, к которому подключен датчик положения управляющего элемента насоса, вход которого через последовательно соединенные гидравлический исполнительный механизм и блок электромагнитных клапанов связан с блоком управления, а управляющий элемент насоса связан с гидравлическим исполнительным механизмом (1).

Недостатками известного устройства являются большая длительносгь переходного процесса, наличие колебательного режима регулирования подачи топлива со значительными амплитудами колебаний и связанных с ними перерасхода топлива, перегрузки

ДВС, появления нагара, сплавления контактов, а также других процессов, снижающих эксплуатационно-технические показатели надежности работы ДВС.

Эти недостатки вызваны тем, что устройство во время переходного процесса, вызванного необходимостью увеличить или уменьшить подачу топлива в ДВС при изменении числа оборотов двигателя, должно реагировать на резко изменяющиеся величины напряжений, вырабатываемых датчиками.

При этом создаются условия для асимптотически затухающего колебательного режима регулирования подачи топлива, увеличивающего длительность переходного процесса и вызывающего указанные нежелательные явления.

Цель изобретения — повышение надежности работы двигателя внутреннего сгорания.

Указанная цель достигается тем, что электрическое топливорегулирующее устройство для двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчики параметров работы двигателя, генератор напряжений, блок сравнения, управляющий элемент топливного насоса, датчик положения управляющего элемента топливного насоса, блок управления, блок электромагнитных клапанов и гидравлический исполнительный механизм, причем датчики параметров работы двигателя связаны с генератором напряжений, соединенным с блоком сравнения, к которому подключен датчик положения управляющего элемента насоса, вход которого через последовательно соединенные гидравлический исполнительный механизм и блок электромагнитных клапанов связан с блоком управления, а управляющий элемент насоса связан с гидравлическим исполнительным механизмом, дополнительно снабжено блоком вычисления среднеквадратичного отклонения параметров, включенным между блоком сравнения и блоком управления.

Блок вычисления среднеквадратичного отклонения параметров состоит из аналого1п цифрового преобразователя, счетно-решающего устройства, цифроаналогового преобразователя, таймера и запоминающего устройства, причем аналого-цифровой преобразователь, счетно-решающее устройство и цифроаналоговый преобразователь связаны последовательно, а таймер и запоминающее устройство подключены к счетно-решающему устройству.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — структурная схема блока вычисления среднеквадратичного отклонения параметров.

Устройство содержит датчик 1, контролирующий характер изменения частоты вращения двигателя, генератор 2 напряжений, вход которого соединен с выходом датчика 1, 25 блок 3 сравнения, вход которого соединен с выходом генератора 2, датчик 4 положения управляющего элемента топливного насоса, вход которого соединен с входом блока 3 сравнения, блок 5 вычисления среднеквадратичного отклонения параметров, вход которого соединен с выходом блока 3 сравнения, блок 6 управления, вход которого соединен с выходом блока 5, блок 7 электромагнитных клапанов, вход которого соединен с выходом блока 6 управления, гидравлический исполнительный механизм 8, вход которого соединен с выходом блока 7, а выход — с входами управляющего элемента 9 и датчика 4.

К входам генератора 2 напряжений могут быть подключены дополнительные датчики, 4g например датчик 10, контролирующий частоту вращения турбокомпрессора и датчик 11, контролирующий режим работы двигателя.

Блок вычисления среднеквадратичного отклонения параметров выполнен в виде последовательно подключенных аналого45 цифрового преобразователя 12, счетно-решающего устройства 13, цифроаналогового преобразователя 14, при этом входы счетнорешающего устройства соединены с выходами таймера 15 и запоминающего устройства 16.

На входе аналого-цифрового преобразователя имеет место -резко меняющийся по амплитуде сигнал. Если этот сигнал непосредственно будет воздействовать на исполнительный механизм, то начнется колебательный процесс. В том случае, если просто сделать задержку на время, равное окончанию колебания на входе блока вычисления среднеквадратичного отклонения параметров, элемента 9 и уменьшает или увеличивает численное значение напряжения, подаваемого в блок 3. Блок 3, в свою очередь, изменяет сигнал на выходе в соответствии с новым значением параметра, контролируемого датчиком 4 и т. д.

Во время переходного процесса, который возникает при изменении сигналов на выходах датчиков 1, 10 и 11, а также датчика 4, в устройстве возникает апериодически затухающий колебательный процесс, во время которого резко меняются значения напряжений на выходах датчиков и блоков.

При этом может увеличиваться расход топлива, наступить перегрев двигателя внутреннего сгорания, его выход из номинального режима работы, появиться нагар и другие. нежелательные явления. Однако блок 5 усредняет на заданном интервале времени значения. отклонения параметров от среднеквадратических, свойственных данному типу двигателей. Поэтому изменения режима работы двигателя будут происходить плавно, без резких толчков. Колебательный процесс, вызванный наличием цепи обратной связи в устройстве, будет непродолжительным и незначительным по амплитуде. За счет этого уменьшится расход топлива, потребляемого двигателем, повысится надежность его работы.

Предлагаемое электрическое топливорегулировочное устройство для двигателя по сравнению с базовым объектом позволяет сократить длительность переходных процессов, возникающих при изменении подачи топлива в двигатель, уменьшить амплитуду колебаний, возникающих в устройстве во время этих процессов, а в целом позволяет повысить надежность работы двигателя и сократить расход топлива.

1015093 то будет потеряно время и ухудшится точность регулирования.

В запоминающем устройстве хранятся значения параметров, по которым можно,зная максимум и минимум колебаний, сразу определить их средние значения и, не ожидая конца переходного процесса, воздействовать на объект управления.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от датчика 1, контролирующего частоту вращения двигателя, поступает в 1р генератор 2. На входы генератора 2 подается также сигнал датчика 10, пропорциональный числу оборотов турбокомпрессора и датчика 1, контролирующего режим работы двигателя, например соответствия температуры ДВС норме.

Генератор 2 в зависимости от величины поступающих на его входы сигналов вырабатывает напряжение, соответствующее расчетным или эмпирическим характеристикам подачи топлива в ДВС. Блок 3 сравнивает величину напряжения, вырабатываемого генератором 2, с напряжением, которое соответствует положению датчика 4 управляющего элемента, например рейки топливного насоса. Блок 5 вычисляет среднеквадратичное отклонение параметров сигнала 25 на выходе блока 3. на заданном интервале времени и полученное усредненное значение напряжения передает в блок 6 управления.

Блок 6 в зависимости от полученного значения напряжения вырабатывает команды на включение или выключение соответствующих электромагнитных клапанов блока 7.

Гидравлический исполнительный механизм 8 в зависимости от количества подводимого или стравливаемого топлива осуществляет регулирование положения управляемого элемента 9 топливного насоса двигателя.

Датчик 4 фиксирует изменение положения

Редактор С. Пекарь

Заказ 3168/31

Составитель Н. Патрахальцев

Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4