Способ определения нестабильности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ путем измерения частоты вращения коленчатого вала в начале и в конце отсчета каждого временного интервала , равного продолжительности работ чего цикла двигателя, определения приращения частоты вращения.за каждый временной интервал, получения отношения указанного приращения к указанному интервалу и определения текущего значения нестабильности вращения как разности между двумя отношениями, полу хеиными за два очередных времен-ных интервала, о т л ич а ю щ и и с я тен, что, с целью повышения точности, начало отсчета временного интервала смещают от предыдущего начала отсчета i на время, соответствующее повороту коленчатого вала на угол, меньший (Л 2Ji в целое число раз. ю да о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3617337/25-06. (22) 05.07.83 (46) 30 11,84. Бюл. Р 44 (72) Л.N.Påãåëücoí, В.В.Коноплев, Б.Я.Черняк, A ° A ° Ïàðõîìåíêî и В.A.Íàáoêèõ (71) Научно-исследовательский и экспериментальный институт автотракторного электрооборудования и автоприборов (53) 621.436-545 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2964067/25-06, кл. F 02 D 33/00, 1980. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ путем измерения частоты вращения ко„.Я0„„1126707 A

3(5п F 02 D 33/00; F 02 D 37 00 ленчатого вала в начале и в конце отсчета каждого временного интерва ла, равного продолжительности рабо-, чего цикла двигателя, определения приращения частоты вращения за каждый временной интервал, получения отношения указанного приращения к указанному интервалу и определения текущего значения нестабильности вращения как разности между двумя отношениями, полученными за два очередных временных интервала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, начало отсчета каждого временного интервала смеща- ют от предыдущего начала отсчета на время, соответствующее повороту коленчатого вала на угол, меньший

2Ti в целое число раз.

1126707

Изобретение относится к автомати ческому регулированию двигателей внутреннего сгорания.

Известен способ определения нестабильности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания путем измерения частоты вращения коленчатого вала в начале и в конце отсчета каждого временного интервала, равного продолжительности рабочего цикла двигателя, определения приращения частоты вращения эа каждый временной интервал, получения. отношения указанного приращения к укаэанному интервалу и определения текущего значения нестабильности вращения как разность между двумя отношениями, полученными за два очередных временных интервала Г1 3.

В известном способе измерение частоты. вращения производят только один раз в течение рабочего цикла в заданную его фазу, принимая окончание предыдущего цикла на начало следующего. В связи с этим информацию получают только один раэ в течение рабочего цикла, частота ее получения мала, а достоверность низка, в связи с чем способ не обладает высокой точностью.

Целью изобретения является Повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу начало отсчета каждого временного интернала. смещают от предыдущего начала отсчета на время, соответствующее повороту коленчатого вала на угол, меньший 2 л в целое число раз °

На фиг. 1 показано линейное изменение угловой частоты вращения вала м от времени Ф в процессе разгона двигателя (криная a ) и флюктуации этой частоты в результате нестабильности вращения (кривая 6); на фиг.2кривая разгона двигателя в функции частоты вращения и от времени 4 и ее аппроксимация линейными отрезками с характерными точками 1-6; на фиг.З" функциональная схема системы, реализующей предлагаемый способ.

Схема содержит возбудитель датчика 7, в качестве которого может быть использован, например, венец маховика, датчик импульсов 8, преобразователь частоты в напряжение (ПЧН) 9, счетчик импульсов 10 и схему формирования текущего значения нестабильности вращения 11.

На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: и — частота вращения коленчатого ваJIB ю - угловая частота вращения коленчатого валау йш — приращение угловой частоты вращения за счет ее регулярных изменений;

6"ы- приращение угловой частоты вращения за счет нестабильности; r - -продолжительность рабочего цикла двигателя;

И вЂ” текущее значение- нестабильности

5 вращениями д Р— неранномерность давления в цилиндраху

@ — вращающий момент;

N - момент сопротивления;

)0 3 — - момент инерции;

4 — - угол поворота вала.

Способ поясняется следующим образом.

При принятой мере нестабильности ее текущее значение запишется (см. фиг. 1):

A . ++ . 3

i+3 i+2 i+2

" +з +з

2) ((1I т +2

1+2 + 1+3

d (+3 """i+

Ti+Ú T +

+г (2) 60

Таким образом, принятая мера нестабильности может быть использована на всех, н том числе и на неустано вившихся, скоростных режимах двига65 теля.

25 где du — приращение частоты враще-. ния эа интервал времени T равный продолжительности рабочего цикла двигателя, связанное с регулярными

ЗО изменениями частоты;

Ао- приращение частоты вращения эа счет нестабильности;

1 - номер временного интервала.

В связи с тем, что оба члена в первой скобке выражения (1) представляют собой тангенс одного и того же угла, то зта скобка равна нулю. Так,как она отражает ложный сиг»

40 нал нестабильности,.связанный с ре-. .гулярными .иэменениями. частоты враще ния (в данном случае с ее линейным возрастанием), то равенство ее нулю означает устранение влияния линейных регулярных изменений на процесс определения нестабильности.

В общем случае изменение частоты вращения не является линейным, что показывает, например, типичная кривая разгона двигателя на фиг. 2. Но

50- нелинейную часть кривой можно аппрок= симировать линейными отрезками,как это пбказано на графике соединением точек 1-2, 3-4 и 5-6. Поэтому для любого скоростного режима двигателя

55 вместо выражения (1) получаем для текущего значения нестабильности

1126707 т екущее значение нестабильности вращения, определяемое. предлагаемым способом, отражает текущую неравнои мерность давления в цилиндрах о нтервала к интервалу времени, равот ных продолжительности рабочего цикла. Это можно показать следующим образом.

В общем случае

М 3 de&, сИ где М - крутящий момент1 6 — момент сопротивления; — момент инерции1

u — угловая частота вращения вала.

Иначе можно записать, kl-N=3

d<8 сИ где Ч вЂ” угол поворота вала. (, У),) 3,,„(а (3) или с dà так как — =ы

I сЗЕ

Неравномерность давления в цилинд рах выражается разностью суммарных давлений за соседние временные интервалы, равные продолжительности рабочих циклов, от которых зависят т суммарные значения крутящего моме на за те же интервалы. Поэтому при условии N = cons< .из левой части уравнения (3) следует, что неравномерность давления равна

<)i(i>2) Фу7(31

Э = (М-(у - (М-и/) Н=

P н7(+2) <Г(1+3!

МсМ- 4idV о а

Правая часть уравнения (3) отражает нестабильность вращения, Поскольку показано, что при принятой . мере нестабильности влияние регулярной составляющей частоты вращения устраняется, то для упрощения выкладок положим, что угловая частота вращения вала (без учета нестабильности) постоянна. Тогда правая часть

l уфайнения (3), выраженная как теку-. щее значение нестабильности равна !

l 1+3

Й =34; дч) =Зш du<. д"м3. )- "(д ш, ° 2ЛЭ !

+3 1+2) Т i 3

5 IlocKQJlbKy и олученное выражение идентично выра+2 +3 жению (2) .

Способ. осуществляют следующим образом.

При вращении возбудителя датчика 7 в в датчике импульсов 8 генерируются импульсы с частотой повторения, равной частоте вращения вала, умнонап женкой на количество зубцов махови ка (пример, на венце маховика может

15 быть около 1.50 зубцов). В ПЧН,9 частота вращения преобразуется в напряжение, пропорциональное этой частоте.

В счетчике импульсов 10 происходит подсчет импульсов от заданного начала счета, т.е. производят подсчет зубцов возбудителя.

Информация поступает со счетчика в схему формирования текущего значения нестабильности 11 и испоЛьзует25 ся для определения начала каждого временного интервала, совпадающего с моментом возбуждения датчика каждым зубцом, и конца временного интервала, отмеченного импульсом, возникающим после осуществления данным зубцом двух полных оборотов (4Л) т.е отмечают начало и конец интерР вала времени, равного продолжительности рабочего цикла двигателя. В схеме формирования текущего значения нестабильности 11 измеряют частоту вращения вала в начале и в конце каждого из указанных временных интервалов, получают приращение часи тоты вращения за каждый временной нтервал, отношение каждогО приращения к соответствующему интервалу и разность между двумя отношениями олученными эа два очередных времен1 ных интервала, и используют ее на

45 выходе устройства как текущее значение нестабильности вращения.

Технико-экономический и общественно-полезный эффект системы, в которой используется способ, по сравнению с объектом — карбюратором автомобилей ВАЗ, заключается в том, что обеспечивают коррекцию работы карбюратора, при помощи которой осу ществляют более точную оптимизацию выходных параметров двигателя (поддержание определенного значения коэффициента избытка воздуха, минимальной токсичности отработавших газов, максимальной экономичности и т.п ° ), Й при некорректированном карбюраторе.

112ЮаЗ

ИИ

Составитель В.Ищенко

Редактор М.Бандура Техред С. Мигунова

Корректор Л. Пилипенко

Заказ 8659/25 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рафаская наб,, д.4/5

Филиал ППП Патент, r,Óæãîðîä, ул.Проектная,4