Способ определения нестабильности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51)4 F 02 D 35/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙ (21) 3391193/25-06 (22) 05.02.82 (46) 23.08.86. Бюл. Н= 31 (71) Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобиль- ного электрооборудования и автоприборов и Московский ордена Трудового

Красного Знамени автомобильно-дорожный институт (72) В.В. Коноплев, 10.А. Купеев, В.A. Набоких, Н.М. Прудов, Л.M.Регельсон, Б.Я. Черняк и Ю.Н. Шишкин (53) 621.436-545(083.8) (56) Заявка ФРГ 1(2507057, кл. F 02 D 35/02, G 01 1 15/00, 1975. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ВРАЦЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ путем измерения каждого периода вращения коленчатого вала, вычисления первой разности между первым и вторым периодами и второй разности между вторым и третьим периодами каждой группы из трех последовательных периодов, начинающейся с каждым очер дным периодом вращения, сравнения полученных разностей, формирования по ре— зультату сравнения сигнала текущего значения нестабильности и воздействия им на орган регулирования состава рабочей смеси, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения способа путем распространения его на все скоростные режимы при оптимизации pasличных выходных параметров двигателя, сигнал текущего значения нестабильности формируют с учетом корректирующих коэффициентов, для чего измеряют продолжительность рабочих циклов двигателя, начинающихся с каждого периода, определяют отношение третьего периода данной группы к измеренному циклу, начинающемуся с первого периода этой же группы, и используют его в качестве корректирующего коэффициента при первой разности периодов вращения, определяют отношение первого периода той же группы к измеренному циклу, начинаю" щемуся с второго периода этой группы, и используют его в качестве корректирующего коэффициента при второй разности периода вращения.! ) г ) < ) 11 <(>бр I (!1!1(Ð О I ITo(и (< л к д(Зтомдтиче -I О. i; рР(у.гир<.вд(шк дгзигателей внут1)«»не I О (. г )ранил.

11зв< стны (иосoáfl и пределенил нест(зии ((г!Нопшые .(ишп() и н,згг,f »» (пщ р»х(>вьн .(ш(ии) рецнркуl(?IT(13?f отрд6OT;3!3ÍfTiÕ ГД (Ci 1 . т< чк I мш»(м(зп(ьн<>г< расхода топ:!Ивд нерио;(д !31>дп((гнил к((1(нчатогo п 7JIII, 10

ВНЧИС Ir НИЯ TI(РГ<ой Раз»О(..ти МЕЖДУ ПЕР— ньгм и 13торым T!c риоддм(1 и (зторой раз

II<)(ти между Hторг,(>! и третьим пеplf<)äдТР. (I.iit IX t;P PIT<>J(<>!<, и:lл« (ДЮЩ< й< Л (K7)f(l5 д(!м Очередным периодом вращения, срдв-i«(ния Tto?IN «(I!ITT(x р<зэностей, ф<>рмирона< 2!><) 7)— c >

if

Р и 3, 3 — 1- (l<(>7 р;ц т<игие «дстоl!1 Врдп((ния, и;, и п;,„— средние зг(((«ен«» «д< т<>ты Вр,зL

lI(P I (èë 3 1 соlbi Т

c„,, т1, 1!а фиг. ? (Tp?IH(и<) фуTIK(llioil;i Til—

Н !H схема И(T(! fl> р(I у (прон;31(135! !1, l)1

30 ре 6< чндч! 1

35 1сг

K P 5 T H l! I l I I f t o r I r. l f T

I<2 i« fTT (nTfpo;.l<1

ЛСНЧДТОГО В(?Л < (7? $ 1 Ол и О В О <1 о т (1 к О ч Р H < а т О Г О

40 l3ЯЛЯ 1

1«еpf(f

1 ,((;»

С ОС(i(3! 1?IX НЕРИОДД ВР li>loliliH > и — частота врдп(ения колеllчдтого

45 «7 TД;

50 чдтого вала;

55 <37 — текущее зндч<.ние нестдбинг— ности црлlпе !(ия; — опорньг(ур<- вень нестабильности вращения; (таб?шьн(сти нрдщенил кол(нчдтого вдлд двиг;ITp (я Внутреннего с горация, ft;3tTj)?frf(1 р Г IIOi Об (»Tj)(1 с((РНИЯ f(PC .Тд бильfto(.Ти I >утем измереш(я K7)fä(?ão

М?! I Дж; сой I P "ПГIЫ И Э Т 1>Е:C ПО(JIP JIOH >H!

31151 <1<> Pr Т7 У (Рс(ВI<СНИЛ (.ИГНЛП!Д

Т r i, i !(! r > 313;! i«< »ИЛ ff P< Т;36((!I bkf o(Тlf И

> .) < t< ?» тния <Г< >I;1 Орган регv71fj)o»kl— (3?гя РC>(1 7»7 рабочей смес и (jf .

11.31<е("1»1,1(< !to< обы позволян)т Р дот;I TO «l!o T Ifo c их ft()r I<>1!(I-к> и(пь «я про?(э!<одитг ре гу.Н ? Р (> Н H i 113 r J (I< I f I а Т Е JT H l T;1 H P )i Ñ Т Л Н О 13 И В

ПН(к< Я (K C)1>ÎP Т НЫХ РЕЖИМДХ ПРИ О ПТИМ?!

1rlltl(il Ра.1<И(с«(!((к k

1!Рль и зобретенил — рдспгирс ние Облд< тl(!Tj)li".foll(нил РИО< Обд путем рдс— про<.тр<и«нил егo на I !Н H J(oл Т((Ж(!(ИЛ ЦРЛI((ИГНДЛ r eKyu(P г«it(<, для че го и.змерягпт продолжительность poác)»(х циклов двигателя, начин дюп>ихс л с к д ждогo периода, опреде— ляют отноп(еfll(E третьего периода ддн— иой группы к и зм«ренному циклу, ндЧИН ДЮ! (PKI>i (. Я (TT< PT301 О ПРРИОДсд ЭТОЙ же груши, и испольэукт его в качестве корректиру!пщего Ко зффициентд при первой разности периодов вра(ценил, опреде>(яют От?нппение первогo периода той же груп!ты к и змереш(ому циклу, начинающемуся с второго периода этой группы, и используют его в качестве коррект?(руп)щего коэфф(зц?(ента г(ри второй разности периодов< гзрдщения.

На фиг. показана зависимость не— стабильности (3 от коэффициента избытка воздуха () при разном количестве рецирку?п(руемых отработавших газов в процентах от их общего количества (график д ), содержание окислов дзота

N0, 7<70„„и удельные расходь(топлива

) ) и 1;,„ в зависимости or((, при отсутли» IIPlf От< v Г< твии 1)(11137)Kv»5(I(IT!f 7. . 2 — тo»êH ми!3?3(дчьно () р;3< хo;(:1 т< и!

11!I< Д 7»РИ j)PT(Èj)Ê с !151 !!»13 >1 flit HT ОМ

v<« Ä

УРОВНЕ <>,13(IОВ сl <ОТ сl 7>7! >

)>«?

77д фиг. ? и.зобр;зж(.ны )f« гн ри <РнГ;3.1 Ь(3>,!(3;113 И С И<с((2 < 1 13 f:(< r

1l»(ч )с тоть! !3 P<3>it(!31351 т1 1 !T(3 l T>v 3 и, 13

T3<> нpc"(еl(и (Графш <() ), li» t(i ".I»«, >p—

IloI <> ур< шгя нестдби:(>,iio(пи .4.. !I j);l ç!

«<м"(и м< жг(у гекуп(?!>! <>3;! 1(!н! <

I3f I."t ) p )!<(((1ì ИРГт 36?3 Il Ii> "ll !,1

ВО и 7)ем(. !(if (j) 1I!I, ), > i 3".-t(н е

Х»Г(ЕС Г!<,1 l>с гс»рку.!Иру:. H IX с> (рдб пих I ;а <()В 1 н 1(вон< . I г !х <) TT («(е> (> К<В!ИЧ(<..ГВ,((1 Р;Зф»К . )

1>„!IЗ ЧсlСТОT! «Р <Щ i! 7, l f< > f Q I f ВРеме fl l f и з лг(P c 1!? i H .

11!(фиг. »риведено»ше (!to

III ., — > I!Pl!!!5TTI Р TC Д ?2(П? Р

РНИЛ: р — ндi р y 1ê(3 дниl дтелл;

Т вЂ” !forte!IT инс рнии; сл. — У I TiOI< Дс(Ч <3(. 1 ОТ 7 !

П (РРДН Я 5! Ч <1 tPj) IIO((Ч Д(ТOÒ Д

< пращеfi?IH коленчатого Вд?((3, Q п — приращеш е гас тоты Врдщеш(53

КО. IE н ч 1тО ГО В для 3 д (. «Р (Р е регуJIHp(fhtx ?I <и(ненни; 1 — период «рап(Р»ил коленч д f o(О вала;

j3 — нестдби (f»fc)Pт(. (<рдщенил KOJ)cft1"5?523,, i(l li!,111 р л(Х О;(т(711

От(VT(тт(1!1! Ое!(TI J)T(llлдии От

Р;3(,) г.,11<п!1<.. I 1.3 <) 13 1

МИНИМЛ.(Т,НТ П! <) ГII,()ÑIIT(!.IIÜÍI IT» лл (н

VP<)13(l Т, У.((ЕЛ T.Tti) ГО j) I(IХОДЯ 5

Г;711 Н<1 л; ри ()I <.vl <-тнии рецирку;!t!it!I ).,: Отлвп!Нх га 3 О(3 — ;ДЕ(11,111(й j) I .(),", Т ОПЛИНЛ ПРИ

l)(. li,Itt V. t Я!11131, I ji Тб .i Т (нШИХ 10

3()13 ("lil llIfl1 1(1 Tilt(ПТ с)" НО(1!П ЕЛЬНЫй

Л< )< 1<

:..Р )!ТЕ(11;;(С.((И(1<)Г<) j);I(ÕOÄß т() I I! t i f13 1 11;)11 j) (цl! 1)1(V! I!11(HH ОТ

j) зб)ОТ 113шl!Х 1 1 3()l! 15

NO, — ур<) Неl! I, ОТ:И l:I.lo t I н ОтРЛНО";1(ШТГ. !:1 ах 1!РИ ОтсУтСт13If1t TI. .: j) TT!

jJ() — v í7T3: it! (1:,1:t(il< 13 ОтрлботанIi(< i

I!IlI I л лях 111:11 !<х !» ДТ!ркуля- 20

1(НИ;

NO» — с тноситс.TTT,IIT,(;!, р вень Окис:iС)В I ТОТ:l )(I .)С ЦИРT(УЛЯI(ИИ

О Г Рлб i l;11 .Il!

11< удс(11!ol ря ходя топлиТТ;1 с-с K (; — голи 1(гтн(р(:<иркулируемых с тр;ItioIII! ш <. гязон 13 npo11i llT,1 .. и . (я(сему 1 оличест- 30 !

<У (, — I!If 1 (iil >(i Р Г; (1 т(11. !1!1<Л; (,!!1, ТО!3()11 Р;3(хс), (1<О 3ДУхл1

6 — угол < !Терс з».<1!) <лжиглния, < — 1 ()з(1)<(, ITIT! I Тшз l 1!зб(,!тf I ноэ35

ngч:.:1.

Ct1<«o6 рле<-мотре!1 1 л примере его испол! ТО(3(11!Ня гр(1 р гv:Iffpof)nnnè двиГ;1 ГЕЗТЯ 13!IVTj)PI!11(. 1 () С Г ()f);I!I!I!I ОСУЩЕСТ

ВЛЯОIIОТ О <11(Я Оllтl! !Г! 3лl(ИИ ОДНОI О Из 40 ньгходных 11 )рямс тр<)в.

ОГ(т!». я!.<И1)ус мт!м Тн Тходньп! 1!лраметрО>! может являться, 1(япример, относи1 с льный уро(«. Нь уд 1111!От о р (.Хода топлив я () кон омичн<7е т ь), Отност!тельный 4> уроне111> токси !ности О(рлботлтлп(их газон (уменьшение уровня), Относительный уровень мл к сима-1 ьной мощности, неличш(а коэффициентл избытка воздух- -1 с(° Уроl)(lи О11тиl"Ги 3ирует»ь()с выхОдных g0 нарлметрон названы Относительными, потому, что их абсолютная величина меняется е изменением члстоты вращения вала и и нагрузки Р.

В качестве ppгулируе гых параметрон могут бь!ть использованы, наприMP P Цик.lонОЙ 1)лсхОД топлива О с(ИЛИ ноздухя (, угол 6 опережения зажиг.лнт!я, количествО ре((;!ркул(!руc !Мх

Отработавпшх газон G

1!Ож(»о, например, поддержинлт(! IIIнимлльный Относительный уровень удел(,— ного РасхоДл топлива Де = Де„„„ (Г!лксимлльнля эко,".Омичность) при Отсутствии рециркуляции отработавших газон путем регулирования циклового расхода топлива Gq или воздуха G> (òo÷xa 1 I(a графике 3, фиг. 1).

Другим примером оптимизации является получение достаточно низкого относительного уровня окислов азота

1(1О„„= 0« ITVTe peI.VnHpOIIIH»III рециркуляции отработавших газов при одновременном поддержании минимального

Относительного уровня удельного рас— хода топлива gp = gp „„ (точка 2 на графике (), фиг. !). Благодаря разблвлению смеси отрабОтавшими газами

»Icxoq топлива при этом не увеличивается по сравнению с первым случаем оптимизации, т.е. де, „. де

Применение способа основано на том, что при заданном относительном уровне оптимизируемого выходного параметра и фиксированных при этом значениях частоты вращения и и нагрузки P нестабильность определенным образом связана с регулируемым параметром, например с количеством рециркулируемых отработавших газов (график а, фиг. 1). Способ поясняется на последнем из принеденньгх примеров, т.е. на примере обеспечения уровня NO = NO которьп» соответствует минимальному относительному уронню удельного расхода топлива при рециркулЯЦии ОтрабОтавших газОв gPTI=

8P(3 M (< T<

Для того, чтобы обеспечить выполнение последнего требования в процессе эксплуатации двигателя добиваются его выполнения в процессе эксперимента и при этом получают, например, семейство зависимостей ь(P) при разных фиксированных значениях частоты вращения n const npu

- g, а значит и при NO„ - NOхря (график а, фиг. 2).

Это семейство зависимостей реализуют в соответствукицем постоянном запоминающем устройстве и по нему определяют для текуцих значений и и

P (график 8, фиг. 2) опорный уровень нестабильности () „ при заданном оптимизируемом выходном параметре, 1252523 т, Р при g ((! Раа м((н а, значит и при NO „„= NO„„, ãðàôèê Ь, фиг.2) .

Формируют сигнал текущего значения нестабильности вращения (((. и

5 воздействуют им на орган регулирования состава рабочей смеси. В данном случае вычисляют разность между текущим значением и опорным уровнем нестабильности tEt — b,„ (график (э, 10 фиг. 2) и формируют по этой разности управляющий сигнал на ее устранение, которым воздействуют на орган регулирования рециркуляции отработавших газов. 15

При этом текущее значение нестабильности вращения Ь(стремится к опорному уровню h „, а количество рециркулируемых отработавших газов стремится к величине, обеспечивающей 20 указанный эффект. В данных конкретных условиях экспулатации двигателя (температура, атмосферное давление, параметры топлива) среднее за несколько циклов регулирования коли- 25 чество рециркулируемых отработавших газов в процентах от их общего количестна изменяется приближенно в соответствии с изменением опорного уровня нестабильности 1! „ (график 30 г, фиг. 2).

Определение по результатам измерения нагрузки P и частоты вращения

1 и опорного уровня нестабильности при заданном оптимизируемом параметРе, г.е. ПРи Pe(E = 8еамнм(Г101(а NO((II ) поясняется следующим образом (фиг.2).

Моменты времени отмечены точками 3-14, Нагрузка P между точками 3 и 4 убывает, между точками 4 — 6 со- 40 храняется постоянной и после этого возрастает.

Частота вращения и между точками 3-5 сохраняется постоянной и равной п = n1, между точками 5-8 она 45 уменьшается до величины и = n, между точками 8-9 сохраняется постоянной и равной п = n, между точками 10 — 13 уменьшается и далее сохраняется постоянной и равной и = п . 50 .а

Определение опорного уровня нестабильности а р иллюстрируется построениями при помощи штриховь1х линий. В момент времени (точка 3) значение нагрузки P проектируется на эа- 55 висимость семейства !э (P) полученную при n n,, т.е. в точку 3 (rpaI фики (э и а ) . .Из точки 3 опускают перпендикуляр на 1 (эриэс нтял,nóln 0(I)

Л на графике с! и полученная ня зтс!й оси точка переносится ня вертикальную ось 6 на графике g . 11э этой точки проводится горизонт яльняя, а из точки 3 проводитс я вертикальная линия и ня их пересечении отмечается

fj точка 3, которая является знячени(м опорного уровня нестябил1.!!ости в ряссматрив.E(мый момент времени.

Л1(алогичные п(эс троения (эсу11!ест!(ляются B моменты времени, от(с !енные точками 4, 5, 8, 9, 12 и 14. Прн этом используют соответ(Tl(ун и(ис эявиги— мости семейства 0 I P j, по Iy«(IIIIIItle при

n = П П = Il Ilэlн П = П Л з11 It(Ñ.I(llя

1 2 с опорного уровня не(тябил(,ности п

IIII Гряс(!Ике g отлr((яют 1 о (кямn 4 ° 5 ((,1(81, 9, 13 и 14 соответственно.

Моменты времени, отмеченные точками 6, 7, 10, 11 и 12, характерны тем, что действитсльные .значения частоты вращения и не равны ни одному из значений, при которых получены зависимости семейства (э(Р) ня графике с». В эти моменты нспользунт ту зависимость иэ указанного сел(ейстпя, которая получена упри частоте IEp;IIIEeния, ближайшей к ее действительному значению. В соответствии с этим в момент, отмеченный точкой 6, используют зависимость, полученную при Il =и,, в моменты, отл(еченные точками 7, 10 и 1 1 3 BBHcHMoc T E 11олучеIlну ю при и = n, я в момент, отмеченный точкой 1 2 — зависимость, полу (еннун! При и = и . Значения онори(11 о уровня нестабильности Ьan получеш(ые в зти моменты времени, отл(ече!1!1 ня графике точками 6", 7, 10, 11" и 12, а соответствующие им промежуточные точ(I ки на графике с(— точками 6 7

) ((Э 1

10, 11, 12 . Значения опорного уровня нестабильности б „ в эти моо(! менты времени можно получи гь и другимн методами, например, интерполяцией.

Принятая в предлагаемом способе мера нестабильности вращения позволяет при вычислении текущего значения нестабильности устранить влияние регулярных изменений частоты вращения вала в случае наиболее распространенного на практике равноускоренного разгона двигателя, т.е. При линейном возрастании частоты вращения во времени. Это относится и к равно1252523 ности вращения запишем уравнение моментов двигателя в,гифференциальной форме 1

d(J (1 (Т)

МW = I -- = 2!! I

dt

Т d(p

2!! I

dq dt где М вЂ” крутящий момент двигателя;

11 — внешнигг момеггт соггротггвления;

I — момент ггггерггии, () — угловая частота вращения вала двигателя, ( угол поворота коггенчат nro вала.

Ингегрируя в течение одного обор ота, т.е. одного периода вращения вала, получим

2 (1!11

2 1 (M W) d(I! = 2!! I (-- — --) . тг тг, л!

2!! 1

Разница результатов, полученных для дггух последоггатеггьггых ггериодов вращения (оборотов) при постоянной нагрузке, т.е. п,H W = const для левой части послеггнего равенства равна

27(i !1) 7! (1!1)

l (11-W) d Ч вЂ” J (М-1!г) d г(л

2i(ii!)

2й(11!) 2" (! !!)

= j !лл! л(- J лц !! = л „, 2"« 2 л (;л!) где d p — неравномерность (нестабильность) суммарного (среднего эа период) давления газа в цилиндрах эа два соседних периода вращения.

Правая часть рассматриваемого равенства для двух последовательных периодов вращения является неста— бильностью (неравномерностью) вращения нала и равна

I 1 т „т2, ) (т . — т ig

1 г2

d 2! I ((-- — --) тг тг (т(т„,)

= 4с!! I

Т; лг поскольку при сложении и умножении периодов можно считать, что Т = Т

1 1Г1

Т; замедленному вр;иг(еггггю и поэтому с учетом воэможности апггроксимаггии любого закогга измеггеггия частоты вращения линейными отрезками можно утверждать, что устраняется влияние регулярных изменений и лгпбом скорост ном режиме двигателя.

Для аналитического вывода выражения для текущего значения нестабильТаким образом, получено выражение для нестабильности врагг(ения, которая пропорциональна нестабильности давления газов в цилггндрах и именно этой нестабильностью вызвана.

Коэффициент пропорциональности роли не играет и поэтому нестабильность вращения может быть записана

10 (т; — т„, ) — (т„,— т;„) (, Т !

Числитель полученного выражения используется в качестве меры нестабиЛьности в известном способе. Выражение

15 (I) так же, как и числитель дроби может быть использовано только на установившихся скоростных режимах двигателя.

На неустановившихся скоростных ре20 жимах и, в частности, в наиболее типичном случае равноускоренного раэго.)а двигателя помехи от регулярного изменения частоты вращения коленчатого вала могут оказаться соизмери25 мыми с полезным сигналом и даже могут превышать его.

Для устранения указанных помех н случае равноускоренного разгона двигателя вычисление текущеro значения нестабильности можно производить в соответствии с соотног ением

Т! лг Т, (Т -Т )----- — (Т -Т )----Т;„+Т; " " Т„,+Т;„(2)

Д л!

T T ° T;, Это можно доказать следующим образом. На фиг. 3 показан закон регулярного изменения частоты вращения коленчатого вала и во времени, представляющий собой прямую, отражающую

40 равноускоренный разгон двигателя.Если влияние регулярных изменений не будет ликвидировано, то при вычислении текущего значения нестабильности по соотношению (2) они будут воспри45 няты как дополнительная нестабильность

В этом случае общее изменение частоты вращения отражалось бы кажущейся нестабильностью и определялось бы следующим соотношением:

50 (-т т, !

11 !Рог т +1-. гт11! г(Рег 1-. л11 ° 1+1 1+ г (г =

+ т;т;„т;! т, „,1

55 1 1 1 1 Ф! \12 (T! — T!,) per И (Т !1 — Тллг) ее Раз ности периодов, обязанные только ре1252523

1« 1 (1»:

Т,, т, !>1г(г -(1 †††) 1; (>

;

Т,, 25

1 что

Т.

5 I

"(>,:".,i» (ф(<Р..I), — п;, l5

tttP it(»»

T 5 (4) ! и, () Г, I I I

0, (1 ч Т )

5) П ° 10,5 (Т;„+ 1 ) т 5>г

0,5(Т +Т„) (>тт; „

О, 5 (Ò., +Т(„) гу)(ярнт,()» изменениям, а (T — Т „)

>б! и (T;„ - T,,) — разности периодов, об» ;3((1((-(< не<.табильности вращения.

Б.(н»ние регулярных изменений, отр lтнеш(<>е церным с:тагаемым, т. е. пер;«)й др<>б(,>I »ыражештя (3), ликвидируезся, (тогкольку эта дробь обращается

5(у т(°

1»Г<> t » >жl! о ((С>К аз аTЬ Пpl» НОMОЩИ по(троений фиг. 3 с учетом того,что ((ри стн>)чиэе перной дроби (причем тол ькс) пер>«>й (»роби) н операциях с л»!.< штя, умножения и деления перио(»от< не "(l»тlитпются приращения пери;((T> ll .— (,E i((, .табил(,1»осги í oâÿçè с

«ртн >.l, ll и (н оси абсцисс (»(. () (> >:< >;.(ни периоды тольKo ре1 5(Ð!СЫХ !» 1)ГIP (>НИ(т, 20

1»1l((l>!p) (т(п..(ттэт!руемую дробт. в

Т

П 1", ГДС> 11, и и

11! 30 <. г pP)tt(»<.":>I(;» -(ени» частоты враl <>от»с гстн гю»>ттте периоды

TfoIT <(t1 5 il""-»< (; o ЛРРДыДУ »ЦР(О E»E,IP;1)«PI(II»

Рат<ет»СТ(!о (уЛЮ ОбЬЯС((ЯЕТСЯ тЕМ, 40

ltто кажда» др<>бь является тангенсом одн< го и того же угла — угла накло1!а (тр»»от», o (p ):ñ()(oùåé на фиг. 3 ранттоус кореlt(T(,(ll разгон двигателя.

Таким обр Eçol», для рассматриваемо- 45 го случая ранноускоренного разгона двигателя перна» дробь ныражения (3) обращается н нуль, т.е. устраняется

В:(ияние регулярных изменений частоты

1(ран»ения, а Выражение (2) характери- g0

;уст тслт к<- з екущее значение нестаб>(с(1(,иост!» нраlцения .

1 >.)<1,.1>иттттенть(, на которые умножан)тс я Выражения в скобках соотношенття (2), янляются переменными, так как эанисят от значения периодов.

Блстгодаря различию между этими коэфф!»ц(»гн г(»Г»1», обеспечивается ликнидация Влияния рр I у)1(трн(5(х и ). Iе пений ч;»стати вращештя . Тем не менее нели"-(1»вЂ” ны обоих коэффиттиентот! б:тички друг к другу и мало oò (ичаютс» (>т неличи— ны 0,5.

Поэтому т!Рличина нес табтс>тт,ности, опреде:тяемая по с.оотношештю (2), от—

Лт»ЧЗЕТ(Я ОТ Ve Jl»((И о»ой (l<) с <) с> т н<>н(Р(ипп (1 ), I1рактичpски тîJTI I(o пос Toÿннь(M коэффициенто » 0,5.

Иэ этого следует, чт аналити (сc кие выкладки, ис: нолт. )о В <п(ние прн нинодР ныражРния (1 ) 1 о(та>н>тс я дРЙст вителт>ными и цля ньп)ажсния (2) .

Если перное глаг;»емоР, т. е. перна» дробь ныр(тжеттия (3) обраптается н ттуль, то этo эна;ит, что <>бращастся в нуль ее численность. Учитиная, что обе дроби ныражения (3) имеют

ОД(П(аКОНЫй тНПМЕНатЕЛ(, Можнл Ут»ЕРжлять, что при испол ьзон IIIHI» и к ачес т—

ВР меры нестабильнс <.ти тo IE Ко чиг— лителя нь(раже ни» (2) в. T(»s»(»e ре (.у— лярных изменений част<>тт(Вра>цс ния также ликвидируется.

В с и я э и с э т НГ» I! Г(рР (>т>л а (а Р Г»ОГ» с l l() собе т Kvt(tt (эттачет(ие нсстабилт.носги опреде:т»(т как

Т... (» = (Т -Т ) --- --- — (Т вЂ” 1 )

Т +Т 1<1 557

l 155

Т,,,+ Т;,, При этом суГ»ма Т + Т Янл»етс»

>1> процолжитсльностьн цикла днигателя, начинающегося с периоца Т;, à róììà

Т + Т я нсt »ется нрс>должител ьнос т ью

1>I цикла цниг(тте)тя, начинающегося с периода Т;,, Таким образом, нестабильность врашения коленчагогo в(тла двигателя опредепяют путем измер< ния каждого периода вращения коленчатого вала, нычисления первой разности между первым и вторым периодами и второй разности между вторым и третьим периодами каждой группы из трех последонательных периодот», начинающейся с каждым очередним периодом нрстптен)тя, сравнения полученнь(х разностей, причем сигнал текущего значения нес. т абильности формируют с учетом корректирующих ко ффттттттентов, для чего измеряют продолжительность рабочих циклов двигателя, начинающихся с каждого периода, опредгляют отношение тре1252523

0 5

Ь=-- 7 (Т-Т; )— — 11!

j-1 (Т Т „) (6) где k = 100 — 200, à j — номер измерения.

55 тьегo периода данной группы к измеренно»у циклу, начинающемуся с первого периода этой же группы, и используют его в качестве корректирующего коэффициента при первой разности периодов вращения, определяют от— ношение первого периода той же группы к из»еренному циклу, начинающемуся с второго периода этой группы, и используют его в качестве корректи- !О рующего коэффициента при второй разности периодов вращения.

Текущее значение нестабильности, определяемое по соотношению (2), называют приведенным текущим значением !5 (приведено к Т; ° T;Ä T,„ ). В случае необходимости, исходя из инерционности системы регулирования, текущие значения нестабильности усредняют по результатам нескольких вычислений и по этому усредненному значению вычисляют разность между текущим значение» и опорным уровнем нестабильности.

Каждую экспериментальную зависимость семейства п,,Р)(график д, фиг.2) получают при постоянном значении частоты вращения и а значит и периода Т (без учета нестабильности).

Поэтому используемые в указанном се- 30 мействе экспериментальные зависимости получают с учетом того, что в формуле (4) в этом случае необходиТ, Т;„

»о принять ------- = ------ — = 0,5.

Т +Т! 1 Т + Т 1! 35

Кроме того, !!о оси графика может быть отложен только модуль величины нестабильности.

Следовательно, откладываемые по оси графиков а и Г (фиг. 2) эначе- 4р ния получают по выражении

d = 0,5 / (T; T;,)-(Т,,„-T;„)/, (5) отличак1щемуся от выражения, принятом в известном способе, лишь тем, что взят модуль определяемой величины.

Каждое из этих значений, откладываемых по осям соответствующих графиков, получают как среднее арифметическое результатов множества измерений. Поэтому можно записать

Полученный по значениям л опорный уровень нестабильности всегда является положительной величиной (график (, фиг. 2), поэтому и сравниваемое с ним текущее значение нестабильности должно являться положительной величиной. Поэтому при ис— пользовании способа в предлагаемой системе регулирования текущее значение нестабильности, выражаемое в (2) или (4), надо брать по модулю.

В случае использования в системе регулирования приведенного текущего значения нестабильности, определяемого по соотношению (2), вместо (5) записывается

0 5 (Т;-Т;, ) — (T,, -Т; ) а А 1

Т2

1 а вместо (6) )=1 д

0 5

k (Tl -Т;„) — (Т;„-Т;„);

I ) Система регулирования, в которой используется нестабильность, определяемая соотношениями (4), (5) и (6) удобна тем, что получается сравнительно простой вычислитель текущ!. о значения нестабильность, так как отсутствует необходимость в операции деления на Т; T;Ä T;, . Недостаток ее связан с необходимостью получения и использования существенно разных за висимостей семейства л(Р), показанных на графике а (фиг. 2) . Этим определяется сложность схемы и конструкции постоянного запоминающего устройства и устройства, обеспечивающего получение экспериментальных зависимостей.

Система регулирования, в которой нестабильность определяется по соотношению (2), (7) и (8), имеет более сложный вычислитель текущего значения нестабильности, чем в предыдущем случае в связи с необходимо тью производить операцию деления на Т Т; Т, Но в этом случае нестабильность практически может не зависеть от периода

Т, а значит, и от частоты вращения.

Например, с уменьшением периода резко уменьшается числитель, но столь же резко уменьшается и знаменатель соответствующих выражений. В случаях, когда это действительно наблюдается, вместо семейства зависимостей а(Р) применяют всего одну зависимость d(P), что определяет упрощение схемы и конl 252")2 1

t 1> у|>: цпи «c> (т!>я пи(> г(> 3 а«о 3«нл)<>п(е (о

«и<..;тите»» тг куще> о Значения нестaг >sI fT r, н<)с ги с ос 1 >!»J! «> е! а lfpHMpHHTpJI I Ho к:ч;«. )Ин("», <:(ó((:I!î регуэтировлния ре- (О цирк у:(яции отрабо.:-гнших газов с цельк>

«Ш(ж(.ir«» yPO»f(SI ОКИС)TO(3 аЗОта ПРИ и:1)ц|.!л.!ы|< м ",,J(. лы«м расходе топле(в. !

:«<- т с ia с (>;(<7 р tr«! jj3!JI а soл ь 1 ) > д,) тли): 1!> (летnTf,t !)ращения коленчл- | >

: л«1;1,,;)т пп(17 разрежеш(я нг

:<:«)!« « . О|е;тор(, )лтчик 18 В1Г!

| " 1> х|(Р) < ) (1> I ) .!. <> tfc>f (!>ЛТ ) <) i to I u

1, 1 ) и 3Me p(3н!(я пе— и(fa 1|p )Il,(.ill!я и «1)одо<гжи) ельно(.ти ?О

;><)6< (е> (> ц«к fcl, 6.(ок 20 измере|(ия нлГ ру <к) i, бл к ? 1 <1>opr(rfpor)а||и» опорно1 > ".донн» не(г лбит(т нос ти > н) 1 !Исли т п|- ?" тo v)fjprn значения пест;(биль;:.r)<: и, ГJlni(2 > фор((ирования упранляю-

rlf r « .)1 )Талл, >лсктрома).нитный клаi >а|(? . 1> пе(рк гп»ции отрлботлвппlх гав 3(>)) Сист(мл работает следугшп(м об- э0 разо;f.

С,jc) f (ик;. 1 f) )лстоты вращения сигналы лог туплют на блок 20 измерения и бпо(2! формирования онори<>-! ) n»lf!T не тлбиэ(ьноcти ПО TIocTv

)iafoflrTIM н,. вход блока 20 сигналам с длт гиков 17 и и о«репPJIH)<)T значеНИЕ if Л| P>? 31(lf rl НИ Г aTPJTH P К OTOPOC П > ступает н блс к формирования опорно-.

Го ур()»ня ч< с7 !6«. Iьно(ти 21 . В . )тоГ! бло| Р рл к<с|)(: lfn по(-то»нное запомни<(-ю(11<> е у("! р о(11< TI(c) (ПЗУ ), 13 кОтором

1>Е)l il)(ar)|> d)IP ("! f Е)(С Г(3О 3 a13ИСИМОСTРЙ

Л (P) (1 1>л()>и; "4, Фиг. 2) или одна завис«мост|, <3 (Р), По ПОСтУПаюЩим в бло|. Си(нллл, характеризующим»асготу Itpa)!(clif«sf и нагрузку Р, и злвиcI(Moc:тям Л (р), полученным при задаш(ом оптимизируемг м выходном пара40

;:с гро«т||л и прг цесса получения экс l! р(<;!ентлльш|х зависимостей. у«р<. (pttff;isi <>ункционлльная схема ь .И«ТЕМЫ РЕ(yrft(POit;>If«)3 (фИГ. 4), ИЛэп >с т р((руе,>1)1;о! функ!.«опал ьные связи ным."гре, определяют <)flop)if.тй уровень

ii<7»ò,:16«л),ности Л „„(фи(. 2) .

11ри и м >щи л;37ч«1;л 18 В11Т в бло,cE f 9 Ha .)c ряют клждк и период нрлшеНИ» fnr)CI(>ra T<» O Н:ГЛЛ И ПРОДОЛжнтЕЛЬно(; ь раб<>чих цикло|3 двигателя. По

РЕ )УЛЬТЛтЛМ .)ТИХ И ЭМСРЕНИИ, ПОС ГУПЛ— (лшим н ||мчи< л(ггел| ??, прои-)водят пы 11!(.Jl(ние г куще| < )н,)(ти lio «<>отн<ял< ниям (ч) или (?

Ве,(4I)<- rl(lfitr) < т; I у()((е ) н;lчение не< т;!6>if T»»o(«т> и< ст; (лет» блок 23 т ф<>РМИРО» ЛНИТ(УПР(!13)1»)<>ПС Г O ГИГН 1. Т 3. Н

КС "< Г>Ый iin< Т;"(ЛЕТ ТЛК)<Р ЭНЛЧ(НИ ° о |л Г)но(<> у(>n!3)ts! 1(- (. т лби Ttfiltno Tir <3 r>n блока ? . В блоке 2! !3))чи< ляк>т

;)a 3Il»r l Ь МнжДУ тЕКУШИ!. )tlr|ЧЕНИЕМ И

|» рным урони()м и(«тлбильности Л вЂ” Л

o!) ф >pMIfpvf)T ilo .>той р:!зности упрлнл)т— юлв(й сиги;3:1 на ес v< трапеlIHp.. у(.трлпг ilif()т<>й р;1.)н<>«ти происх< пит |(<) ому,:)то vffpaf<.т>ппщий сиги Ll та!. |)о- де13< т lvp T ил )лектрома!—

)f)TTff)»: IТp лб r) " .<1 t!!!f) t.. I л 3 r)13 > (TO гекущег плч< fr«c (31 н< стабильности

<р,i!f1(ш(» ко:Ic 1«la f n»() палл дниглте,i1» ) cò pc .M1fò(» к ! )np fto .»>r po)3)lit> и(стлбил) НОСТИ Л „„(r>TPlfll;lTC 1(f1 aH

>брати;)я < f«f 3 ) .

11r по:ff;«»3;)I(èp if1 е<)ллглемого споС<>бd В КарбЮр;Ш орНЕ(Х дВИГатЕЛ»Х ПО .t«>r»Tr обеспечить регv)»q>n»a)3«e рециркуляции c)Tp 16oT;3»п!их Г3 ao13 > I)pH

lint<.- и(и котор<>й с )(3(3 летс я уровень оки(.ло|<,л 3< та 1 n!f<;I ïf)J(й среде при

«< .r>,)l1c нии:.!.ic <>кой .экономичности д»игт)тPJI», .l т:! же коррекпию работы

i<,)рбк)рлторл, г) ри )tot(or)(H которой осуг(«тнля|:т болг(гочнук оптими.эацию е>ыхо>тш тх ilap л)(Ртро(3 д1|иГ aTp fr» (IroJj

;((p>f;at (If p. oIfp< rj(. )т< I) H> Го значения КО—

7<1><1>ициентл избыткл нг>здухл, минимальлои ток<.иче(с>сти <>трлботлнших газон,,-(лкг имлльffo)f .экономичности и т. и. ), и м )|ри некорректиронанном клрбюраторГ, i

/! л, |.1

I!

1 !

1

1

1 т

1 --"- — — 1 ж

«. .." »,-! (,1р. / ° 7 ;80k„,, 72 к ф», / ! /;1, 1

//, м

, л /, "-ь

1..

7;, / w, ф г, /

1 л,,г, 1 !

/У 1 ч,1

/:

/ //

- — Ф

I,,»(1

) „ !/

} 1

Л : (III ,» » л »,, 1

1 (1

///1

-» — .

1 !

1 !

»" 1 (,I, (// 5, l(vi

1 т у +

n,

-,"2

1 г„

1, 1!

1 7"

/ (Л

-"ь 1 — -.1= 1 П= 7,/

1 ! 1 !

3i I/?, ?/ 72 73)

ФИГ 3

«". <. <:>H < е><т jj. Пщ< нк<> р С .< <-.,р< д <.(. Х<7данич Корректор М. Пожо

Т>,

I,Iеннп«> комитетя СССР

«< <<>< < H <<><>peте- !<><Й H <7 rк I << rHA

I I ><> 3",, < к<;i „ <<(— >>, Рну>е« кол но<>., д. 4/5 ! <; > > < -<, е «1 «1 «< >-- >«>н< ." . < 1 < <<. < 3.<>< нр< лн рннт H<.- Г. УжГОрод, Ул. ПроектнЯЯ е 4

Способ определения нестабильности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Способ определения нестабильности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Способ определения нестабильности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Способ определения нестабильности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Способ определения нестабильности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Способ определения нестабильности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Способ определения нестабильности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Способ определения нестабильности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Способ определения нестабильности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Способ определения нестабильности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам регулирования двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к области управления двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к способу и устройству для снижения содержания оксидов азота (NOx) в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания транспортного средства в соответствии с ограничительными частями независимых пунктов формулы изобретения

Изобретение может быть использовано в дизельных двигателях. Способ балансировки цилиндров (3) дизельного двигателя (2) заключается в определении начального момента процесса сгорания в каждом цилиндре (3), сравнении определенного начального момента процесса сгорания с конкретным заданным значением, и изменении начального момента впрыска топлива в цилиндры (3), если определенный начальный момент процесса сгорания отличается от заданного значения. При этом измеряют температуру выхлопного газа каждого цилиндра и изменяют длительность впрыска топлива в цилиндры (3) на основе температур выхлопного газа для выравнивания мощностей, вырабатываемых цилиндрами (3). Раскрыта система для балансировки цилиндров (3) дизельного двигателя. Технический результат заключается в устранении различия между мощностями, вырабатываемыми различными цилиндрами двигателя. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в системах управления и топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложены система и способы регулировки работы двигателя внутреннего сгорания на основании подвергаемых мониторингу условий (давления или светового излучения) внутри камеры сгорания двигателя. В некоторых случаях система осуществляет мониторинг областей внутри камеры сгорания, идентифицирует или определяет удовлетворительное условие и прикладывает ионизирующее напряжение к топливному инжектору, с тем, чтобы инициировать акт сгорания во время удовлетворительного условия. В некоторых случаях система осуществляет мониторинг условий внутри камеры сгорания, определяет, что подвергаемое мониторингу условие указывает на необходимость регулировки и регулирует параметры акта сгорания, с тем, чтобы регулировать уровни ионизации внутри камеры сгорания. Технический результат заключается в упрощении системы управления двигателем, расширении номенклатуры топлив, пригодных для использования в двигателе, снижении потребления топлива и снижении токсичности отработавших газов. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 табл., 9 ил.

Настоящее изобретение относится к устройству и способу управления двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, оборудованного датчиком давления в цилиндре. Устройство содержит электронный блок управления ЭБУ (20), который после начала проворачивания коленчатого вала двигателя осуществляет управление таким образом, чтобы первый цикл сгорания выполнялся в цилиндре, оснащенном датчиком давления (этап 100). После этого самовоспламенение происходит в первом цикле сгорания, и изменяется давление в цилиндре. ЭБУ (20) обнаруживает изменение давления в цилиндре с использованием датчика (22) давления в цилиндре и получает его максимальное значение в виде значения Рmax (этап 102). Затем полученное значение Рmах корректируется на основе температуры охлаждающей жидкости и количества воздуха в цилиндре (этап 104). ЭБУ (20) предварительно запоминает информацию о зависимости между значением Рmах и октановым числом (RON) в форме карты. ЭБУ (20) определяет октановое число (RON), соответствующее полученному значению Рmах из этой карты (этап 106). Техническим результатом является определение характеристик топлива на основе обнаруженного изменения давления в цилиндре перед запуском двигателя внутреннего сгорания. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ определения нестабильности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

Наверх