Регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение предназначено для регулирования частоты вращения двигателя внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение эффективности регулятора путем расширения диапазона регулирования по частоте вращения. При изменении положения топливодозирующего органа и частоты вращения двигателя н соответствующих изменениях параметров двигателя за счет получения передаточной функции в виде апериодического звена происходит компенсация вариаций параметров двигателя , и система регулирования частоты вращения становится нечувствительной к изменению рабочей точки двигателя, в том числе и в зоне малых частот вращения. 2 нл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2I) 3922663/25-06 (22) 26.06.85 (46) 23.!1.86. Бюл. № 43 (7l) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) A. А. Ахматов, В. И. Долбенков, Г. В. Зырянов, С. Н. Курносова и Д. А. Курносов (53) 62! .43-55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № l l05673, кл. F 02 D 5/00, 1983. (54) РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

„„SU„„1271988 A 1 (57) Изобретение предназначено для регулирования частоты вращения двигателя внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение эффективности регулятора путем расширения диапазона регулирования по частоте вращения. При изменении положения топливодозирующего органа н частоты вращения двигателя и соответствующих изменениях параметров двигателя за счет получения передаточной функции в виде аперноднческого звена происходит компенсация вариаций параметров двигателя, и система регулирования частоты вращения становится нечувствительной к изменению рабочей точки двигателя, в том числе и в зоне малых частот вращения. 2 ил.

1271988

Изобретение относится к машинострое нию, в частности двигателестроению, а имен. но к регуляторам частоты вращения двигателя внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности регулятора путем расширения диапазона регулирования по частоте вращения.

На фиг.l представлена функциональная схема предлагаемого регулятора частоты вращения; на фиг.2 — структурная схема регулятора частоты вращения.

Регулятор содержит источник I задающего сигнала, измеритель 2 рассогласования с двумя входами, корректирующее устройство 3, сумматор 4 с четырьмя входами, первый блок 5 умножения с двумя входами, исполнительный элемент 6 топливодозирующего органа, двигатель 7, датчик 8 частоты вращения, датчик 9 перемещения топливодоэирующего органа, блок 10 вычисления обратной величины производной момента по перемещению топливодоэирующего органа с двумя входами, блок ll вычисления производной момента по частоте вращения с двумя входами, второй блок 12 умножения с двумя входами, блок 13 вычисления производной момента сопротивления по частоте вращения, третий блок 4 умножения с двумя входами и усилитель 15 с постоянным коэффициентом передачи. Источник I задающего сигнала, измеритель 2 рассогласования и корректирующее устройствс 3 соединены последовательно, выход датчика 8 частоты вращения соединен с вторым входом измерителя 2 рассогласования, вход датчика 9 перемещения топливодозирующего органа соединен с выходом исполнительного элемента 6 топливодозирующего органа, входы сумматора 4 соединены с выходами корректирующего устройства 3, второго 12 и третьего 14 блоков умножения и усилителя

15 с постоянным коэффициентом передачи, а выход — с входом первого блока 5 умножения, второй вход первого блока 5 умножения соединен с выходом блока 10 вычисления обратной величины производной момента по перемещению топливодозирующего . органа, а выход — с исполнительным элементом 6 топливодозирующего органа, выход датчика 8 частоты вращения соединен с входами блока 10 вычисления обратной величины производной момента по перемещению топливодоэирующего органа, блока 11 вычис ления производной момента по частоте вращения, блока 13 вычисления ироизводной момента сопротивления по частоте вращения, усилителя 15 с постоянным коэффициентом передачи и второго 12 и третьего 14 блоков умножения, выходы блока 11 вычисления производной момента по частоте вращения и блока 13 вычисления производной момента сопротивления по частоте вращения соединены с вторыми входами второго 12 и третьего 14 блоков умножения, а вытд датчика 9 перемещения топливодоэирующего органа соединен с вторыми входами блока 10 вычисления обратной величины производной момента по перемещению топливодозирующего органа и блока 1 вычисления производной момента по частоте вращения, Регулятор работает следующим образом.

На структурной схеме (фиг.2) приняты следующие обозначения: Бз — входной задающий сигнал источника 1; W.(S) — передаточная функция корректирующего устройства 3; Ч вЂ” выходной сигнал корректирующего устройства 3; W--(S) — передаточная функция исполнительного элемента 6 топлнводоэирующего органа; h — перемещение топливодозирующего органа; Э М ./д h" . производная момента двигателя ? по перемещению топлнводозирующего органа; ю— частота вращения двигателя 7; д М./дЮ— производная момента двигателя 7 по частоте, вращения; Э M,/ дсв — производная момента сопротивления двигателя 7 по частоте вращения; К вЂ” коэффициент передачи усилителя 15; W (5) — передаточная функция датчика 8 частоты вращения; W>(S)— передаточная фуйкция датчика 9 перемеще25 ния топливодозирующего органа; U — выходной сигнал датчика 8 частоты вращения;

Ut, — выходной сигнал датчика 9 перемещения топливодозирующего органа; 1 — момент инерции вращающихся масс, приведенный к валу двигателя 7.

В процессе функционирования двигателя

7 текущие изменения положения h топливодозирующего органа и частоты вращения ю приводят к изменению параметров дМ„/Bh, 8 M-/ д <ю и д М,/ д<ю двигателя 7. Снабжение регулятора сумматором 4, первым блоком 5 умножения, блоком 10 вычисления обратной величины производной момента по перемещению топливодозирующего органа, блоком 11 вычисления производной момента по частоте вращения, вторым 12 и третьим

l4 блоками умножения, блоком 13 вычисле4О ния производной момента сопротивления по частоте вращения и усилителем 15 с постоянным коэффициентом передачи, возможность их точной настройки и быстродействие Нсполннтельного элемента 6 топливодозирующего органа, датчика 8 частоты вращения и датчика 9 перемещения топливодозирующего органа, превышающее быстродействие контура регулирования частоты вращения, т, е, при W" (S) = l, W (S) = 1, W (S) = 1, что справедлило практически для всех двигателей, позволяют получить передаточную функцию выход корректирующего устройства — частота вращения двигателя в виде апериодического звена. (uu Д) к

V(S) 1+(1/к) .

Таким образом, происходит компенсация вариаций параметров двигателя, обусловленная изменением величин дМ./ дй, дМД./а 4, !

271988 и д Мо/ди, и система регулирования частоты вращения двигателя 7 становится не.чувствительной к изменению рабочей точки двигателя 7, в том числе и в зоне малых частот вращения.

Обычно механическая характеристика н момент сопротивления двигателя 7 имеют полиномиальное представление

М,. (hi(al) =.Х Х„с„h

° М,(ю) = . 4Ф

Тогда частные производные д М ./ О h, дМ./Эц) и дМ,/ дс также имеют полино- миальное представление.

Формула изобретения

Регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, содержащий соединенные последовательно источник задающего сигнала, измеритель рассогласования с двумя входами и корректирующее устройство, исполнительный элемент топливодозирующего органа и датчики частоты вращения и перемещения топливодозирующего органа двигателя, причем выход датчика частоты вращения соединен с вторым входом измерителя рассогласования, а вход датчика перемещения топливодозирующего органа — с выходом исполнительного элемента топливодозирующего органа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем расширения диапазона регулирования по частоте вращения, он дополнительно содержит сумматор с четырьмя входами, первый, второй н третий блоки умножения с двумя входами, блок вычисления обратной величины производной момента по перемещению топливодозирующего органа с двумя входамн, блок вычисления производной момента по частоте вращения с двумя входами, блок вычисления производной момента сопротивления по частоте вращения н усилитель с постоянным коэффициентом передачи, причем входы сумматора соединены с выходами корректирующего устройства, второго и третьего блоков умножения и усилителя, а его выход — с входом первого блока умножения, второй вход первого блока, умножения соединен с выходом блока вычисления обратной величины производной момента по перемещению топливодозируюшего органа, а выход — с исполнительным элементом топливодозируюшего органа, выход датчика частоты вращения соединен с входами блока вычисления обратной величины о производной момента по перемещению топлнводозирующего органа, блока вычисления производной момента по частоте вращения, блока вычисления производной момента сопротивления по частоте вращения, усилителя и второго и третьего блоков умножения, выходы блока вычисления производной момента по частоте вращения и блока вычисления производной момента сопротивления по частоте вращения соединены с вторыми входами второго и третьего блоков умноже3 )ни я,а выход датчикаперемещения гопли водозирующего органа соединен с вторыми входами блока вычисления обратной величины производной момента по перемещению топлнводозирующего органа и блока вычисления производной момента по частоте вра35

1271988

Составители В. Слааников

Редактор О. Юрконецкая Тех ред И. Верес Корректор А. Таска

Заказ 63! 9/31 Тираж 523 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

l t3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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