Система регулирования подачи топлива транспортного дизеля

 

Изобретение позволяет повысить точность устр-ва путем коррекции топливоподачи с учетом изменения температур масла и топлива дизеля. Система содержит дизель 1, т рбокомпрессор 2, блок 4 топливных насосов высокого давления, привод, содержащий механическую передачу 6, силовой шаговый электродвигатель 7, блок 8 управления последним, импульсный датчик 9 частоты вращения вала дизеля, числоимпульсный преобразователь Ю датчики 11 и 12 расхода и т-ры выхлопных газов, счетчик 13 импульсов, датчик 14 режимов работы дизеля,аналого-цифровые преобразователи 15, 24, 27, схему 16 определения фактического времени переходного процесса, микропроцессор 17, блоки 18, 19 памяти с устр-вами сравнения, множительно-вычитающее устройство 20, сумматор 21, арифметическо-логическое устр-во 22, датчик 23 т-ры масла, блок 25 памяти, датчик 26 т-ры топлива , ключевое устр-во 28. В результате стабилизации переходного процесса происходит стабилизация т-р масла и топлива дизеля. Устр-во 28 своим первым выходом-подключает второй вход блока 25 к выходу счетчика 13. На первый и третий входы блока 25 поступают сигналы датчиков 23 и 26. В блоке 25 происходит сравнение программного значения цикловой подачи топлива при текущих значениях т-р с фактическим значением подачи топлива . При нали-чии отклонения блок 25 выдает на блок 8 корректирующий сигнал на изменение цикловой подачи топлива с учетом изменения т-ры масла и топлива дизеля. 1 ил. с & (Л 00 4 00 ел NU

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (,51) 4 F 02 D 41/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ лопных газов, счетчик 13 импульсов, датчик 14 режимов работы дизеля,аналого-цифровые преобразователи 15, 24, 27, схему 16 определения фактического времени переходного процесса, микропроцессор 17, блоки 18, 19 памяти с устр-вами сравнения, множительно-вычитающее устройство 20, сумматор 2 1, арифметическо-логическое устр-во 22, датчик 23 т-ры масла, блок 25 памяти, датчик 26 т-ры топлива, ключевое устр-во 28. В результате стабилизации переходного процесса происходит стабилизация т-р масла и топлива дизеля. Устр-во 28 своим первым выходом подключает второй вход блока 25 к выходу счетчика

13. На первый и третий входы блока

25 поступают сигналы датчиков 23 и

26. В блоке 25 происходит сравнение программного значения цикловой подачи топлива при текущих значениях т-р с фактическим значением подачи топлива. При наличии отклонения блок 25 выдает на блок 8 корректирующий сигнал на изменение цикловой подачи топлива с учетом изменения т-ры масла и топлива дизеля. 1 ил.

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4020055/25-06 (22) 10.02.86 (46) 30.10.87. Бюл. У 40 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад.

В.Н.Образцова (72) В.В.Стрекопытов, Ю.М.Русаков, В.Н.Барщенков и А.Б.Удальцов (53) 601.43.001(088.8) (56) EP Ф 0078762, кл. F 02 D 5/02, 1982. (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ

ТОПЛИВА ТРАНСПОРТНОГО ДИЗЕЛЯ (57) Изобретение позволяет повысить точность устр-ва путем коррекции топливоподачи с учетом изменения температур масла и топлива дизеля. Система содержит дизель 1, турбокомпрессор 2, блок 4 топливных насосов высокого давления, привод, содержащий механическую передачу 6, силовой шаговый электродвигатель 7, блок 8 управления последним, импульсный датчик 9 частоты вращения вала дизеля, числоимпульсный преобразователь 10, датчики 11 и 12 расхода и т-ры выхÄÄSUÄÄ 1348549 А I

1 134

Изобретение относится к автоматическому регулированию транспортных двигателей внутреннего сгорания, н частности дизелей с турбонаддувом.

Целью изобретения является повыше ние точности устройства и повышение топливной экономичности транспортного дизеля за счет коррекции топливоподачи с учетом изменения температур масла и топлива дизеля.

Па чертеже представлена функциональная схема системы.

Система содержит дизель 1, имеющий газовую связь с турбокомпрессором 2 и связанный зубчатой передачей 3 с блоком 4 топливных насосов высокого давления с общей рейкой топливных насосов (PTH) 5, управляемой при помощи привода, который содержит соединенные механическую передачу 6, силовой шаговый электродвигатель (ШД)

7 и блок 8 управления шаговым электродвигатель (ШД) 7 и блок 8 управления шаговым электродвигателем, импульсный датчик 9 частоты вращения вала дизеля, числоимпульсный преобразователь (ЧИП) 10, датчик 11 расхода и датчик 12 температуры выхлопных газов, счетчик 13 импульсов, датчик 14 режимов работы дизеля, первый

15 аналого-цифровой преобразователь (АЦП), схему 16 определения фактического времени переходного процесса, микропроцессор 17, в который входят первый 18 и второй 19 блоки памяти с устройствами сравнения, множительно-вычитающее устройство (ИВУ) 20, сумматор 21 и арифметическо-логическое устройство (АЛУ) 22, датчик 23 температуры масла, второй 24 АЦП, третий 25 блок памяти с тремя входами и выходом, датчик 26 температуры топлива, третий 27 АЦП и ключевое устройство 28 с двумя выходами и одним входом. При этом третий 25 блок памяти и ключевое устройство 28 входят в микропроцессор 17.

Выход блока 8 управления шаговым двигателем соединен с ШД, импульсный датчик 9 частоты вращения вала дн="Lëÿ кинематически связан с зубчатой передачей 3, а электрически — с входом ИП 10. Датчики расхода 11 и температуры 12 выхлопных газов установлены в выхлопном коллекторе, а выходы датчиков 23 и 26 температуры масла и топлива подсоединены соответственно к второму 24 и третьему 27 АЦП.

8549

Первый выход датчика 14 режимов работы дизеля подключен к входу первого 15 АЦП, а второй выход — к входу схемы 16 определения фактического времени переходного процесса. Первый, второй, третий, четвертый и пятый входы первого блока 18 памяти микропроцессора 17 соединены соответственно с выходом ЧИП 10, с вторым выходом ключевого устройства 28, с выходом датчика 11 расхода выхлопных газов, с выходом датчика 12 температуры выхлопных газов и с выходом схемы 16 определения фактического времени переходного процесса, а первый и второй выходы — соответственно с первым и вторым входами МВУ 20, третий вход которого соединен с вторым выходом сумматора 21, а выход подключен к входу сумматора 21. Вход второго блока 19 памяти микропроцессора

17 соединен с выходом ЧИП 10, а первый, второй и третий выходы подключены соответственно к первому, второму и третьему входам АЛУ 22, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы которого соединены соответственно с выходом АЦП 15, с первым выходом сумматора 21, с выходом ЧИП 10 и с вторым выходом ключевого устройства 28, а выход подключен к первому входу блока

8 управления ШД, второй вход которого соединен с выходом третьего блока

25 памяти, первый, второй, и третий входы которого соединены соответственно с выходом второго АЦП 24, с выходом третьего АЦП 27 и с первым входом ключевого устройства 28, вход которого подключен к выходу счетчика

13 импульсов.

В первом 18 блоке памяти заложены в виде матриц предельные значения расхода выхлопных газов G в зависимости от частоты вращения вала дизеля С, = f(n>) и значения средней температуры выхлопных газов в зависимости от частоты вращения вала дизеля и величины цикловой подачи топлива (положения PTH) T„ = f.(п,Z) для различных режимов работы дизеля. Во втором 19 блоке памяти в виде матриц заложены зависимости цикловой подачи топлива на режиме холостого хода дизеля (верхний и нижний пределы подачи топлива) Ъц = f (ы„,), Ъц = f (с1„„), где G3„„ ни„„соответственно частота н вращения вала дизеля (верхний и нижний предел) на режиме холостого хода, значения указанных выше параметров.

Если в результате сравнения оказалось, что Ge > G и T, > Т „, то значения G e,è Т, поступают в МВУ 20.

На третий вход МВУ 20 с второго выхода сумматора 21 поступает сигнал

D„ предельного значения дымления

Пр рассчитанного в предыдущем переход1р ном процессе. В МВУ производится перемножение поступивших значений С

8г и Т и определение приращения предельного значения дымления для текущего переходного процесса (произведение

15 параметров G,,и Т, характеризует величину кинетической энергии выхлопных газов). Таким образом, с выхода МВУ

20 на вход сумматора 2 1 постуйает сигнал дПр = (Ор — П„)дс, где

De = CG Te, д С (С = const) . CyMMaпр пр пр тор 1 суммирует элементарные эначечения д Р„ на интервале времени, заданном схемой 16. Следовательно, с первого выхода сумматора 21 на пятый

25 вход АЛУ 22 поступает новое предельное значение дымления D . Второй лр блок 19 памяти в зависимости ор величины сигнала п, поступившего на его вход, выдает на соответствующий

3О вход АЛУ 22 один иэ сигналов необходимой цикловой подачи топлива, соотн ветствующей верхнему Ь или нижнен ч му Ь „ пределу частоты вращения холостого хода (если дизель работает без нагрУзки), или сигнала bI„ цикловой подачи топлива, необходимой для исключения просадки оборотов дизеля (если дизель работает под нагрузкой) .

4р На основании поступающей информации АЛУ 22 рассчитывают максимальную цикловую подачу топлива (Z), при которой еще не происходит дымления. Сигнал 2 с выхода АЛУ 22 микропроцессо45 ра 17 поступает на первый вход блока

8 управления ШД. Блок управления преобразует сигнал управления в последовательность прямоугольных импульсов, количество которых определяет

5О угол поворота ротора ШД, т.е. положение PTH 5. Шаговый двигатель 7 через механическую передачу 6 передвигает

PTH 5 на расчетную топливоподачу (Z ).

Счетчик 13 импульсов считывает коли55 чество управляющих импульсов, поступивших на обмотки ШД, т.е. определяет фактическое положение PTH 5. С вы,хода счетчика 13 импульсов сигнал Z о фактическом положении PTH 5 через

1348549 а также зависимость цикловой подачи топлива от отношения нагрузки на валу дизеля к его частоте вращения

Ь = Е(М„ /n>). В третьем 25 блоке памяти в виде матрицы заложена зависимость положения рейки 5 топливных насосов Z, (цикловой подачи топлива) от изменения температуры масла и топ лива дизеля Z r = Г(Т, Т,) .

Система регулирования подачи топлива транспортного дизеля работает . следующим образом.

При изменении режима работы дизеля (например, в тепловоэном дизеле при переключении рукоятки контроллера машиниста на более высокую позицию) сигнал датчика 14 (Ещ ), преобразованный в цифровую форму с помощью

АЦП 15, поступает на соответствующий вход микропроцессора 17 и далее на четвертый вход АЛУ 22. Одновременно сигнал об изменении режима работы с второго выхода датчика 15 поступает на вход схемы 16, которая задает интервал времени для обработки информации, поступающей на соответствующие входы первого блока 18 памяти.

Импульсный сигнал (n ) частоты ! вращения вала дизеля с выхода датчика 9, преобразованный в цифровую форму в ЧИП 10, поступает на первый вход первого блока 18 памяти, на шестой вход АЛУ 22 и на вход второго блока

19 памяти. На третий и четвертый входы первого блока 18 памяти от датчиков 11 и 12 поступают сигналы соответственно о расходе (С,) выхлопных газов и об их средней (по выхлопному коллектору) температуре (Т ). При этом ключевое устройство 28 вторым выходом подключено к седьмому входу

АЛУ 22 и к второму входу первого 18 блока памяти, а входом — к выходу счетчика 13 импульсов. Таким образом, на второй вход первого блока 18 памяти и на седьмой вход арифметическологического устройства 22 микропроцессора поступает сигнал по положению PTH (текущая цикловая подача топлива).

В первом блоке 18 памя"ти происходит сравнение текущих значений G u

Т „ с их программными значениями

I I

С, и Т, для данной частоты вращения п вала дизеля и топливоподачи. При этом с первого и второго выходов первого блока 18 памяти на первый и второй входы МВУ 20 проходят большие

5 134 ключевое устройство 28 поступает на седьмой вход АЛУ 22 микропроцессора

17, где происходит его сравнение с расчетным сигналом Z цикловой подачи топлива. При наличии рассогласования

АЛУ 22 выдает на первый вход блока

8 управления ШД сигнал коррекции положения PTH 5 (цикловой подачи топлива). В следующий интервал времени, задаваемый схемой 16, К p260Tbl системы повторяется. Ограничение топливоподачи по дымлению происходит до

I момента Z = Z, т.е. до полной стабилизации переходного процесса.

В результате стабилизации переходного процесса происходит стабилизация температур масла и топлива дизеI ля. В момент времени Z = Z ключевое устройство 28 своим первым выходом подключает второй вход третьего блока 25 памяти к выходу счетчика

13 импульсов. На первый и третий входы третьего блока 25 памяти через второй 24 и третий 27 АЦП поступают преобразованные в цифровую форму сигналы датчика температуры масла (t ) и датчика температуры топлива (t,) дизеля соответственно. В третьем блоке 25 памяти происходит сравнение программного значения цикловой подачи топлива (положения PTH Z„ ) при текущих значениях с и t с фактическим значением цикловой подачи топлива (положение PTH Z = Z >). При наличии отклонения фактического положения PTH 5 от программного значения третий блок 25 памяти выдает на второй вход блока 8 управления ШД корректирующий сигнал (Z ) на изменение цикловой подачи топлива с учетом изменения температуры масла и топлива дизеля. При отработке шаговым двигателем 7 сигнала температурной коррекции (выполнение условия 2 = Е ) коррекция топливоподачи прекращается.

Использование устройства позволяет повысить экономичность транспортного дизеля эа счет коррекции подачи топлива с учетом изменяющихся в процессе эксплуатации температур масла и топлива дизеля.

8549 той передачей с блоком топливных насосов высокого давления с общей рейкой, управляемой при помощи привода, который содержит соединенные между собой механическую передачу, силовой шаговый электродвигатель и блок управления шаговым электродвигателем, датчик частоты вращения вала дизеля, 1ð числоимпульсный преобразователь, датчик расхода и датчик температуры выхлопных газон, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), счетчик импульсов, датчик режимов работы дизеля, схему определения фактического времени переходного процесса, микропроцессор с первым и вторым блоками памяти, множительно-вычитающим устройством, сумматором и арифметическо логическим устройством (АЛУ), причем датчик частоты вращения вала дизеля кинематически связан с зубчатой передачей и электрически — через числоимпульсный преобразователь с первым

25 входом первого блока памяти, через датчики температуры и расхода выпускных газов дизель связан с третьим и четвертым входами первого блока памяти, второй вход которого соединен с

1р седьмым входом АЛУ, а первый вход с шестым входом АЛУ и входом второго блока памяти, три выхода которого соединены с первым, вторым и третьим входами АЛУ, четвертый вход которого

35 через последовательно включение первый АЦП, датчик режимов работы дизеля и схему определения фактического времени переходного процесса соединен с пятым входом первого блока памяти, два выхода которого соединены с первым и вторым входами множительно-вычитающего устройства, третий вход которого соединен с вторым вхо45

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Система регулирования подачи топлива транспортного дизеля, содержащая дизель, имеющий газовую связь с турбокомпрессором и связанный эубчадом сумматора, а выход — с входом сумматора, первый выход которого соединен с пятым входом АЛУ, выход которого через блок управления шаговым электродвигателем подсоединен к силовому шаговому электродвигателю, к которому через счетчик импульсов подключен седьмой вход АЛУ, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности, система дополнительно содержит датчик температуры масла, датчик температуры топлива, второй и третий АЦП, третий блок памяти с тремя входами и выходом и ключевое устройство с двумя выходами и одним входом, причем блок управления

1348 льсов

Составитель В.Горбунов

Техред Л.Олийнык

Корректор М.Пожо едактор H.Ãîðâàò

Тираж 503

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 5177/34

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 шаговым электродвигателем содержит дополнительный вход, соединенный с выходом третьего блока памяти, первый и третий входы которого соответственг, но через второй АЦП и датчик температуры масла и третий АЦП и датчик тем549 8 пературы топлива соединены с дизелем, а второй вход — с первым выходом ключевого устройства, второй выход которого соединен с седьмым входом АЛУ, а вход — с выходом счетчика импу-,