Способ регулирования внутрицилиндровых параметров двигателя внутреннего сгорания

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1 77646 А1 (5)) 4 G 01 M 15/00

7 ;. .ll t

) о

Т.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р -1

А =

Р. 1 У

1,1

l,0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3856899/25-06 (22) 11. 12.84 (46) 29.02.88. Бюл. У 8 (71) Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Ю.Д. Магнитский, В.Д. Карминский и А.А. Варфоломеев (53) 621.43.001.5(088.8)

I (56) Стефановский Б.С. и др. Испытание двигателей внутреннего сгорания.

M.: Машиностроение, 1972, с. 352. (54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВНУТРИЦИЛИНДРОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ путем измерения параметров, сравнения их с эталонными значениями, измерения отклонения от эталонных значений, формирования управляющего сигнала, пропорционального отклонению, и воздействия на исполнительный элемент регулирования параметра, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности, измеряют во всех цилиндрах двигателя среднее индикаторное давление, максимальное. вление сгорания и давление конца сжатия, вычисляют усредненную по всем цилиндрам величину среднего индикаторного давления, по которой из имеющихся эталонных зависимостей находят эталонные значения давления конца сжатия и максимального давления, вычисляют отношения измеренных и эталонных параметров для определения комплекса А по соотношению где P — отношение измеренного макси—

Z мального давления к эталонному;

P, — отношение измеренного сред-! него индикаторного давления к усредненной о всем цилиндрам величине а формирование управляющего сигнала и воздействие на исполнительный орган ведут по результатам вычислений и сравнения вычисленных отношений и комплекса А с соответствующими граничными значениями, присущими различным видам неисправностей, которые определяют величину отклонения параметров от нормы.

1377646

Р; = — Р, о Il

Р; ср а в блоке 6, где хранятся эталонные значения и давления конца сжатия Р, и максимального давления цилка Р определяются эти параметры, соответствующие Р;, т.е.,р. и Р . Электрические сигналы от йреобразоватеИзобретение относится к двигате-лестроению, а именно к эксплуатации поршневых двигателей внутреннего сгорания, в частности к регулированию их работы по изменению внутрицилинд5 ровых . параметров.

Целью изобретения является повышение эффективности и обеспечение автоl матического регулирования внутрицилин.-10 дровых параметров: среднего индикаторного давления, давления конца сжатия и максимального давления цикла.

На фиг. 1 приведена зона возможных значений зависимости P (P ) при изме † ненни цикловой подачи топлива В„; на фиг. 2 — зона возможных значений зависимости Р (Р;) при изменении угла

6! опережения подачи топлива; на фиг. 3 — зоны возможных значений от- 2О носительных параметров при изменении степени сжатия с.; на фиг. 4 — систематизированные зоны возможных значений относительных параметров (a — изменилась цикловая подача топлива,5 — 25 изменился угол опережения подачи топлива, 3 — изменилась степень сжатия); на фиг. 5 — схема устройства для реализации способа.

На цилиндрах двигателя 1 установ- 30 лены преобразователи 2 давления, вырабатывающие электрические сигналы, пропорциональные давлениям в каждом цилиндре Р1 Р, P3 j., P„ ° где

n — число цилиндров (п=2), а также преобразователь 3 движения поршня, вырабатывающий сигнал, пропорциональный смещению поршня от верхней мертвой точки (ВМТ). Устройство содержит также блок 4 вычисления среднего индикаторного давления в цилиндре, блоки-5, 6 и блок 7 измерения давления сжатия Р и максимального с давления цикла Р ; в каждом из цилиндров. Сигналы Р; и V. поступают в блок 4 вычисления среднего индикаторного давления в цилиндре. В блоке

5 вычисляется усредненное для всех цилиндров среднее индикаторное давление

Р;, — Р, — Р, ) p cj p z1 р

-о а также комплекс А, поступающий в блок 10 сравнения, определяющий вид неисправности для данного (на схеме— для первого) цилиндра. В блоке 11 в соответствии с выявленной неисправностью, т.е. с, отклонениями В,,49,nf, формируется управляющий сигнал, поступающий в исполнительный элемент 12, который воздействует на узел двигателя (например, топливный насос 13) до тех пор, пока регулируемые параметры не придут в норму.

При осуществлении автоматического регулирования двигателя последовательно производят следующие операции.

Измеряют во всех цилиндрах средние индикаторные давления Р;. (j номер цилиндра), давления конца сжатия P, максимальные давления цикла с р ; вычисляют усредненную по всем

5 цилиндрам величину среднего индика1 торного давления Р =Р =. —,0 Р, ср с и где n — число цилиндров; для этой величины находят эталонные значения давления конца сжатия Р и максимального давления цикла P ; вычис о ляют отношения измеренных и эталонных параметров р ! p ф

3 1 0 с р z, р с помощью их вычисляют комплекс

Р -!

Р ° -1

Ij по результатам вычислений путем сравнения с соответствующими граничным.! значениями, присущими различным неисправностям, находят вид неиспг звности (изменение цикловой подачи топлива В, угла опережения подачи 8, степени сжатия двигателя Я; производят с помощью исполнительного мехапей 2 давления поступают также в блок 7 измерения давления сжатия и максимального давления цикла в каждом из цилиндров, т.е. Р,; и Р

И)

Устройство содержит также переключа" тель 8, с помощью которого выделяются для последующей обработки параметры, относящиеся к одному из цилиндров (на схеме параметры первого цилиндра).

В блоке 9 деления вычисляются относительные величины

1377646 низма изменение В„, или 9, или E до необходимой величйны,- т.е. такой, при которой регулируемые параметры (Р;, Р, Р ) приходят в норму.

5 J

Анализ показывает, что при нали, чии одной из названных выше неисправностей двигателя можно построить зоны возможного расположения относительных внутрицилиндровых параметров (фиг. 1-3). Эти зоны получены на основании теоретических расчетов и обработки многочисленных экспериментальных данных и строго справедливы только для одной данной неисправ-.— ности или же для случая, когда она является главенствующей.

На фиг. 4 приведены эоны, систематизированные по видам неисравностей. В расположениях множеств, относящихся к различным неисправностям, имеются четко выраженные качественные и количественные различия.

При изменениях цикловой подачи и угла опережения подачи топлива не изменяется давление конца сжатия (Р =1).. Поэтому, если относительная величина давления конца сжатия Р попадает в зоны — Рс 41 (фиг. 4, позиция "з ), то изменяется степень сжатия ;. (Здесь и ниже номер цилиндра j в обозначениях параметров опущен).

Если же давление конца сжатия не отличается от эталонного значения (Р =1), то неисправности различаются по величине комплекса А.

При нанесении на графики Р (Р; ) линии, соответствующей А=2,0 (тангенс угла наклона этой линии к оси àáñцисс равен 2,0); видно, что она может служить разделом между множеством значений Р (Р;), относящимся к изменению количества подаваемого топлива в цилиндр и угла опережения подач . топлива. Эта линия пунктиром показана

;-.:а фиг. 4 (позиции "д" и "ж") . Если

А>2,0, то изменяется угол опережения подачи топлива, если же А 2,0, то изменяется количество подаваемого топлива. Судить о направлении изменений этих характеристик можно по изменЕнию максимального давления. Если

P 1, то увеличивается количество подаваемого топлива или угол опережения подачи. Если же Р 1, то происходит уменьшение этих характеристик.

Различение неисправностей производится в соответствии с табл. 1.

Пример. При испытании двигателя, у которого нужно найти неисправности (двигатель находится в эксплуатации, вышел из ремонта и т.д.) получены внутрицилиндровые параметры, приведенные в табл. 2.

15 Усредненное по всем цилиндрам сред1 нее индикаторное давление Р = †(8 9+ о 4

8,0+7,9+8,2) =8,25 кгс/см .

Для такого давления получены ра20 нее у этого же, но исправного двигателя эталонные параметры P

=95 кгс/см-, Рс =42 кгс/см . Относи-.. тельные параметры и комплекс А при— ведены в табл. 3.

Ставят диагноз.

В цилиндре I увеличен угол опережения подачи топлива (Р; =1, А>2, Ря> 1). В цилиндре II уменьшена цикловая подача топлива (Р =1, А<2, Р 1). В цилиндра III уменьшена степень сжатия (Р с 1 А>2, Р -1). В ци-., линдре IV неисправность, которая не может быть диагностирована с помощью данной методики (либо замеры параметров произведены ошибочно).

В соответствии с выявленной не— исправностью, например отклонением угла опережения подачи топлива 8, формируется управляющий сигнал, поступающий в исполнительный элемент, который воздействует на узел двигателя (механизма изменения угла опережения подачи топлива).

Таким образом, способ позволяет производить автоматическое регулирование параметров, которые ранее регулированию не поддавались и внутрицилиндровых параметров, выяснять и устранять причины отклонения параметров от нормы. Это приводит к повышению экономичности двигателя и позволяет предупреждать выход его из строя по причине параметрических отказов.

1377646

Таблица 1

ОтносительКонтрольные величины параметров и комплексов

)2 о1 (1

Увеличивается стеУвеличивается

УменьшаВид неисправности пень сжатия дачи топлива

Таблица 2

Параметры, кгс/см

Цилиндры

II III

8,0

7,9.

8,2

118

95

34

Таблица 3

Относительные параметры и комплекс

1 II III IV

1,08

0,96

0,99

1,00

Р =Р /Р

0,99

1,24

0,80

А=(Р -1)/(Р; — 1) 3,00

0,33

5,0

0,0 ные параметры и комплексы угол опережения подачи топлива ется угол опережения поУвелич .- Уменьша( ваетея ется цикциклов -:,ловая поподача дача топтоплива лива

Цилиндры (Г* меньшается степень сжатия

1377646

137764б

Составитель Н. Патрахальцев

Редактор Л. Повхан Техред N.Õîäàíè÷ Корректор M. Максимишинец

Заказ 860/35 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4