Система регулирования частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение касается регулирования скорости вращения теплового двигателя Цель изобретения - повышение точности регулирования. Цель достигается за счет введения в систему датчика положения реечного механизма топливодозирующего органа 10 и сумматора 1. Причем сигналы с датчика 10, с первого 4 и второго 9 датчиков частоты вращения и сигнал входа суммируются с соответствующими весовыми коэффициентами на входе сумматора 1. находящегося в цепи управления задающего электродвигателя. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) (51)5 6 05 0 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4684360/24 (22) 28.04.89 (46) 15.06.92. Бюл, № 22 (71) Центральный научно-исследовательский институт по моторостроению, и Челябинский политехнический институт (72) Л,Л;Михальский, А.Б.Азбель, С.П.Глады шев, А.В.Лосев, В, B. Чугаев, В.Л, Федяев, В.Н. Бородянко и С.Б.усков (53) 62 — 50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 798688, кл, 6 05 В 11/00, 1978, Авторское свидетельство СССР

¹ 708065, кл, F 02 D 31/00, 1978. (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ В НУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение касается регулирования скорости вращения теплового двигателя, Цель изобретения — повь шение точности регулирования, Цель достигается за счет введения в систему датчика положения реечного механизма топливодозирующего органа-10 и сумматора 1, Причем сигналы с датчика 10, с первого 4 и второго 9 датчиков частоты вращения и сигнал входа суммируются с соответствующими весовыми коэффициентами на входе сумматора 1. находящегося в цепи управления задающего электродвигателя. 2 ил.

1741107

Изобретение относится к регулированию двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности дизелей, а именно к системе регулирования частоты вращения вала дизеля. 5

Известна система регулирования частоты вращения вала ДВС, содержащая топливодозирующий орган, механически через . редуктор связанный с валом ДВС, датчик частоты вращения, установленный на валу 10

ДВС, сумматор, Недостатком этой системы является низкая точность регулирования.

Известна система регулирования частоты вращения вала ДВС, содержащая топли- 15 водозирующий орган, механически через редуктор связанный с валом ДВС, датчик частоты гращения установленный на валу

ДВС, суммагор, усилитель мощности, Указанные системы не обеспечивают 20 высокую тОчность и надРжность.

Известна система регулирования частоты вращения вала двигателя, содержащая топливадозирующий орган, дифференциал, за.тающий электродвигатель, вал которого 25 жестко связан с входной шестерней диффеpBIIgl I3, первый и в1орой датчики частоты вращения, установленные соответственно на валу эада огцего электродвигателя и на выходном валу двигателя внутреннего сго- 30 33ния, че, 3ез пРрвый редуктор связанном с вь1ход ой шестерней дифференциала, механически связанной с реечным механизмом топливодозирующего органа, усилитель мощности, выход которого под- 35 ключен к BblxopHI IM клеммам зада|ощего электродвигателя, сумматор, выход которого подключен к входу усилителя мощности, а первый вход — к выходу первого датчика частоты вращения, причем выходной вал 40 двигателя внутреннего сгорания через второй редуктор связан с входным взлом топливодозирующего органа. Характерной особенностью этой системы является использование дифференциала в качестве 45 сумматора сигналов задания и обратной связи по частоте вращения вала двигателя, а также реализация задающего устройства с помощью электродвигателя.

Однако известная система не позволяет 50 обеспечить повышенные требования по точности и быстродействию регулирования, Данная система описывается системой дифференциальных уравнений третьего порядка, а в соответствии с теорией модального 55 управления для получения заданных дикамических свойств данной рассматриваемой системы регулирования с наперед заданным распределением корней характеристического уравнения требуется введение не менее трех обратных связей по основным трем переменным .координатам; частоте вращения, задающего электродвигателя, дизельного двигателя и положенлю топливодозирующего органа.

Цель изобретения — повышенле точности и быстродействия регулирования частоты вращения вала дизельного двигателя за счет наложения дополнительной обратной связи по положению топливодозирующего

Органа.

Указанная цель достигается тем, что в систему регулирования частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания, содержащую топливодозирующий орган, дифференциал, задающий электродвигатель, вал которого жестко связан с входной шестерней дифференциала, первый и второй датчики частоты вращения, установленные соо.гветственно на валу задающего электро- . двигателя и выходном валу двигателя внут-. реннего сгорания через первый редуктор связанном с выходной шестерней дифференциала, механически связанной с реечным механизмом топливодозирующего органа. усилитель мощности, выход которого подключен к выходным клеммам задающего электродвигателя, сумматор, выход которого подключен к вхоцу усилителя мощности, а первый вход — к выходу первого датчика частоты вращения, причем выходной вал двигателя внутреннего сгорания чер e 3 в т О р О и редуктор с в я з а н с !2 x o p, H L I I валом топливодозирующего органа, дополнительно введет датчик положения реечноГО r48XGHN3MG ToilËÈEIOÄO3ép /IOÙOÃO Органа, второй и третий входы сумматора подкл|очеHLI соответственно K выходам второго датчика частоты вращения и датчика положения рабочего механизма топливодозирующего органа, а четвертый вход является входом системы, На фиг,1 изображена структурная схема предлагаемой системы регулирования; на фиг,2 — кинематическая схема системы регулирования.

Система содержит сумматор 1, усилитель 2 мощности, задающий электродвигатель 3. На валу расположены первый датчик

4 частоты вращения и дифференциал 5, одна из шестерен которого соединена с валом задающего электродвигателя 3. Другая шестерня через первый редуктор 6 соединена с валом регулируемого ДВС7, а водило дифференциала реечным зацеплением связано с топливодозирующим органом 8 топливного насоса высокого давления, привод которого осуществляется через второй редуктор 9.

1741107

Цепь электрического управления задающего электродвигателя 3, помимо названных сумматора 1, усилителя 2 мощности, датчика 4, содержит второй датчик 10 частоты вращения вала ДВС, датчик 11 положе- 5 ния топливодозирующего органа {рейки топливного насоса). Датчики частоты вращения 4 и 10 выполнены в виде тахогенераторов, Б качестве датчика положения топливодозирующего органа используется 10 потенциометрический датчик.

Система регулирвания работает следующим образом.

Сигналы задания и обратных связей, снимаемых с трех датчиков 4, 10, 11, сумми- 15 руются на входе суммирующего электронного усилителя 1 с соответствующими весовыми коэффициентами. Полученное значение напряжения усиливается в многокаскадном усилителе 2 мощности и подается в 20 цепь управления задающего электродвигателя 3, В механическом дифференциале сравниваются скорости вращения задающего электродвигателя 3 и регулируемого ДВС 7.

При наличии рассогласования скоростей 25 вращения происходит перемещение топниворозирующего органа в требуемую сторону в для устранения указанного рассогласования. При запуске ДВС в начальный момент времени сигнал от датчика 4 является макси- 30 мальным, ему соответствует максимальный крутящий момент и максимальное, относительно вала ДВС, рассогласование скоростей, что приводит с помощью водила дифференциала к перемещению топливодо- 35 зирующего органа в положение. соответствующее максимальной подаче топлива. По мере снижения рассогласования скоростей водило дифференциала перемещает топливодоэирующий орган в сторону снижения 40 расхода топлива.

Исследования показали, что предлагаемая система регулирования частоты вращения вала ДВС обладает лучшими динамическими характеристиками по сравнению с аналогом, что позволяет повысить топливную экономичность двигателей в эксплуатации на 3 — 5, Формула изобретения

Система регулирования частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливодозирующий орган, дифференциал, задающий электродвигатель, вал которого жестко связан с входной шестерней дифференциала, первый и второй датчики частоты вращения, установленные соответственно на валу задающего электродвигателя и на выходном валу двигателя внутреннего сгорания, через первый редуктор связанном с выходной шестерней дифференциала, механически связанной с реечным механизмом топливодозирующего органа, усилитель мощности, выход которого подключен к выходныМ клеммам задающего электродвигателя, сумматор, выход которого подключен к входу усилителя мощности, а первый вход — к выходу первого датчика частоты вращения, причем выходной вал двигателя внутреннего сгорания через второй редуктор связан с входным валом топливодоэирующего органа, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, дополнительно введен датчик положения реечного механизма топливодозирующего органа, второй и третий входы сумматора подключены соответственно к выходам второго датчика частоты вращения и датчика положения реечного механизма топливодозирующего органа, а четвертый вход является входом системы.

1741107

Составитель Л,Михальская

Редактор Т.Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор А.Ратман

Заказ 2084 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101