Автоматическкй регулятор частоты вращения и нагрузки двигателя внутреннего сгорания

Автоматическкй регулятор частоты вращения и нагрузки двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 151) 4 F 02 D 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ка.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3783384/25-06 (22) 25.08.84. (46) 30.01.86. Бюл. У 4 (71) Ленинградское производственное обьединение "Ленавторемонт" (72) N.З.Варшавский (53) 621.436.038(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 328255, кл. F 02 D 5/00, 1969. (54)(57) 1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТ0Р ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И НАГРУЗКИ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий соединенные последовательно датчик частоты вращения, блок отрицательной обратной связи по частоте вращения, усилительно-преобразовательный блок и исполнительный механизм, подключенный к рычагу топливодозирующего органа двигателя, и блок отрицательной обратной связи по нагрузочному моменту, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности регулятора путем сокращения продолжительности приработки двигателя, он дополнительно содержит блок положительной обратной связи по частоте вращения и блок общей отрицательной обратной связи, причем выход блока отрицательной обратной связи по нагрузочному моменту подключен к блоку положительной обратной связи по частоте вращения, а его вход — к выходу датчика частоты вращения, входы блока положительной обратной связи по частоте вращения и блока общей отрицательной обратной связи подключены к выходу датчика частоты вращения, а их выходы — к входам усилительно-преобразовательного бло1208284

2, Регулятор по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что усилительно-преобразовательный блок снабжен вычитающим элементом, дифференциальным усилителем с неинвертирующим и инвертирующим входами, первым и вторым резисторами, пропорционально-дифференциальным корректором и конденсаторам, причем между неинвертирующим и инвертирующим входами дифференциального усилителя включены последовательно соединенные первый и второй резисторы, к выходу дифференциального усилителя подключен вход пропорциональнодифференциального корректора;, конденсатор включен параллельно первому резистору, к выходу вычитающего элемента подключена общая точка первого и второго резисторов, а к его входу подключен выход блока отрицательной обратной связи по частоте вращения, к инвертирующему входу дифференциального усилителя подклю1

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к автоматическим регуляторам частоты вращения и нагрузки двигателя внутреннего сгорания на испытательном стенде.

Целью изобретения является повышение эффективности регулятора путем сокращения продолжительности приработки двигателя внутреннего сгорания.

На чертеже представлена структурная схема автоматического регулятора.

Автоматический регулятор частоты вращения и нагрузки двигателя внутреннего сгорания содержит последовательно соединенные датчик 1 частоты вращения двигателя 2, блок 3 отрицательной обратной связи по частоте вращения, выполненный в виде последовательно соединенных интегратора 4 и усилителя 5, усилительно-преобразовательный блок 6 и исполнительный механизм 7, подключенный к рычагу топливодозирующего

t5

25 чен блок общей отрицательной обратной связи, а к неинвертирующему входу — блок положительной обратной связи,по частоте вращения.

3. Регулятор по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю шийся тем, что блок положительной обратной связи по частоте вращения выполнен в виде последовательно соединенных фотореэистора и конденсатора.

4. Регулятор по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что блок отрицательной обратной связи по нагрузочному моменту выполнен в виде последовательно соединенных диффе- ренцирующего блока, блока выделения постоянной составляющей, вычитающего элемента, лампы накаливания и источника постоянного напряжения, причем лампа накаливания размещена вблизи фоторезистора блока положигельной обратной связи по частоте вращения для направления на него . ветового потока.

2 органа двигателя 2. Усилительнопреобраэовательный блок 6 состоит из дифференциального усилителя 8, к выходу которого подключен пропорционально-дифференциальный корректор 9, причем между инвертирующим и неинвертирующим входами усилителя

8 подсоединены резисторы 10 и 11, параллельно резистору 11 подключен конденсатор 12, а к общей точке резисторов 10 и 11 подключен вычитающий элемент 13. К первому входу вычи тающего элемента l3 подключен выход блока 3, а ко второму — напряжение установки Б с выхода источника опорных напряжений (не показан).

Между выходом датчика 1 частоты вращения и инвертирующим входом усилителя 8 подключен блок 14 общей отрицательной обратной связи, выполненный. в виде резистора. Между выхо— дом датчика 1 частоты вращения и неинвертирующим входом усилителя 8 включен блок 15 положительной обратной связи, выполненный в виде последовательно соединенных фоторезис120828÷ 4 тора 16 и конденсатора 17. К выходу датчика 1 частоты вращения также подключен блок 18 отрицательной обратной связи по нагрузочному моменту, состоящий из последовательно соединенных дифференциального блока

19, блока 20 выделения постоянной составляющей, вычитающего элемента

21, лампы 22 накаливания и источника

23 постоянного напряжения, причем еще к одному -входу вычитающего элемента 21 подается напряжение U от источника опорных напряжений (не показан), а световой поток лампы

22 направлен на фоторезистор 16.

В отдельных случаях для формирования заданных колебаний величины нагрузочног о момента возможно ныполление различных резисторов регулятора, например резистора 11 в виде фоторезисторов, и установка их вместе с фоторезистором 16 в зону светового потока лампы 22.

Автоматический регулятор частоты вращения и нагрузки двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

Для двигателя внутреннего сгорания величину эффективного момента инерции можно считать постоянной, в связи с чем момент прямо пропорционален ускорению его выходного вала.

Таким образом, при перемещении рычага.топливодоэирующего органа двигателя, приводящем к изменению частоты вращения двигателя, т. е. к его ускорению, образуется нагрузочный момент, пропорциональный величине этого ускорения, Указанные перемещения создаются за счет включения двигателя в цепь генератора. При регулировке частоты генерации изменяется ускорение и, соответственно нагрузочный момент, а при изменении постоянной составляющей на выходе генератора изменяется средняя величина частоты вращения двигателя.

Положительная обратная связь в генераторе образуется следующим образом. Датчик 1 частоты вращения создает на своем выходе постоянное напряжение, пропорциональное частоте вращения вала двигателя 2.

Далее полученный сигнал поступает через RC- делитель выполненный по схеме моста Вина (конденсатор 17, фоторезистор 16, конденсатор 12 и резистор 11), на неинвертирующий вход усилителя 8. Сигнал с выхода усилителя 8 поступает через пропор.ционально-дифференциальный корректор

9 на вход исполнительного механизма 7, который перемещает рычаг топливодозирующего органа двигателя 2 и зависимости от своего входного сигнала. Корректор 9 применен для компенсации инерционностей исполни1О. тельного механизма 7, двигателя 2 и датчика 1 частоты.

Частота генераторов, собранных на оСнове моста Вина, определяется параметрами мостового делителя и делителя н цепи общей отрицательной обратной связи, поэтому для регулировки нагрузочного момента применен фотореэистор 16, освещаемый лампой 22 и зависимости от величины нагрузочного момента, которую требуется создать. Для регулировки нагруэочного момента применен блок

18 отрицательной обратной связи по нагрузке ° Сигнал с выхода датчика 1 поступает на дифференцирующий блок 19, на выходе которого образуется напряжение, пропорциональное ускорению нала двигателя и, соотнетственно, нагрузочному моменту. Это напряжение поступает на вход блока

20 выделения постоянной составляющей, формирующего сигнала, пропорциональный средйей величине нагрузочного момента. Полученный сигнал сравнивается с напряжением установки

Ug при помощи вычитающего элемента

21 и подается на лампу 22, на другую клемму которой поступает напряжение от источника 23. Если же нагруэочный момент и, соответственно, напряжение на выходе блока 20 больше заданного уровня установки, то на выходе элемента 21 образуется положительное напряжение. Поскольку

45 напряжение на выходе источника 23, соединенного с лампой 22, положительное, то с увеличением напряжения на выходе элемента 21 разность потенциалов на лампе 22 и, соответственно, создаваемый световой поток уменьшаются. Укаэанный светоной поток освещает фоторезистор 16 и его

;уменьшение приводит к увеличению сопротивленйя последнего что в

55 свою очередь, приводит к увеличению постоянной времени блока i5 и уменьшению частоты генерации. т.е. к уменьшению нагрузочного момента.

1208284 Ь элемента 13, где он сравнивается с напряжением установки V по часто.те вращения и далее поступает на общую точку резисторов 10 и 11.

5 Если среднее значение частоты вращения двигателя 2 превысило заданную величину, то на выходе элемента 13 образуется отрицательное напряжение, которое приводит к

10 уменьшению напряжения на общей точке резисторов 10 и 11, в связи с этим уменьшается напряжение на выходе усилителя 8 и на входе блока 7.

При этом исполнительный механизм 7 перемещает рычаг топливодоэирующего органа двигателя 2 в направлении, соответствующем уменьшению частоты

Составитель В.Славников

Редактор Л.Повхан Техред А.Кикемезей Корректор С.Черни

Заказ 222/44 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретейий и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

При уменьшении нагрузочного момента до уровня, ниже заданного, все процессы проходят в обратном порядке.

Для стабилизации режима работы регулятора применены блок 14 общей отрицательной обратной связи и блок 3 отрицательной обратной связи по частоте вращения, С помощью делителя напряжения, выполненного на резисторе блока 14 и резисторе

10, сигнал с выхода датчика 1 поступает на инвертирующий вход усилителя 8, замыкая тем самым обратную связь по постоянному току.

Для регулировки частоты вращения применены интегратор 4, усилитель

5 и вычитающий элемент 13.

Сигнал .с выхода датчика 1 поступает на вход интегратора 4, который сглаживает пульсации, вызванные генерацией. Сигнал с выхода усилителя 5 поступает на вход вычитающего вращения.

Аналот ично проходят процессы прч

20 уменьшении среднего значения частоты вращения двигателя до уровня ниже заданного, приводя к стабилизации частоты вращения, !