Способ управления двигателем внутреннего сгорания с электроуправляемыми форсунками

Способ управления двигателем внутреннего сгорания с электроуправляемыми форсунками

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области управления двигателем внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение качества управления. Частота вращения, опережение и давление впрыскивания топлива, закон подачи топлива, давление наддувочного воздуха , степень сжатия, число работающих цилиндров двигателя и порядок пропусков подачи топлива в них определяются путем автоматического выбора совокупности оптимальных значений рабочих параметров двигателя. По этой совокупности устанавливаются задания электронным автоматическим регуляторам указанных параметров соответственно мгновенному значению управляющего электрического сигнала t . На установившихся режимах определены коэффициенты соотношения для каждого из параметров. На частичных режимах вьшолняется дополнительная их коррекция по действительному значению частоты вращения двигателя, а на переходных - по производным от изменяющегося управляющего (выходного) сигнала автоматического регулятора частоты вращения. Основным выбран канал по регулированию частоты вращения двигателя. Управляющий электрический сигнал t(. определяет практически однозначно продолжительность впрыскивания топлива. 8 ил. $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) Ai (51) 4 С 05 D 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3767800/25-06 (22) 28.06.84 (46) 15.09.86. -Бюл. В 34 (71) Коломенский филиал Всесоюзного заочного политехнического института и Производственное объединение "Звезда" (72) Ф.И.Пинский, Н.Х.Мяльдзин, В.К.Дутиков, А.С.Виксман, Г.Х.Левин и В.Х.Печеный (531 621.436.038. 1(088.8) (56) Двигателестроение, 1979, У 10, с. 18-20. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕИ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ЭЛЕКТРОУПРАВ-.

ЛЯЕМЫИИ ФОРСУНКАМИ (57) Изобретение относится к области управления двигателем внутреннего сгорания. Целью изобретения является повьппение качества управления. Частота вращения, опережение и давление впрыскивания топлива, закон подачи топлива, давление наддувочного воздуха, степень сжатия, число работаюп(их цилиндров двигателя и порядок пропусков подачи топлива в них определяются путем автоматического выбора совокупности оптимальных значений рабочих параметров двигателя. По этой совокупности устанавливаются задания электронным автоматическим регуляторам указанных параметров соответственно мгновенному значению управляющего электрического сигнала t . На установившихся режимах определены коэффициенты соотношения для каждого из параметров, На частичных режимах выполняется дополнительная их коррекция по действительному значению частоты вращения двигателя, а на переходных — lIo производным от изменяющегося управляющего (выходного) сигнала автоматического регулятора частоты вращения. Основным выбран канал по регулированию частоты вращения двигателя. Управляющий электрический сигнал t определяет практически од3 нозначно продолжительность впрыскивания топлива. 8 ил.

12576О2

Изобретение относится к управлению двигателем внутреннего сгорания,, оснащенным аккумуляторной системой топливоподачи и электроуправляемыми форсунками и электронным управляющим

1 устройством.

Цель изобретения - повышение качества управления путем снижения рас-, хода топлива и улучшения параметров переходных процессов.

На фиг. 1 приведена функциональная схема системы управления, действующей по предлагаемому способу; на фиг. 2 †.график зависимости задания опережения впрыскивания Т относиЭ 0IL тельно мгновенного значения сигнала Т, на фиг. 3 — график зависимости задания давления впрыскивания топлива Р„„ (давления топлива в аккумуляторе) от значения Т, где T --=t> / „ (t>, и t — соответствейно текущее и номинальное значения; управляющий электрический сигнал, определяющий продолжительность впрыскивания топлива); на фиг. 4 — график зависимости давления наддува Р от Т> на фиг. 5 — график зависимости задания количества э. работающих цилиндров; на фиг. б — график зависимости задания закона впрыскивания (Р =f(gA) на фиг. 7 — график зависимости задания угла перекрытия 8 „, клапанов; на фиг. 8 — график зависимости степени сжатия C

Автоматический регулятор частоты вращения двигателя 1 через систему 2 топливоподачи, выходным устройством которой является электроуправляемая форсунка 3, воздействует на двигатель 4.

Продолжительность впрыскивания определяется электрическим сигналом на выходе регулятора частоты вращения, этот же сигнал определяет задание регулятору 5 опережения впрыскивания, формирующему задержку импульса впрыскивания и воздействующего на систему 2 топливоподачи, автоматическому регулятору 6 давления топлива в аккумуляторе, определяющему давление впрыскивания и воздействующему на систему 2 топливоподачи, автоматическому регулятору 7 закона подачи, определяющему закон подачи и воздействующему на систему 2 топливоподачи, автоматическому регулятору 8 числа и пропусков подач в них, воздействующему на систему 2 тонливоподачи и на

t0

45 двигатель 4, автоматическому регулятору 9 давления наддува, определи ощему давление наддува и воздействующего на двигатель 4, автоматическому регулятору 10 фаз газораспределения, определяющему фазы газораспределения и воздействующего на двигатель 4, автоматическому регулятору 11 геометрической степени сжатия, изменяющему степень сжатия и воздействующего на двигатель 4.

Зависимость каждого из заданий от электрического сигнала на выходе регулятора частоты вращения двигателя устанавливается экспериментально исходя из условий оптимизации качества управления.

Величина корректирующего сигнала по действительной частоте вращения двигателя для каждого регулятора выбирается также по результатам экспериментов. Величины корректирующих сигналов по производным выбираются экспериментально.

При изменении частотного или на рузочного режима происходит изменение электрического сигнала на выходе егулятора частоты вращения двигателя изменяется продолжительность впрыскивания, одновременно при изменении электрического сигнала на выходе регулятора частоты вращения происходит изменение задания регулятором опережения впрыскивания, давления топлива в аккумуляторе, закона подачи, числа работающих цилиндров и пропусков подач s них, давления наддува, фаз газораспределения, геометрической степени сжатия, а также производится коррекция задания по действительной частоте вращения двигателя, что позволяет поддерживать оптимальное сочетание параметров впрыскивания и воздушного заряда на всех режимах работы двигателя. Введение сигналов по производным улучшает качество переходных процессов.

При рассмотрении предлагаемого способа управления двигателем с электроуправляемыми форсунками в составе аккумуляторной системы топливоподачи и с электронным управляющим устройством необходимо учитывать то, что определяющим (базовым) каналом регулирования в электронном управляющем устройстве выбран канал по регулированию частоты вращения двигателя, который определяет величину цикловой

1257602 подачи топлива на всех известных режимах работы двигателя; основным режимом работы двигателя для построения алгоритма Функционирования электронного управляющего устройства выбран нагруэочный (постоянная частота вращения), на котором в наибольшей степени и практически пропорционально мощности двигателя меняется величина цикловой подачи топлива; особенностью 10 функционирования известных электронных автоматических регуляторов частоты вращения является то, что на выходе их формируется управляющий электрический сигнал t определяющий 15 практически однозначно продолжительность впрыскивания топлива.

Электрический сигнал t по каналу регулирования частоты вращения изменяется в различной степени не только 20 от изменения нагрузки двиг ателя, но и от изменения частоты вращения на установившихся частотно-нагрузочных режимах и в переходных процессах (сброс— наброс нагрузки), т.е. t является 25 функцией состояния (режима работы) двигателя.

Таким образом, вместо известного способа одновременного раздельного (независимого) управления (регулиро- З0 вания) параметрами: частота вращения, опережение и давление впрыскивания топлива, закон подачи топлива, давление наддувочного воздуха, степень сжатия, число работающих цилиндров двигателя и порядок пропусков подачи топлива в них предлагается путем автоматического выбора совокупности наилучших значений рабочих параметров двигателя устанавливать задания электронным автоматическим регуляторам указанных параметров соответственно мгновенному значению управляющего электрического сигнала „ .

Причем на установившихся нагрузочных режимах область значений каждого из заданий определяется зависимостью

Т1 =А +В Т„, где Т вЂ” относительное мгновенное

3 значение сигнала, определяемое

I как отношение текущего значения t, к номинальному значению t « (va номинальном нагрузочном режиме) конкретного двигателя. Наименьшее допустимое значение T m, должно обеспечивать работу двигателя на холостом ходу при номинальной частоте вращения, наименьшем часовом расходе топлива, наилучших показателях дымности и ток- . сичности, а также при устойчивой цикловой подаче топлива электроуправляемыми форсунками двигателя. Так, для дизеля 12 ЧН 18/20, где Су m;Ä 0,7 мс, A„,  — коэффициенты, зависящие от параметра, который подвергается регулированию, и диапазона его регулирования, определяемого конструкцией двигателя и исполнительного устройства данного регулятора.

Зависимость задания опережения впрыскивания топлива (фиг. 2) описывается уравнением -0,05

0,44 +(0 56+0

I при этом наименьшее значение угла опережения при Т .„ =0,28 равно 20 п.к.в., что в относительных величинах задания соответствует 0,6 и Т„

=0,28.

Зависимость задания давления впрыскивания топлива Рсц, (давление топлива в аккумуляторе) (фиг. 3) описывается уравнением при этом наименьшее значение давления в аккумуляторе равно 30,0 ИПа при

T> ;„ =0,28, что в относительных величинах соответствует 0,5.

Зависимость задания давления наддува (Р ) (фиг. 4) описывается уравнением

Т> =0,75-0ое +(0,25+о,,з )Тц, при этом наименьшее значение давления наддува равно 1 03 кгс/см при Т

Э g sin

=0,28, что в относительных величинах соответствует 0,82.

Зависимость задания количества работающих цилиндров (аналогично пропускам подач топлива) i< (фиг ° 5) описывается уравнением

Т; =(2,1или 1,5) ҄— (0,26 или 0,1), при этом количество работающих цилиндров, например, для двигателя

12 ЧН 18/20 принято 4 при .Т,„;,„ =

0,28, 6, 8, 10 и 12 при Т>а 0,6, что соответствует в относительных величинах 0,33, 0,5, 0,67, 0,82 и 1,0.

Зависимость задания закона впрыскивания топлива, показанная на фиг.6, где позицией 12 обозначен однофазный, позицией 13 — ступенчатый и позици1257602 ей 14 — двухфазный, нением сигнал, определяющий продолжительность впрыскивания топлива, опережения и давления впрыскивания, закона подачи топлива, давления наддувочного воздуха, числа работающих цилиндров двигателя и порядка пропусков подачи топлива в них, угла перекрытия клапанов и степени сжатия, отличающийся тем, что, с целью повышения качества управления двигателем путем автоматического выбора совокупности оптимальных значений рабочих параметров двигателя, устанавливают задания автоматическим регуляторам опережения и давления, впрыскивания, закона подачи топлива, давления наддувочного воздуха, числа работающих цилиндров двигателя и порядка пропусков подачи топлива в них, степени сжатия соответственно мгновенному значению управляющего (выходного) сигнала автоматического регулятора частоты вращения, причем на установившихся нагрузочных режимах область значений каждого из заданий определяется зависимостью

Т3 =А+В Т„, где коэффициенты А и В составляют при регулировании каждого из параметров соответственно для опережения впрыскивания 0,39...0,5 и 0,76...0,36; для давления впрыскивания 0,2...0,4 и . 1, 04... О, 35; для давления наддува

0,75...0,67 и 0,25...0,53; для количества работающих цилиндров -0,26 или

-0,1 и 2,1, или 1,5 для 0,28 Т с0,6; для закона впрыскивания топлива 0 или 1, или 2,0 и 1,7, или 1,25 или 1,0 соответственно для 0,28 Т i0 6; или

0,6 Т (0,8 или 0,8 Tl„c1,0; для угла перекрытия клапанов от -0,25 до -0,44 и 1,25...1,94; для степени сжатия 1,2...1,1 и от -0,69 до-0,22, на частичных режимах выполняют дополнительную коррекцию каждого из заданий перечисленным автоматическим регуляторам по действительному значению частоты вращения двигателя, а при переходных процессах выполняют также и коррекцию каждого из заданий перечисленным автоматическим регуляторам ° описывается уравФормула и зобр етения

Способ управления двигателем внутреннего сгорания с электроуправляемыми форсунками в составе топливной аппаратуры и с электронным управляю- 50 щим устройством включающий одновременное раздельное регулирование частоты вращения двигателя, в процессе вь полнения которого вырабатывается управляющий (выходной) электрический 55 по производным от изменяющегося управляющего (выходного) сигнала автоматического регулятора частоты вращения.

Тэ„=A +В „Т„„ где для 0,28 Т 0 6 A=0, В=1,7; для 0,6 Т„0,8 A=1,0, В=1,25; для 08 — Т«1,0А20,В10, при этом однофаэный закон впрыскивания топлива организуется условно от О при Т =0,28, что в относительных 10 величйнах больше О.

Зависимость задания угла перекрыBIIgf CKHblX H BbIIIiiCKHblX KJIBlIBHOB 6 р, (фиг. 7). описывается уравнением

ФО,69 Ф 0<9 15

Т =(1,25 (0,25 ), при этом наименьшее зйачение угла о перекрытия клапанов равно 10 п.к.в ° при Т,„=0,28, что соответствует в относительных величинах 0,1.

Зависимость задания степени сжатия (фиг. 8) описывается уравнением при этом наименьшее значение Е равно 8 при Т 1,0, что соответствует в относительных величинах 0,5.

При работе двигателя на частотах вращения отличных от номинальной частоты должна выполняться коррекция

30 каждого из полученных заданий перечисленным регуляторам по действительному значению частоты вращения, т.е. с выбранным коэффициентом пропорциональности относительно Q „, /M

При работе двигателя на переходных процессах, например при мгновенном сбросе — набросе нагрузки, должна выполняться также и коррекция каждого из полученных заданий перечисленным регуляторам практически про порционально производной от резко изменяющегося управляющего сигнала „.

1.2

08

06

028 04

1257602

06

Фию 2

1257ь02,, 1 /

3 ,"

/ ф р Фф е

«Я .» фРфФ

" 4Ц -- 1

g @ g g фЯ,, ) р Й 8 Я@ Яб

,У фу ф р Я

1257602

d,5

0,0.Редактор А.Лежнина

Заказ 4916/45 Тирах 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.узгород, ул.Проектная, 4, 0$

0, Составитель Н. Патрахальцев

Техред А. Кравчук Корректор В. Синицкая,