Регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания

Регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет стабилизировать динамические характеристики системы регулирования частоты вращения при изменении режимов его работы путем коррекции топливоподачи по давлению наддува. Исполнительный элемент 6 топливодозирующего органа регулирует подачу топлива по сигналам с задатчика 1 обратной связи по частоте вращения и вычислительных блоков 10, 12, 14 и 16, связанных с выходами датчиков 8, 7, 9, частоты вращения, перемещения топливодозирующего органа и давления наддува соотв. Вычислительные блоки осуществляют вычисление обратной величины производной момента двигателя по перемещению топливодозирующего органа, производной момента двигателя по давлению наддува и производных момента двигателя и момента сопротивления по частоте вращения . При изменении частоты вращения и давления наддува вычислительные блоки вырабатывают корректирующее воздействие на топливодозирующий орган, компенсирующее отклонение вычисляемых производных от номинальных величин и приводящее к стабилизации параметров системы регулирования. 1 ил. 5 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„яу„„1451 З07

50 4 F 02 0 41/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1271988 (21) 4198319/25-06 (22) 23.02.87 (46) 15.01.89. Бюл. № 2 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) А. А. Ахматов и В. И. Долбенков (53) 621.43-55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1271988, кл. F 02 D 41/00, 1986. (54) РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет стабилизировать динамические характеристики системы регулирования частоты вращения при изменении режимов его работы путем коррекции топливоподачи по давлению наддува.

Исполнительный элемент 6 топливодозирующего органа регулирует подачу топлива по сигналам с задатчика 1 обратной связи по частоте вращения и вычислительных блоков

10, 12, 14 и 16, связанных с выходами датчиков 8, 7, 9, частоты вращения, перемещения топливодозирующего органа и давления наддува соотв. Вычислительные блоки осуществляют вычисление обратной величины производной момента двигателя по перемещению топливодозирующего органа, производной момента двигателя по давлению наддува и производных момента двигателя и момента сопротивления по частоте вращения. При изменении частоты вращения и давления наддува вычислительные блоки вырабатывают корректирующее воздействие на топливодозирующий орган, компенсирующее отклонение вычисляемых производных от номинальных величин н приводящее к стабилизации параметров системы регулирования.

I ил.

1451307

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к системам регулирования частоты вращения дизелей с турбонаддувом.

Целью изобретения является стабилизация динамических характеристик системы регулирования частоты вращения при изменении режимов его работы путем коррекции топливоподачи по давлению во впускном трубопроводе.

На чертеже показана структурная схема регулятора частоты вращения.

Регулятор содержит источник 1 задающего сигнала, измеритель 2 рассогласования с двумя входами, корректирующее устройство 3, сумматор 4 с пятью входами, первый блок 5 умножения с двумя входами, исполнительный элемент 6 топливодозирующего органа, датчик 7 перемещения топливодозирующего органа, датчик 8 частоты вращения, датчик 9 давления наддува, блок 10 вычисления обратной величины производной момента двигателя по перемещению топливо- 20 дозирующего органа с тремя входами, четвертый блок 1! умножения с двумя входами, блок 12 вычисления производной момента двигателя по давлению наддува с тремя входами, второй блок 13 умножения с двумя входами, блок 14 вычисления производной момента двигателя по частоте вращения с тремя входами, третий блок 15 умножения с двумя входами, блок 16 вычисления производной момента сопротивления по частоте вращения и усилитель 17 с постоянным коэффициентом передачи.

Первый вход измерителя 2 рассогласования соединен с источником 1 задающего сигнала, а выход — с входом корректирующего устройства 3, выход которого подключен к первому входу сумматора 4. Второй вход сумматора 4 соединен с выходом усилителя 17, а выход — с первым входом блока 5 умножения, выход которого соединен с входом исполнительного элемента 6. Вход датчика 7 перемещения связан с выходом исполнительного элемента 6, т. е. с топливо- 40 дозирующим органом. Вход датчика 8 частоты вращения связан с валом двигателя 18, а вход датчика 9 давления наддува с впускным трубопроводом двигателя 18. Выход датчика 7 перемещения соединен с пер- 45 выми входами блоков 10, 12 и 14 вычисления частных производных. Выход датчика 8 частоты вращения соединен с вторыми входами блоков 10, 12 и 14, первыми входами блоков 13 и 15 умножения, входами блока 16 и усилителя 17 и вторым входом измерителя

2 рассогласования. Выход датчика 9 давления наддува соединен с третьими входами блоков 10, 12 и 14 и первым входом блока 1 1 умножения. Выходы блоков 10, 12

14 и 16 соединены с вторыми входами соответственно блоков 5, 11, 13 и 15 умножения. 5

Выходы блоков 11, 13 и 15 умножения подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому входам сумматора 4.

На чертеже приняты следующие обозначения: Ug — входной задающий сигнал источника 1; Wq(S) — передаточная функция корректирующего устройства 3; V — выходной сигнал корректирующего устройства 3;

W (5) — передаточная функция исполнительного элемента 6; h — перемещение топливодозирующего органа; ж — частота вращения двигателя 18; Є— давление наддува во пускном трубопроводе двигателя 18;

W (S) — передаточная функция датчика 7 перемещения топливодозирующего органа;

W (S) — передаточная функция датчика

8 частоты вращения; Wp (S) — передаточная функция датчика 9 давления наддува; Uz— выходной сигнал датчика 7 перемещения.топливодозирующего органа; U — выходной сигнал датчика 8 частоты вращения;

Uq> — выходной сигнал датчика 9 давления наддува; 1 — момент инерции вращающихся масс, приведенный к валу двигателя; Фф(5) — передаточная функция давления во впускном трубопроводе по топливоподаче; Wp„(S) — передаточная функция давления во впускном трубопроводе по частоте вращения; К вЂ” коэффициент передачи усилителя 17; F>(Un, U, Uz>) — зависимость обратной величины производной момента по перемещению топливодозирующего органа от переменных й, со и Р», (ЭМ» /dh) обратная величина производной момента по перемещению топливодозирующего органа;

F (Ui, U, Up<) — зависимость производной момента по давлению наддува от переменных h, ю и Р„; аМ„ /дЄ— производная момента по давлению наддува; F,(U>, U, Up ) — зависимость производной момента по частоте вращения от переменных й, ы и Р, дМ./Эш — производная момента по частоте вращения; F4(U ) зависимость производной момента сопротивления по частоте вращения от переменной ю; аМ,/аж — производная момента сопротивления по частоте вращения.

Регулятор работает следующим образом.

В процессе функционирования двигателя текущие изменения положения топливодозирующего органа h и частоты вращения а приводят к изменению давления наддува Р и параметров двигателя аМ» /ай, аМ» /аы, аМ,/аь, аМдв /ВР»;. В регуляторе осуществляется вычисление указанных параметров, и в соответствии с представленным на структурной схеме законом управления вырабатывается корректирующее воздействие на топ ливодозируюший орган, приводящее к компенсации изменений указанных параметров двигателя. При вычислении частных производных может быть использовано полино- миальное представление момента двигателя и момента сопротивления: е гП

M (h оз Р )=- Х Х Х с" .й .(0 Р =о =о Ко

М,(ь)=.Х d;. со, 1451307

Формула изобретения

Составитель Б. Никаноров

Редактор Л. Веселовская Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 7049/28 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

3 где сц и d; — постоянные коэффициенты . Тогда частные производные аМ в /ай, аМ /асо, aM,/аоз и aM„ /аР» также будут иметь полиномиальное представление и могут быть вычислены с использованием стандарт- 5 ных средств современной вычислительной техники.

При отсутствии дополнительных блоков 11 и 12 и датчика 9 осуществляется неполная компенсация вариаций параметров двигателя, что приводит к изменению дина- 10 мических свойств системы регулирования частоты вращения двигателя, вплоть до потери устойчивости. Включение в регулятор дополнительных блоков 11, 12, датчика 9 и снабжение блоков 10, 14 и сумматора 4 15 дополнительными входами при точной настройке введенных блоков и при достаточном быстродействии исполнительного элемента 6 и датчиков 7, 8 и 9 позволяет независимо от режима работы дизеля стабилизировать передаточную функцию от выхода кор- 20 ректирующего устройства 3 до частоты вращения двигателя 18 и представить ее в виде апериодического звена

W(S) = го() К

1 ® — S+1

Таким образом, происходит компенсация вариаций параметров двигателя а Мдв /ай, аМдв /аь, аМ,/аа, аМдв /ЭР, обусловленная изменением режимных координат h, со, Рк, 30 и система регулирования частоты вращения дизеля с нерегулируемым наддувом становится нечувствительной к изменению рабочей точки дизеля, в том числе и в зоне малых частот вращения.

Регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания по авт. св. Ма 127!988, отличающийся тем, что, с целью стабилизации динамических характеристик системы регулирования частоты вращения двигателя путем коррекции топливоподачи по давлению во впускном трубопроводе, регулятор дополнительно снабжен датчиком давления наддува, четвертым блоком умножения с двумя входами, блоком вычисления частной производной момента двигателя по давлению наддува с тремя входами, сумматор выполнен с пятым входом, а блоки вычисления частных производных момента двигателя выполнены с дополнительными третьими входами, причем дополнительные входы последних соединены с выходом датчика давления наддува, первый, второй и третий входы блока вычисления частной производной момента двигателя по давлению наддува соединены соответственно с выходами датчиков перемещения топливодозирующего органа, частоты вращения и давления наддува, а выход — с первым входом четвертого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика давпения наддува, а выход — с пятым входом сумматора.