Регулятор цикличности свободнопоршневого двигателя внутреннего сгорания

Регулятор цикличности свободнопоршневого двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>937747 (61)Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 0608В 0 (21) 2969063/25-06 с присоединением заявки №(И1М. Кл.з

F 02 D 5/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и откритнй (23) Приоритет

Опубликовано 230682. Бюллетень ¹ 23 (S3) УДК621.43. .038.5(088.8) Дата опубликования описания 23.07 .82 (72) Авторы изобретения

В.A Aëôèìoâ и В.П.Коровин

Научно-производственное объединение . Энергия (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ЦИКЛИЧНОСТИ СВОБОДНОПОРШНЕВОГО

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к средствам регулирования работы двигателей внутреннего сгорания, преимущественно свободнопоршневых.

Известны регуляторы цикличности свободнопоршневого двигателя внутреннего сгорания с жестко связанными поршнями, содержащие датчик скорости движения поршня, устройство управления и соединенные с ним электромагнитные исполнительные механизмы управления подачей топлива в цилиндры Е13.

Недостаток этого регулятора состоит в невысоком быстродействии.

Поэтому при использовании такого регулятора в электроагрегате, содержащем линейный генератор переменного тока и свободнопоршневой ДВС, отклонецие частоты в переходном процессе может привести к потере устойчивости, так как в этомэлектроагрегате возможно значительное из-менение частоты эа один период, а зона устойчивости при отклонении частоты и неизменной подаче топлива невелика. Применение описанного . регулятора в электроагрегате, может зривести .к потере устойчивости при значительном измененйй нагрузки.

Для повышения устойчивости сщободнопоршневого двигателя необходимо уменьшить отклонение частоты в переходном процессе. Это достигается повышением быстродействия регулятора.

Так как регулирование цикловой подачи дискретное, необходим регулятор, реагирующий на отклонение частоты уже в первом периоде после появления отклонения. Для повышения надежности и упрощения регулятора необходимо обеспечить измерение скорости движенИМ поршней в обоих направлениях одним датчиком.

Цель изобретения — повышение устойчивости свободнопоршневого двигателя за счет повышения быстродействия регулятора.

Указанная цель достигается тем, что датчик скорости выполнен в ви= де двух отметчиков, устанОвленных неподвижно вдоль линии движения пор шня, и метки, установленной на подвижной части двигателя, устройство управления состоит из двух кон- . туров, каждый иэ которых включает в себя ВЗ-грнггер, одновибратор, интегратор и преобразователь напряжения в длительность импульса, причем каждый отметчик соединен с

937747

S-входами триггера, входом одновибратора одного контура и R-входом триггера другого конТура, выход триггера соединен с одним из входов интегратора и R-входом триггера другого контура, выход интегратора соединен с входом преобразователя, а электромагнитный исполнительный механизм связан с выходом преобразова- теля и подключен к цилиндру.двигателя,дальнему от отиетчика, подсоединенного к 5-входу триггера данного, контура.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Электромагнитные клапаны 1 и 2 установлены на головках цилиндров 3 и 4. Метка 5, например ферромагнит- . ное кольцо, расположена на подвижной части б двигателя, а отметчики 7 и 8, например индуктивные датчики, установлены на корпусе двигателя вдоль его оси. Их выходы соединены с входами триггера 9 и входом одновибратора 10. Выходы,.триггера 9 и одновибратора 10 подключены к входам 25 интегратора 11, к выходу которого

:подключен вход преобразователя 12.

Преобразователь 12 управляет вклю-чением электромагнитного клапана 1.

Выход триггера 13 соединен с R-вхо- 30 дом триггера 9. Соединения второго контура, содержащего тригrep 13,одновибратор 14, интегратор 15, преобразователь 16 и клапан 2, аналогичны для первого контура. Топливо к 35 клапанам 1 и 2 подает насос 17 °

Регулятор работает следующим образом. При перемещении подвижной части б двигателя, например дизеля, метка 5 проходит сначала. мимо отмет- 40 чика 7, который при этом вырабатывает импульс, переводящий триггер 9 в состояние 1 и запускающий одновибратор

10 ° При дальнейшем движении метки 5 отметчик 8 вырабатывает импульс, пе- 45 реводящий триггер 9 в состояние О.

Напряжения с выходов триггера 9 и одновибратора 10 сравниваются интегратором 11, и напряжение на его выходе изменяется пропорционально разности между измеренным временем прохождения метки 5 мимо отметчиков

7 и S,çàôèêñèðoâàííûì триггером 9, и временем, заданным, одновибратором 10. Преобразователь 12 определяет длительность включения клапана 1 соответственно напряжению на выходе интегратора 11, причем это преобразование может быть и нелинейным. Цикловая подача топлива в цилиндр 3 пропорциональна времени отк- @» рыти клапана 1.

Во время обратного хода подвижной части б двигателя метка 5 сначала проходит мимо отметчика 8; импульс которого переводит триггер 13 в состояние 1. Сигнал с выхода триггера 13 удерживает триггер 9 в сос- . тоянии О, и блокирует его ложное срабатывание в момент прохождения метки 5 мимо отметчика 7 при обратном ходе. Работа второго контура аналогична.

Предлагаемый регулятор обладает максимально возможным быстродействием, т. к. его реакция отстает от. возмущения не более, чем на полпериода. ,От начала измерения скорости до изменения цикловой подачи топлива проходит не более 5 мс. Этим существенно уменьшаются возможные отклонения скорости движения поршней и предотвращается выход дизеля за пределы области устойчивости.

Применение предлагаемого устройства возможно и в более сложных схемах регулиров ания подачи, в частности и тогда, когда подача топлива регулируется не только по отклонению цикличности, но и по нагрузке.В этом случае к напряжению выхода интегратора добавляется напряжение, зависящее от величины йаг15узки, и на вход преобразователя постуйает сумма. этих напряжений.

Формула изобретения

Регулятор цикличцости свободнопорш«евого двигателя внутреннего сгорания с жестко связанными поршнями, содержащий датчик скорости движения поршня, устройство управления и соединенные с ним электромагнйтнЫе исполнительные механизмы управления подачей топлива в цилиндры, отличающийся тем,что,с целью повышения устойчивости работы двигателя путем повышения быст- родействия регулятора, датчик скорости выполнен в виде двух отметчиков, установленных неподвижно вдоль линии движения поршня, и метки, установленной на подвижной части двигателя, устройство управления состоит из двух контуров, каждый иэ которых включает в себя RS-триггер, одновибратор, интегратор и преобразователь напряжения в длительность импульса, причем каждый отметчик соединен с 8-входом триггера, входом одновибратора одного контура и

R-входом триггера другого контура, выход триггера соединен с одним из входов интегратора и й-входом триггера другого контура, выход интегратора соединен.с входом преобразователя, а электромагнитный исполнительный механизм связан с выходом преобразователя и подключен к цилиндру двигателя, дальнему от отметчика, 937747

Составитель Н.Патрахальцев

Техред А. Ач Корректор В.Бутяга

Редактор Л.Гратилло

Заказ 4408/46 Тираж 552

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, ) -35, Раушская наб.. д.4/5

Подпис ное филиал ППП Патент, r.Óêrîðîä, ул. Проектная,4 подсоединенного к 5-входу триггера цанного контура.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Нелепин P À. и др. Автоматизация судовых энергетических установок. Л., Судостроение, 1975, с. 289-291.