Регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 3 с 5 и Г 02 Р 5 00 аГ:;.у ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ БйьА: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Производственное объединение Ленавторемонт(54) (57) РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРА 1 ЦЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий последовательно соединенные чувствительный элемент, усилитель выходного сигнала и исполнительный орган, а также масштабный усилитель, неинвертируемый вход которого подключен к выходу чувствительного элемента, а выход к нелинейному звену, подключенному своим выходом к входам интегратора и нелинейного преобразователя, причем выход интегра,ЯО 1105673 А тора подключен к инвертируемому входу масштабного усилителя, а выход нелинейного преобразователя - к второму входу усилителя выходного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия регулирования, в регулятор дополнительно введены вычислительное устройство определения постоянной времени переходного процесса двигателя, снабженное тремя входами и одним выходом, датчик нагрузочного момента и датчик положения рычага топливодозирующего органа, а интегратор выполнен с дополнительным входом, причем выход вычислительного устройства подключен к дополнительному входу интегратора, а входы вычислительного устройства подключены к датчикам нагрузочного момента и положения рычага топливодозирующего органа и к выходу чувствительного элемента.Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к устройствам для регулирования частоты вращения двигателя внутреннего сгорания.Известен регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, содержащий последовательно соединенные чувствительный элемент, усилитель выходного сигнала и исполнительный орган, а также масштабный усилитель, неинвертируемый вход которого подключен к выходу чувствительного элемента, а выход к нелинейному звену, подключенному своим выходом ко входам интегратора и нелинейного преобразователя, причем выход интегратора подключен к инвертируемому входу масштабного усилителя, а выход нелинейного преобразователя ко второму входу усилителя выход. ного сигнала 11.Однако известный регулятор имеет низкое быстродействие, так как время подачи в двигатель максимально возможного количества топлива не зависит от постоянной времени регулирования, которое изменяется при изменении режима работы двигателя, т. е. оптимальная настройка регулятора возможна. лишь в какой-то одной точке диапазона регулирования.Цель изобретения - повышение быстродействия регулирования.Указанная цель достигается тем, что регулятор частоты вращения внутреннего сгорания, содержащий последовательно соединенные чувствительный элемент, усилитель выходного сигнала и исполнительный орган, а также масштабный усилитель, неинвертируемый вход которого подключен к выходу чувствительного элемента, а выход к нелинейному звену, подключенному своим выходом к входам интегратора и нелинейного преобразователя, причем выход интегратора подключен к инвертируемому входу масштабного усилителя, а выход нелинейного преобразователя ко второму входу усилителя выходного сигнала., дополнительно содержит вычислительное устройство определения постоянной времени переходного процесса двигателя, снабженное тремя входами и одним выходом, датчик нагрузочного момента и датчик положения рычага топливодозирующего органа, а интегратор выполнен с дополнительным входом, причем выход вычислительного устройства подключен к дополнительному входу интегратора, а входы вычислительного устройства подключены к датчикам нагрузочного момента и положения рычага топливодозирующего органа, и к выходу чувствительного элемента.На чертеже представлена функциональная схема регулятора частоты вращения двигателя внутреннего сгорания.45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 Регулятор содержит чувствительный элемент 1, усилитель 2 выходного сигнала, исполнительный орган 3, воздействующий натопливодозирующий орган двигателя 4,масштабный усилитель 5, нелинейное звено6 в виде реле, нелинейный преобразователь7 с зоной нечувствительности, интегратор8 с регулируемой постоянной времени, вычислительное устройство 9 определения постоянной времени переходного процессадвигателя 4, датчик 10 нагрузочного моментаи датчик 11 положения рычага топливодозирующего органа двигателя 4.Регулятор работает следующим образом.В установившемся режиме частота вращения двигателя 4 поддерживается постоянной с помощью исполнительного органа3, на вход которого через усилитель 2 поступает сигнал, пропорциональный отклонениючастоты от уставки Уз, с выхода чувствительного элемента 1. При этом сигнал на выходенелинейного преобразователя 7 равен нулю,так как при медленном изменении входногосигнала 1.1 вмасштабного усилителя 5, всилу конечного значения коэффициента усиления в зоне нечувствительности нелинейного звена 6, интегратор 8 компенсируетэтот сигнал. То же самое происходит и прирезких изменениях входного сигнала 11 вхчувствительного элемента 1, если величинаэтого сигнала не превышает уровня, определяемого зоной нечувствительности нелинейного звена 6,При резких изменениях входного сигнала38 превышающих выбранную чувствительность схемы, на выходе нелинейного звена6 устанавливается напряжение насыщения1.1 вх, при котором темп изменения компенсирующего сигнала 1)на выходе интегратора 8 определяется величиной выходногосигнала вычислительного устройства 9.Алгоритм работы вычислительного устройства 9 определяется по формуле длявычисления постоянной времени переходного процесса частоты вращения двигателяпод нагрузкойТодл. диВи) дю где 1 - приведенный момент инерциивращающихся масс к валу двигателя;1 Ч -момент сопротивления на валудвигателя;Ид - движущий момент двигателя;в - частота вращения двигателя.При конкретных зависимостях Мс (э) и Мд (ю) по входным данным %, Мд и величины угла поворота рычага топливодозирующего органа двигателя, согласно приведенной формуле вычислительным устройством 9 определяется величина То, ко1105673 Составитель В. Славников Редактор А. Долинич Техред И. Верес Корректор М. Демчик Заказ 5117/28 Тираж 524 Подписное ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4торая и определяет постоянную времени интегратора 8.При этом нелинейный преобразователь 7 находится в состоянии, соответствующем насыщению нелинейного звена 6. Такое состояние схемы сохраняется до тех пор, пока темп изменения входного сигнала 11 вт не станет меньше темпа изменения компенсирующего сигнала интегратора 8, после чего по мере уменьшения выходного сигнала масштабного усилителя 5, нелинейное звено 6 выходит из состояния насыщения и вся схема возвращается в исходное положение,При каких-либо существенных изменениях частоты вращения двигателя на вход усилителя 2, кроме сигнала 3 ф, пропорционального этому изменению частоты вращения, поступает управляющий импульс, который существует до тех пор, пока частота вала не достигнет прежнего либо нового установившегося значения. При этом в двигатель подается максимально возможное количество топлива. Максимально возможное количество топлива поступает в двигатель в течение периода времени, вычисленного с учетом величины нагрузки и величины рассогласования по скорости, т. е. оптимальном в смысле быстродействия и точности регулирования, в связи с чем время регулирования системы значительно сокращается.Та ким образом, реал иза ция изобретения позволяет повысить быстродействие регул и рован ия.