Регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания

(61) 1271988 (21) 4198319/2 (22) 23.02,87 (46) 15.01.89. Б (71) Челябинск им. Ленинского (72) А. А. Ах(53) 621.43-55( (56) Авторское1271988, кл. юл.2 ий политехн комсомола матов и В 088.8) св,идетельс Г 02 Р 41/ ическии институ И. Долбенко тво СССР00, 1986. ТЫ ВРАЩЕНИЯ ЕГО СГОРАНИЯ яет стабилизироеристики системы ащения при измеы путем корреквлению наддува.топливодозируюодачу топлива по ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) РЕГУЛЯТОР ЧАСТО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕНН (57) Изобретение позвол вать динамические характ регулирования частоты вр нении режимов его работ ции топливоподачи по да Исполнительный элемент 6 щего органа регулирует п 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 топливодозируюшего 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.1 ил.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.10Регулятор 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 топливодозируюшего органа, датчик 7 перемещения топливодозируюшего органа, датчик 8 частоты вращения, датчик 9 давления наддува, блок 10 вычисления обратной величины производной момента двигателя по перемещению топливо дозируюшего органа с тремя входами, четвертый блокумножения 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 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 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 11 умножения, Выходы блоков 1 О, 12 14 и 16 соединены с вторыми входами соответственно блоков 5, 11, 13 и 15 умножения. 55 Выходы блоков 11, 13 и 15 умножения подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому входам сумматора 4. На чертеже приняты следующие обозначения: Уз - входной задающий сигнал источника 1; У(5) - передаточная функция корректирующего устройства 3; Р - выходной сигнал корректирующего устройства 3; % 5) - передаточная функция исполнительного элемента 6; й - перемещение топливодозирующего органа; ж - частота вращения двигателя 18; Р - давление наддува во пускном трубопроводе двигателя 18; Ф (5) - передаточная функция датчика 7 перемещения топливодозирующего органа; %(5) - передаточная функция датчика.8 частоты вращения; Фр(5) - передаточная функция датчика 9 давления наддува; У - выходной сигнал датчика 7 перемещения.топливодозируюшего органа; У, - выходной сигнал датчика 8 частоты вращения; lр - выходной сигнал датчика 9 давления наддува; 1 - момент инерции вращающихся масс, приведенный к валу двигателя; Фф(5) - передаточная функция давления во впускном трубопроводе по топливо- подаче; Уlр(5) - передаточная функция давления во впускном трубопроводе по частоте вращения; К - коэффициент передачи усилителя 17; Р(И, Ы, Юр) - зависимость обратной величины производной момента по перемещению топливодозируюшего органа от переменных й, ю и Р; (дМв /дй) обратная величина производной момента по перемещению топливодозирующего органа; Р 21/ь (lю, lр) - зависимость производной момента по давлению наддува от переменных й, ю и Р; аМ, /дР - производная момента по давлению наддува; Р,(Ц Ц, Ур, ) - зависимость производной момента по частоте вращения от переменных й, ы и Р; дМл /Эш - производная момента по частоте вращения; Р 4(0 ) 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 й и частоты вращения а приводят к изменению давления наддува Р и параметров двигателя аМ, /ай, эМд /ао, аМ,/эь, эМ /ЭР. В регуляторе осуществляется вычисление указанных параметров, и в соответствии с представленным на структурной схеме законом управления вырабатывается корректирующее воздействие на топливодозируюший орган, приводящее к компенсации изменений указанных параметров двигателя. При вычислении частных производных может быть использовано полино- миальное представление момента двигателя и момента сопротивления:фф щМ,. (й,де дО ОМ,(ь)=.Х А (в,1451307 Формула изобретения Составитель Б. НиканоровРедактор Л. Веселовская Техред И. Верес Корректор Л. ПилипенкоЗаказ 7049/28 Тираж 482 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 згде с и А - постоянные коэффициенты, Тогда частные производные аМдв /эй, аМд /алло, аМ,/аоз и аМв /эР также будут иметь полиномиальное представление и могут быть вычислены с использованием стандарт 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 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 ректируюшего устройства 3 до частоты вращения двигателя 18 и представить ее в виде апериодического звена1К(5)=го К1 - я+125 Таким образом, происходит компенсация вариаций параметров двигателя а Мдв /ай, аМдв /аа, аМ,/аа, ЭМдв /ЭР, обусловленная изменением режимных координат /т, 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 малыхчастот вращения. Регулятор частоты врашения двигателя внутреннего сгорания по авт. св. Мо 127988, 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 перемешения топливодозируюшего 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.