Система регулирования частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания

(19) (1) 3)5 60501300 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СИСТЕМА РЕГУЛИРТЫ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА ДВРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение касается рескорости вращения тепловогоЦель изобретения - повышенрегулирования, Цель достигаевведения в систему датчика поечного механизма топливодозигана 10 и сумматора 1, Причедатчика 10, с первого 4 и второгчастоты вращения и сигнал вхоются с соответствующими весафициентами на входе сумнаходящегося в цепи управлениго электродвигателя. 2 ил. ОВАНИЯ ЧАСТОИГАТЕЛЯ ВНУТсследователь оению, и Челя ститут бель, С.П.Гла в, В.Л,федяев ССС 978, ССС 978.(71) Центральный научно-иский институт по моторострбинский политехнический ин(56) Авторское свидетельствоМ 798688, кл, 6 05 В 11/00, 1Авторское свидетельствоЬЬ 708065, кл, Р 02 О 31/00, 1 гулирования двигателя, ие точности тся за счет ложения рерующего орм сигналы с о 9 датчиков да суммирувыми коэфматора 1. я задающеИзобретение относится к регулированию двигателей внутреннего сгорания(ДВС), в частности дизелей, а именно к системе регулирования частоты вращения валадизеля. 5Известна система регулирования частоты вращения Вала ДВС, содержащая топлиВодозирующий орган, механически через. редуктор связанный с валом ДВС, датчикчастоты вращения, установленный навалу 10ДВС, сумматор,Недостатком этой системы являетсянизкая точность регулирования.Известна система регулирования частоты вращения Вала ДВС, содержащая топливодозирующий орлеан, механически черезредуктор связанный с валом ДВС, датчикчастоты вращения установленный на валуДВС, сумматор, усилитель мощности,Указанные системы не обеспечивают 20Высокую точность и надежность.Известна система регулирования частоты вращения вала двигателя, содержащаятоплиоадозирующий орган, дифференциал,задающий электродвигатель, вал которого 25жестко связан с входной шестерней дифференц 1 1 а, первый и Второй датчики частотывращения, установленные соответственнона валу эодаогцего электродвигателя и наВыходном валу двигателя Внутреннего сгорония, через первый редукГор сВязанном соыход ой шестерней дифференциала, механически связанной с реечным механизмом топлиоодозирующего органа,усилитель мощности, выход которого подключен к выходным клеммам задающегоэлектродвигателя, сумматор, выход которого подключен к Входу усилителя мощности,а первый вход - к выходу первого датчикачастоты вращения, причем выходной вал 40двигателя внутреннего сгорания через второй редуктор связан с оходным взлом топлиоодозирующего органа. Характернойособенностью этой системы является использование дифференциала в качестве 45сумматора сигналов задания и обратнойсвязи по частоте вращения вала двигателя, атакже реализация задающего устройства спомощью электродвигателя.Однако известная система не позволяет 50обеспечить повышенные требования поточности и быстродействию регулирования,Данная система описывается системой дифференциальных уравнений третьего порядка, а в соответствии с теорией модального 55управления для получения заданных дикамических свойств данной рассматриваемойсистемы регулирования с наперед заданным распределением корней характеристического уравнения требуется введение не менее трех обратных связей по основным трем переменным .координатам; частоте вращения, задаощего электродвигателя, дизельного двигателя и положенлю топливодозирующего органа,Цель изобретения - повышенле точности и быстродействия регулирования частоты вращения вала дизельного двигателя за счет наложения дополнительной обратной связи по положению топливодозирующего Органа.Указанная цель достигается тем, что в систему регулирования частоты вращения вала двигателя внуреннего сгорания, содержащую топливодозирующий орган, дифференциал, задающий электродвигатель, вал которого жестко связан с входной шестерней дифференциала, первый и второй датчики частоты вращения, установленные соответственно на валу задающего электродвигателя и выходном валу двигателя внут-. реннего сгорания через первый редуктор связанном с выходной шестерней дифференциала, механически связанной с реечным механизмом топливодозирующего органа, усилитель мощности, Выход которого подключен к выходным клеммам задающего электродвигателя, сумматор, выход которого подключен к вхоцу усилителя мощности, а первый вход - к выходу первого датчика частоты вращения, причем выходной вал двигателя внутреннего сгорания через Второй редуктор сВязан с Входным валом топливодозирующего органа, дополнительно Введет датчик положения реечного механлзма топливодозирующего органа, второй и третий входы сумматора подклочены соответственно к выходам второго датчика частоты вращения и датчика положения рабочего механизма топливодозирующего органа, а четвертый вход является входом системы,На фиг,1 изображена структурная схема предлагаемой системы регулирования; на фиг,2 - кинематическая схема системы регулирования,Система содержит сумматор 1, усилитель 2 мощности, задающий электродвигатель 3. На Валу расположены первый датчик 4 частоты вращения и дифференциал 5, одна из шестерен которого соединена с валом задающего электродвигателя 3. Другая шестерня через первый редуктор 6 соединена с валом регулируемого ДВС 7, а водило дифференциала реечным зацеплением связано с топливодозирующим органом 8 топливного насоса высокого давления, привод которого осуществляется через второй редуктор 9,Цепь электрического управления задающего электродвигателя 3, помимо названных сумматора 1, усилителя 2 мощности, датчика 4, содержит второй датчик 10 частоты вращения вала ДВС, датчик 11 положе ния топливодозирующего органа (рейки топливного насоса), Датчики частоты вращения 4 и 10 выполнены в виде тахогенераторов, Б качестве датчика положения топливодозирующего органа используется 10 потенциометрический датчик.Система регулирвания работает следующим образом.Сигналы задания и обратных связей, снимаемых с трех датчиков 4, 10, 11, сумми руются на входе суммирующего электронного усилителя 1 с соответствующими весовыми коэффициентами. Полученное значение напряжения усиливается в многокаскадном усилителе 2 моцности и подается в 20 цепь управления задающего электродвигателя 3, В механическом дифференциале сравниваются скорости вращения задающего электродвигателя 3 и регулируемого ДВС 7. При наличии рассогласования скоростей 25 вращения происходит перемещение топниворозирующего органа в требуемую сторону в для устранения указанного рассогласования. При запуске ДВС в начальный момент времени сигнал от датчика 4 является макси мальным, ему соответствует максимальный крутящий момент и максимальное, относительно вала ДВС, рассогласование скоростей, что приводит с помощью водила дифференциала к перемещению топливодо зирующего органа в положение. соответствующее максимальной подаче топлива. По мере снижения рассогласования скоростей водило дифференциала перемещает топливодоэирующий орган в сторону снижения 40 расхода топлива. Исследования показали, что предлагаемая система регулирования частоты вращения вала ДВ С обладает лучшими динамическими характеристиками по сравнению с аналогом, что позволяет повысить топливную экономичность двигателей в эксплуатации на 3 - 5,Формула изобретения Система регулирования частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливодозирующий орган, дифференциал, задающий электродвигатель, вал которого жестко связан с входной шестерней дифференциала, первый и второй датчики частоты вращения, установленные соответственно на валу задающего электродвигателя и на выходном валу двигателя внутреннего сгорания, через первый редуктор связанном с выходной шестерней дифференциала, механически связанной с реечным механизмом топливодозирующего органа, усилитель мощности, выход которого подключен к выходныМ клеммам задающего электродвигателя, сумматор, выход которого подключен к входу усилителя мощности, а первый вход - к выходу первого датчика частоты вращения, причем выходной вал двигателя внутреннего сгорания через второй редуктор связан с входным валом топливодоэирующего органа, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, дополнительно введен датчик положения реечного механизма топливодозирующего органа, второй и третий входы сумматора подключены соответственно к выходам второго датчика частоты вращения и датчика положения реечного механизма топливодозирующего органа, а четвертый вход является входом системы.1741107 акаэ 2084 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Т ССС оиэводственно-издательский комбинат "Патент" город, ул,Гагарина,Составитель Л,Михальскаяактор Т.Лазаренко Техред М,Моргентал Корректор А.Ротм