Способ регулирования эксплуатационных характеристик двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

(гг) ЛИН 1 0 Ы 5 г) Р 0 РЙИЗОБРЕТЕНИЯИДЕТЕЛЬСТВУ ТЕТ СССИ ОТНРЫТИ НИ АН СПИ ОРСКОМ 4/2575743,1 го 6 та(ФРГ)8)9 44-21969873,КОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТААРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ ВНУТГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТВЛЕНИЯпособ регулирования эксплуахарактеристик "двигателя его сгорания путем измерения вращения, определения нерави вращения и изменения сосй а(5 г ) спОс ЦИОННЫХ ХРЕННЕГО С ЕГО ОСУЩЕ (57) 1С тационных внутренн частоты номерност ль Я 180 ГОСУД АРСТВЕННЫИПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕ(32) 19,07.74 (33) ФРГ (46) 15. 12. 83, Бюл(72) Валерио Бианчи и Райнхард Лач (ФРГ (71) Роберт Бош Гмб(53) 621,436-545(08 (56) 1, Заявка Япон кл, 5/ Е 65, опубли тава рабочей смеси по нескольким р гулируемым параметрам возэдействием на исполнительный орган управляюще устройства, о т л и ч а ю щ и й с тем, что, с целью повышения топлив ной экономичности, в качестве одно из регулируемых параметров выбираю неравномерность вращения коленчато го вала, формируют эталонный сигна частоты вращения и сигнал фактичес кой частоты вращения, вычисляют фа тическую неравномерность частоты вращения как разность между эталон ным сигналом и сигналом фактическо частоты вращения, сравнивают эту р ность с заданной неравномерностью вращения коленчатого вала, по реэу тату сравнения вырабатывают коррек тирующий импульс и передают послед ний на исполнительный орган управл щего устройства для изменения сост ва смеси.1061702 10 15 2. Устройство для регулирования эксплуатационных характеристик двигателя внутреннего сгорания, содержащее исполнительный орган связанный с коленчатым валом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения топливной экономичности, оно снабжено датчиком мгноненной фактической частоты вращения коленчатого вала, блоком сравнения фаз с двумя входами и выходами, блоком усреднения значений фактической частоты вращения., блоком сравнения разности мгновенной и усредненной частоты вращения с двумя входами, задатчиком эталонного сигнала фактической частоты вращения, причем первый вход блока сравнения фаэ подсоединен к выходу датчика мгновенной фактической частоты вращения коленчатого нала, второй вход - К блоку усреднения значений Фактической частоты вращения, первый выход блока сравнения фаз - к первому входу блока сравнения разности мгновенной и усредненной частоты вращения, второй вход которого связан с задатчиком эталонного сигнала фактической частоты вращения, а выход блока сравнения разности мгновенной и усредненной частоты вращения связан с исполнительным органом,3. Устройство по по.2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабИзобретение относится к автомати ческому регулированию двигателей внутреннего сгорания.Известны способы регулирования эксплуатационных характеристик двигателя внутреннего сгорания путем измерения частоты вращения, определения неравномерности вращения и изменения состава рабочей смеси по нескольким регулируемым параметрам воздействием на исполнительный орган управляющего устройства Г 13.Известно устройство для регулирования эксплуатационных характеристик двигателя внутреннего сгорания, содержащее исполнительный орган, связанный с коленчатым валом. При реализации известных способов не обеспечивается сокращение до минимума содержания вредных составных элементов в отработавших газах и не достигается минимальный расход топли ва. Возможна работа двигателя внутреннего сгорания на максимально обедненной рабочей смеси, когда заранее предопределяется содержание вредных жено генератором с регулируемым напр ением, вход которого при помощиинтеграторов связан с первым входом.блока сравнения фаз, а выход - свторым выходом блока сравнения фаз,блок усреднения значений фактической частоты вращения выполнен в виде дополнительного генератора с ре-гулируемым напряжением, связанногос двумя из указанных интеграторов.4; Устройство по пп. 2 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оноснабжено регулируемым источникомтока, связанным с выходом второгоинтегратора.5. Устройство по пп, 2-4, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оноснабжено полупроводниковым реле сконденсатором и управляющим электродом, связанным с вторым выходом блока сравнения Фаз, причем конденсатор связан с регулируемым источником тока,6, Устройство по пп. 2-5, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что связанные с дополнительным генератороминтеграторы выполнены н виде пассивных конструкционных элементов - резистора и конденсатора, а интегратор - в виде операционного усилителя и интегрирующего конденсатора,причем первый интегратор связан свторым выходом блока сравнения Фаз. составных элементов н отработавших газах и небольшой расход топлива.При этом наблюдается колебание давле" ния н цилиндрах двигателя. Отдельные элементы распределения давления определяются неконтролируемыми эксплуатационными параметрами двигателя ннутреннего сгорания, например, колебаниями коэффициента избытка воздуха, коэффициента наполнения и колебаниями завихрения воздушного потока, Если измерять давление в камере сгорания мгновенными значениями угловой скорости на коленчатом валу, то выявляются цруГие мешающие влияния, например, за счет колебаний массы криношипно-шатунного механизма, неровностей полотна дороги, по которой движется автомобиль, или других усилий, действующих на блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Укаэанные колебания, сказывающиеся на нормальном распределении давления в цилиндре двигателя внутреннего сгорания и выражающиеся в коле1061702баниях угловой скорости коленчатого Кроме того йо, устро ство снабженовала, можно было бы устранить за генератором с регус регулируемым напряжесчет применения фильтров низких час- нием вход котор9 орого при помощи интегтот. Но, так как двигатель внутрен- раторов связан с первымрным входом блонего сгорания должен работать в ши- ка сравнения фя аз, а выход - с. второком диапазоне частоты вращения, то " Рым выходом блокалока сравнения фаз,трудно подобрать фильтры, которые блок усреднения значе й фия значений фактическойодинаково подходили бы как для ниэ- частоты нращения выполнен в видеа ора с регуликой, так и для высокой частоты враще- дополнительного генераторания,Руемым напряжением, связанного сЦель изобретения - повыщение топ двумя из указанныханных интеграторов,ливной экономичности,и, Устройство снабжено регулируемымПоставленная цель достигается сог- источником токака, связанным с выходомласно способу регулирования эксплуа- второго интегратора,тационных характеристик двигателя ство сна жено полупроводниннутреннего сгорания путем измерения 15 ковым реле с конс конденсатором и управчастоты вращения, определения иеран- ляющим электроддом, связанным с втономерности вращения и изменения сос- Рым выходом блоклока сравнения фаз,сатор связан с регулитава рабочей. смеси по нескольким ре- причем конденсатогулируемым параметрам воздействием руемым источником тока,на исполнительный орган управляющего 20 Связанные с дос дополнительным генеустройстВа в качестве одного из Ре- ратором интеграграторы выполнены в вигулируемых параметров выбирают не- де пассивных конструкционных элеменравномерность вращения коленчатого тов - резисто аезистора и конденсатора, авала, формируют эталонный сигнал третий интегр ти тегратор - в ниде операцичастоты вращения и сигнал фактичесонного уси исилителя и интегрирующегокой частоты вращения, вычисляют фак- конденсато а патора, причем первый кондентическую неравномерность частоты сатор свяэасвязан с вторым выходом блокавращения как разность между эталон л сравнения фаэ.ным сигналом и сигналом фактической На фиг 1 ппредставлена диаграмчастоты вращения, сравнивают эту30ма давлен я Ри в цилиндре двигателяразность с заданной неравномерностью 0 внутреннегго сгорания в течение вревращения коленчатого вала по резуль- мени 1 на ф . 2Р иг. - изменение углотату сравнения вырабатывают коррек- вой скорости ы в зависимости от вределенных коэффициентирующий импульс и передают послед- мени 1 при определенний на исполнительный орган управ- тах избытка воздуха с; на фиг. 3ляющего устройства для изменения 35 схема устройо стьа для реализации спосостава смеси, соба.Устройство содержи: исполнительУстройство ддя осуществления спо ный орган, связанный с коленчатымсоба, содержащее исполнительный ор- . валом 1, снабженным зубчатым венган, снязанный с коленчатым валом, 40 цом 2. Устройство снабжено датчиснабжено датчиком мгновенной факти- мгновенно фактической часточеской частоты вращения коленчатого ты вращения кя коленчатого вала, формивховала, блоком сравнения фаз с двумя рователем 4 прямоугольных импуль одами и выходами, блоком усреднения блоком 5 сравнения фаэ с двумя вхос в,значений фактической частоты враще . - дами и выходам бами, локом усреднениячастоты вращения, блоком сравнения разности мгно- значений фактической чаственной и усредненной частоты враще- ния, блоком б сравнения разностиния с двумя входами, эадатчиком эта- мгновенной и усредненной частотылонного сигнала фактической частоты вращения с двумя входами; задатчиком 7 эталонного сигнала фактичессравнения фаз подсоединен к выходу кой частоты вращения, причем первыйдатчика мгновенной фактической час- вход блока 5л а подсоединен к выходувторо вход блока 5 - ктоты вращения коленчатого вала, нто- датчика 3 втор йрой вход - к блоку усреднения эначе- блоку усреднения, выход блока 5 - кний фактической частоты вращения первому вход. б 6ссду лока , второй входпервый выход блока сравнения фаэ - 55 которого связансвязан с задатчиком 7, ак первому входу блока сравнения раэ- выход блока б связан с исполнительности мгновенной и усредненной час-ным органом управляющего устройстватоты вращения, второй вход которого для изменения состава смеси, Входсвязан с задатчиком эталонного сиг- генератора 8 с регулируемым напряженала фактической частоты вращения 60 нием при помощР помощи интеграторон связана выходфблока сравнения разностимгновенной и усредненной частоты вра. с вторым вхо б 5, у Р двходом лока 5, Блок усредщения связан с исполнительным орга- нения значений фактической частотыном управляющего устройства для изменения состава смеси.вращения выполнен в виде дополнитель 65 ного генератора с регулируемым напря 1061702жением (не показан), связанного с интеграторами 9 и 10. Регулируемый источник тока 11 в виде усилительного транзистора связан с выходом интегратора 12, Полупроводниковое реле 13 с конденсатором 14 связано с вторым выходом блока 5, а конденсатор 14 с регулируемым источником тока 11, Интеграторы 9 и 10 выполнены в виде резистора и конденсатора, интегратор 12 - в виде операционного усилителя и интегрирующего конденсатора 16. Устройсьфво снабжено резисторами 16-25 и регулируемыми резисторами 26 и 27, Резистор 27 связан с бистабильной ступенью 28 развертки и операционным 15 усилителем 29. Провод 30 является соединительным.Способ осуществляется следующим образом.При прохождении зубчатого венца 2 О мимо датчика З,индуктируется сигнал. мгновенной фактической частоты вращения, по которому измеряют частоту вра щения. В качестве одного иэ регулируе мых параметров задают неравномерность 25 вращения коленчатого вала. При помощи формирователя 4 формируют сигнал фактической частоты вращения в виде серии прямоугольных импульсов, подаваемых на первый вход блока 5 сравнения фаз. Интеграторы 9 и 10, а также подключенный далее генератор с регулируемым напряжением и задатчик 7 выдают эталонный сигнал частоты вращения на второй вхсд блока 5 сравнения фаз, В блоках 5 и 8 вычисляют фактическую неравномерность частоты вращения в виде разности между сигналом фактической частоты вращения и эталонным сигналом. В блоке 5 сравнения фаз сравнивают эту разность с заданной 40 неравномерностью вращения, в результате чего на первом выходе блока 5 выдают сигнал, соответствующий изменению частоты вращения, с учетом знака. На выходе интегратора 10 выдают сигнал, соответствующий угловому ускорению, После повторного интегрирования этого сигнала на выходе интегратора 12 получают корректирующий импульс, который соответствует числу 5 О оборотов. Этот импульс через диод передается на усилительный транзистор, выходной электрод которого связан с управляющим электродом регулируемого источника тока 11, В зависи-,. мости от сигнала частоты вращения первый усилительный транзистор более или менее широко может регулироваться в открытом состоянии. Если, например, частота вращения выше на выходе интегратора 12, тосоздается более 60 высокое напряжение. Это напряжение означает, .что ток через участок коллектор - эмиттер усилительного транзистора увеличивается так, что на коллекторе первого усилительного транзистора возникает более негативный сигнал, обусловливающий повышенное течение тока через участок-эмиттер-коллектор регулируемого иеточника тока 11 пропорционально частоте вращения. При возникающем на втором выходе блока 5 положительном сигнале полупроводниковое реле 13 блокиру-ется и конденсатор 14 заряжается через источник тока 11. В связи с тем, что зарядный ток, проходящий через реле 13, пропорционален частоте вращения и конденсатор 14 может заряжаться только в том случае, если разностьво времени хода регистрируется на втором выходе блока 5, то после зарядки конденсатора его напряжение пропорционально погрешности времени хода, умноженной на величину частоты вращения, Это, однако, точно соответствует действительному значению угла поворота вала двигателя, Теперь соответствующий электрический сигнал сравнивают с заданным значением и соответствующий выходной сигнал передают на бистабильную ступень 28 развертки, Конденсатор заряжается только в том случае, если реле 13 блокируется, И наоборот, конденсатор 14 разряжается, если реле 13 находится в его токопроводящем состоянии. В этом случаекоммутационный участок реле 13 подключен параллельно через резистор 20и диод к конденсатору 14, При поступающем новом сигнале от второго входа блока 5 реле 13 блокируется и описанный цикл повторяется,При помощи блока 6 сравнения производят сопоставление эталонного ифактического значений частоты вращения и на выходе этого блока создаюткороткие импульсы, если действительное значение превышает заданное,И наоборот, на выходе блока 6 сравнения не возникает импульсов, если действительное значение меньше, чем заданное. В связи с тем, что выход блока 6 сравнения связан со входомэет бистабильной ступени 28 развертки, она при поступлении импульсов от выхода блока 6 сравнения приводится в коммутационное положение,при котором на выходе бистабильнойступени 28 развертки возникает сигнал о. При каждом тактовом импульсе,.который снимается на коллекторе реле 13 переключани . наоборот бистабильная ступень 28 развертки приводится в такое коммутационное положение, при котором на выходе этой бистабильной ступени 28 возникает нулевой сигнал. Если, таким образом, фактическое значение меньше, чем эталонное, то возникает, как было сказано выше, постоянный нулевой сигнал. Это значит, что на вход зе бистабильной-35, Раушс 70/60 ТиВНИИПИ Госудпо делам3035, Москва, Подписноеомитета СССРоткрытийя наб., д, 4/5 Ьилиал ППП Патент, г,ужгород, ул,Проектная, 4 ступени 28 развертки не поступает импульс. Вследствие этого на выходе бистабильной ступени 28 развертки имеет место нулевой сигнал и усилитель 29 интегрирует в направлении возрастания напряжения.Если же наоборот, фактическое значение превышает эталонное, на выходе блока 6 сравнения появляется серия импульсов. При помощи тактовых импульсов бистабильная ступень 28 развертки приводится в такое коммутационное положение, при котором на выходе возникает нулевой сигнал, За счет импульсов на входе веС бистабильной ступени 28 последняя, одна копереключается таким образом, что на выходе возникает сигнал с, который обусловливает такое положение, что выходной сигнал усилителя 29 сводится к нулю. Путем снятия тактовогой импульса на коллекторе реле 13 переключения бистабильная ступень 28 развертки затем снова переводится в предпочтительное коммутационное положение, при котором на выходе снова возникает нулевой сигнал, Корректирующий импульс на операционном усилителе передают на исполнительный орган управляющего устройства для изменения состава смеси.В другом варианте при помощи выходного сигнала усилителя 29 можно в большей или меньшей степени открывать или соответственно закрывать перенускной клапан для отработавшего газа и этим оказывать влияние на рабочий процесс двигателя.Осуществление предложенного способа позволит улучшить регулирование двигателя и повысить его топливную экономичность.