Система регулирования подачи топлива транспортного дизеля

(5 очнос ивопо рату ма с сор 2, кого д меха выи равлен чик 9 числоиплива дизеля. датчик ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯТОПЛИВА ТРАНСПОРТНОГО ДИЗЕЛЯ обретение позволяет повысить ь устр-ва путем коррекции топачи с учетом изменения темпеасла и топлива дизеля. Систержит дизель 1, турбокомпресблок 4 топливных насосов высовления, привод, содержащий ескую передачу 6, силовой шалектродвигатель 7, блок 8 упя последним, импульсный датастоты вращения вала дизеля, мпульсный преобразователь 1 О,11 и 12 расхода и т-ры выхПЯО 134854 УТЕНИЯ лопных газов, счетчик 13 импульсов,датчик 14 режимов работы дизеля,аналого-цифровые преобразователи 15,24, 27, схему 16 определения фактического времени переходного процесса,микропроцессор 17, блоки 18, 19 памяти с устр-вами сравнения, множительно-вычитающее устройство 20, сумматор 2 1, арифметическо-логическоеустр-во 22, датчик 23 т-ры масла,блок 25 памяти, датчик 26 т-ры топлива, ключевое устр-во 28, В результате стабилизации переходного процесса происходит стабилизация т-рмасла и топлива дизеля. Устр-во 28своим первым выходом подключает второй вход блока 25 к выходу счетчика13. На первый и третий входы блока25 поступают сигналы датчиков 23 и26. В блоке 25 происходит сравнениепрограммного значения цикловой подачи топлива при текущих значениях т-рс фактическим значением подачи топлива. При наличии отклонения блок 25выдает на блок 8 корректирующий сигнал на изменение цикловойподачи топлива с учетом изменения т-ры масла и8549 4550 55 1 134Изобретение относится к автоматическому регулированию транспортных двигателей внутреннего сгорания, н частности дизелей с турбонаддувом.Целью изобретения является повыше ние точности устройства и повышение топливной экономичности транспортного дизеля за счет коррекции топливоподачи с учетом изменения температур масла и топлива дизеля.На чертеже представлена функциональная схема системы.Система содержит дизель 1, имеющий газовую связь с турбокомпрессором 2 и связанный зубчатой передачей 3 с блоком 4 топливных насосов высокого давления с общей рейкой топливных насосов (РТН) 5, управляемой при помощи привода, который содержит соедиценные механическую передачу 6, силовой шаговый электродвигатель (ШД)и блок 8 управления шаговым электродвигатель (ШД) 7 и блок 8 управления шаговым электродвигателем, импульсный датчик 9 частоты вращения вала дизеля, числоимпульсный преобразователь (ЧИП) 10, датчик 11 расхода и датчик 12 температуры выхлопных газов, счетчик 13 импульсов, датчик 14 режимов работы дизеля, первый 15 аналого-цифровой преобразователь (АЦП), схему 16 определения фактического времени переходного процесса, микропроцессор 17, в который входят первый 18 и второй 19 блоки памяти с устройствами сравнения, множитель- но-вычитающее устройство (МВУ) 20, сумматор 21 и арифметическо-логическое устройство (АЛУ) 22, датчик 23 температуры масла, второй 24 АЦП, третий 25 блок памяти с тремя входами и выходом, датчик 26 температуры топлива, третий 27 АЦП и ключевое устройство 28 с двумя выходами и одним входом, При этом третий 25 блок памяти и ключевое устройство 28 входят в микропроцессор 17.Выход блока 8 управления шаговым двигателем соединен с ШД, импульсный датчик 9 частоты вращения вала дизеля кинематически связан с зубчатой передачей 3, а электрически - с входом ИП 10. Датчики расхода 11 и температуры 12 выхлопных газов установлены в выхлопном коллекторе, а выходы датчиков 23 и 26 температуры масла и топлива подсоединены соответственно к второму 24 и третьему 27 АЦП. 5 10 15 20 25 30 35 40 Первый выход датчика 14 режимов работы дизеля подключен к входу первого 15 АЦП, а второй выход - к входу схемы 16 определения фактического времени переходного процесса. Первый, второй, третий, четвертый и пятый входы первого блока 18 памяти микропроцессора 17 соединены соответственно с выходом ЧИП 10, с вторым выходом ключевого устройства 28, с выходом датчика 11 расхода выхлопных газов, с выходом датчика 12 температуры выхлопных газов и с выходом схемы 16 определения фактического времени переходного процесса, а первый и второй выходы - соответственно с первым и вторым входами МВУ 20, третий вход которого соединен с вторым выходом сумматора 21, а выход подключен к входу сумматора 21, Вход второго блока 19 памяти микропроцессора 17 соединен с выходом ЧИП 10, а первый, второй и третий выходы подключены соответственно к первому, второму и третьему входам АЛУ 22, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы которого соединены соответственно с выходом АЦП 15, с первым выходом сумматора 21, с выходом ЧИП 10 и с вторым выходом ключевого устройства 28, а выход подключен к первому входу блока 8 управления ШД, второй вход которого соединен с выхоДом третьего блока 25 памяти, первый, второй, и третий входы которого соединены соответственно с выходом второго АЦП 24, с выходом третьего АЦП 27 и с первым входом ключевого устройства 28, вход которого подключен к выходу счетчика 13 импульсов.В первом 18 блоке памяти заложены в виде матриц предельные значениярасхода выхлопных газов 0 в зависимости от частоты вращения вала дизеля С , = Г(п) и значения средней температуры выхлопных газов в зависимости от частоты вращения вала дизеляи величины цикловой подачи топлива(положения РТН) Т = т.(п ,Х) для различных режимов работы дизеля. Во втором 19 блоке памяти в виде матрицзаложены зависимости цикловой подачи топлива на режиме холостого хода дизеля (верхний и нижний пределы подачи топлива) Ъц = Г(я,), Ъц = Ь), где и нисоответственно частотанвращения вала дизеля (верхний и нижний предел) на режиме холостого хода,значения указанных выше параметров,Если в результатесравнения оказалось, что СС и ТТ , тозначения С,и Ть, поступают в МВУ 20.На третий вход МВУ 20 с второго выхода сумматора 21 поступает сигналП предельного значения дымленияпррассчитанного в предыдущем переход ном процессе. В МВУ производится перемножение поступивших значений С8 ги Т и определение приращения предельного значения дымления для текущегопереходного процесса (произведение 15 параметров С , и Т, характеризует величину кинетической энергии выхлопныхгазов), Таким образом, с выхода МВУ20 на вход сумматора 2 1 постуйаетсигнал д 0= (Ор - П)дь, где 20 Б, = ССв, Т, дС (С = сопэс). СУммапр пр пртор 1 суммирует элементарные значечения д РР на интервале времени, заданном схемой 16, Следовательно, спервого выхода сумматора 21 на пятый 25 вход АЛУ 22 поступает новое предельное значение дымления Р , Второйлрблок 19 памяти в зависимости от величины сигнала п , поступившего наего вход, выдает на соответствующий 30 вход АЛУ 22 один иэ сигналов необходимой цикловой подачи топлива, соотнветствующей верхнему Ь или нижненчму Ь ц пределу частоты вращения холостого хода (если дизель работаетбез нагрУзки), или сигнала Ь цикловой подачи топлива, необходимойдля исключения просадки оборотов дизеля (если дизель работает под нагрузкой) .40 На основании поступающей информации АЛУ 22 рассчитывают максимальнуюцикловую подачу топлива (Е), при которой еще не происходит дымления, Сигнал 2 с выхода АЛУ 22 микропроцессо ра 17 поступает на первый вход блока8 управления ШД. Блок управления преобразует сигнал управления в последовательность прямоугольных импульсов, количество которых определяет 50 угол поворота ротора ШД, т,е. положение РТН 5. Шаговый двигатель 7 черезмеханическую передачу 6 передвигаетРТН 5 на расчетную топливоподачу (2 ).РСчетчик 13 импульсов считывает коли чество управляющих импульсов, поступивших на обмотки ШД, т,е, определяет фактическое положение РТН 5. С вы,хода счетчика 13 импульсов сигнал Ео фактическом положении РТН 5 через 1348549 а также зависимость цикловой подачи топлива от отношения нагрузки на валу дизеля к его частоте вращения Ь ч = Е(М /п). В третьем 25 блоке памяти в виде матрицы заложена зависимость положения рейки 5 топливных насосов Е, (цикловой подачи топлива) от изменения температуры масла и топ лива дизеля Е= Г(ТМ, Т,).Система регулирования подачи топлива транспортного дизеля работает следующим образом.При изменении режима работы дизеля (например, в тепловоэном дизеле при переключении рукоятки контроллера машиниста на более высокую позицию) сигнал датчика 14 (Ещ ), преобразованный в цифровую форму с помощью АЦП 15, поступает на соответствующий вход микропроцессора 17 и далее на четвертый вход АЛУ 22. Одновременно сигнал об изменении режима работы с второго выхода датчика 15 поступает на вход схемы 16, которая задает интервал времени для обработки информации, поступающей на соответствующие входы первого блока 18 памяти.Импульсный сигнал (п) частоты вращения вала дизеля с выхода датчика 9, преобразованный в цифровую форму в ЧИП 10, поступает на первый вход первого блока 18 памяти, на шестой вход АЛУ 22 и на вход второго блока 19 памяти. На третий и четвертый входы первого блока 18 памяти от датчиков 11 и 12 поступают сигналы соответственно о расходе (С ,) выхлопных газов и об их средней (по выхлопному коллектору) температуре (Т), При этом ключевое устройство 28 вторым выходом подключено к седьмому входу АЛУ 22 и к второму входу первого 18 блока памяти, а входом - к выходу счетчика 13 импульсов. Таким образом, на второй вход первого блока 18 памяти и на седьмой вход арифметическологического устройства 22 микропроцессора поступает сигнал по положению РТН (текущая цикловая подача топлива).В первом блоке 18 памя"ти происходит сравнение текущих значений С и Ть с их программными значениями С, и Т, для данной частоты вращения п вала дизеля и топливоподачи. При этом с первого и второго выходов первого блока 18 памяти на первый и второй входы МВУ 20 проходят большие5 134ключевое устройство 28 поступает наседьмой вход АЛУ 22 микропроцессора17, где происходит его сравнение срасчетным сигналом 2 цикловой подачитоплива. При наличии рассогласованияАЛУ 22 выдает на первый вход блока8 управления ШД сигнал коррекции положения РТН 5 (цикловой подачи топлива). В следующий интервал времени,задаваемый схемой 16, цикл работы системы повторяется. Ограничение топливоподачи по дымлению происходит домомента 2 = 2, т.е. до полной стабилизации переходного процесса.В результате стабилизации переходного процесса происходит стабилизация температур масла и топлива дизеля. В момент времени 2 = 2, ключевое устройство 28 своим первым выходом подключает второй вход третьегоблока 25 памяти к выходу счетчика13 импульсов. На первый и третий входы третьего блока 25 памяти черезвторой 24 и третий 27 АЦП поступаютпреобразованные в цифровую форму сигналы датчика температуры масла (сщ)и датчика температуры топлива (С,)дизеля соответственно. В третьем блоке 25 памяти происходит сравнениепрограммного значения цикловой подачи топлива (положения РТН 2 ) притекущих значениях с и с с фактическим значением цикловой подачи топлива (положение РТН 2 = 2, ) . Приналичии отклонения фактического положения РТН 5 от программного значениятретий блок 25 памяти выдает на второй вход блока 8 управления ШД корректирующий сигнал (2) на изменениецикловой подачи топлива с учетом изменения температуры масла и топливадизеля. При отработке шаговым двигателем 7 сигнала температурной коррекции (выполнение условия 2= 2 т) коррекция топливоподачи прекращается.Использование устройства позволяет повысить экономичность транспортного дизеля эа счет коррекции подачитоплива с учетом изменяющихся в процессе эксплуатации температур маслаи топлива дизеля,8549 той передачей с блоком топливных насосов высокого давления с общей рейкой, управляемой при помощи привода, который содержит соединенные между собой механическую передачу, силовой шаговый электродвигатель и блок управления шаговым электродвигателем, датчик частоты вращения вала дизеля, 10 числоимпульсный преобразователь, датчик расхода и датчик температуры выхлопных газон, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), счетчик импульсов, датчик режимов работы дизеля, схему определения фактического времени переходного процесса, микропроцессор с первым и вторым блоками памяти, множительно-вычитающим устройством, сумматором и арифметическо логическим устройством (АЛУ), причем датчик частоты вращения вала дизеля кинематически связан с зубчатой передачей и электрически - через числоимпульсный преобразователь с первым 25 входом первого блока памяти, черездатчики температуры и расхода выпускных газов дизель связан с третьим и четвертым входами первого блока памяти, второй вход которого соединен с Зо седьмым входом АЛУ, а первый входс шестым входом АЛУ и входом второго блока памяти, три выхода которого соединены с первым, вторым и третьим входами АЛУ, четвертый вход которого 35через последовательно включение первый АЦП, датчик режимов работы дизеля и схему определения фактического времени переходного процесса соединен с пятым входом первого блока памяти, два выхода которого соединены с первым и вторым входами множитель- но-вычитающего устройства, третий вход которого соединен с вторым вхо 45 80 55 Формула изобретения Система регулирования подачи топлива транспортного дизеля, содержащая дизель, имеющий газовую связь с турбокомпрессором и связанный эубчадом сумматора, а выход - с входомсумматора, первый выход которого соединен с пятым входом АЛУ, выход которого через блок управления шаговымэлектродвигателем подсоединен к силовому шаговому электродвигателю, к которому через счетчик импульсов подключен седьмой вход АЛУ, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения точности, система дополнительно содержит датчик температурымасла, датчик температуры топлива,второй и третий АЦП, третий блок памяти с тремя входами и выходом и ключевое устройство с двумя выходами иодним входом, причем блок управления1348 льсов Составитель В.ГорбуноТехред Л.Олийнык орректор М.Пож едактор Н,Горват Тираж 503осударственного колам иэобретений иМосква, Ж, Рауш каз 5177/34 одписно ВНИИП 1130 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгоро роектная,шаговым электродвигателем содержит дополнительный вход, соединенный с выходом третьего блока памяти, первый и третий входы которого соответственно череэ второй АЦП и датчик температуры масла и третий АЦП и датчик тем 549 8пературы топлива соединены с диэелем, а второй вход - с первым выходом ключевого устройства, второй выход которого соединен с седьмым входом АЛУ, а вход - с выходом счетчика импу-,митета ССС ткрытий кая наб