Способ управления двигателем внутреннего сгорания с электроуправляемыми форсунками

(21) 3767800/25-06 (22) 28.06.84 (46) 15.09.86. Бюл (71) Коломенский ф заочного политехни и Производственное да" щих про иал Всесоюзногоского институтабъединение "Звез.Х. Мяльдзксман,еный088.8)ние, 1979 нэ 10,ИЯ ДВИГАТЕЛЕМС ЭЛЕКТРОУПР обл носитсяем внутр него вляется бретения управлен ение и д Частление а, закон подачиаддувочного возя, число работаюГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ Н АВТОРСКОМУ СВ(54) СПОСОБ УПРАВЛЕВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯЛЯЕМЫМИ ФОРСУНКАМИ(57) Изобретение отуправления двигателсгорания. Целью изоповышение качествата вращения, опережвпрыскивания топливтоплива, давление ндуха, степень сжати цилиндров двигателя и порядокпусков подачи топлива в них определяются путем автоматического выбора совокупности оптимальных значений рабочих параметров двигателя, По этой совокупности устанавливаются задания электронным автоматическим регуляторам указанных параметров соответственно мгновенному значению управляющего электрического сигнала. На установившихся режимах определены коэффициенты соотношения для каждого из параметров, На частичных режимах выполняется дополнительная их коррекция по деиствительному значению частоты вращения двигателя, а на переходных - по производным от изменяюще гося управляющего (выходного) сигнала автоматического регулятора частоты вращения. Основным выбран канал по регулированию частоты вращения двигателя. Управляющий электрический сигналопределяет практически од 9нозначно продолжительность впрыскивания топлива. 8 ил.Изобретение относится к управлениюдвигателем внутреннего сгоранияоснащенным аккумуляторной системойтопливоподачи и электроуправляемымифорсунками и электронным управляющимустройством,Цель изобретения - повышение качества управления путем снижения рас-,хода топлива и улучшения параметровпереходных процессов,На фиг. 1 приведена Функциональная схема системы управления, действующей по предлагаемому способу; наФиг. 2 - график зависимости заданияопережения впрыскивания Т относиЭ.оп.тельно мгновенного значения сигнала Т, на Фиг. 3 - график зависимости задания давления впрыскиваниятоплива Р (давления топлива в аккумуляторе) от значения Т 5, где Т 1:==, / (С, и Сп - соответствейнотекущее и номинальное значения;управляющий электрический сигнал,определяющий продолжительность впрыс"кивания топлива); на Фиг. 4 - графикзависимости давления наддува Рот Т, на фиг. 5 - график зависимости задания количества х работающихцилиндров; на фиг. б - график зависимости задания закона впрыскивания(Р =Г(ь) ; на Фиг. 7 - график зависимости задания угла перекрытия 8клапанов; на фиг, 8 - график зависимости степени сжатия ГАвтоматический регулятор частотывращения двигателя 1 через систему 2топливоподачи, выходным устройствомкоторой является электроуправляемаяФорсунка 3, воздействует на двигатель 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Продолжительность впрыскивания определяется электрическим сигналом на выходе регулятора частоты вращения, этот же сигнал определяет задание регулятору 5 опережения впрыскивания, формирующему задержку импульса впрыскивания и воздействующего на систему 2 топливоподачи, автоматическому регулятору 6 давления топливав аккумуляторе, определяющему давление впрыскивания и воздействующему на систему 2 топливоподачи, автоматическому регулятору 7 закона подачи, определяющему закон подачи и воздействующему на систему 2 топливоподачи, автоматическому регулятору 8 числа и пропусков подач в них, воздействующему на систему 2 тонливоподачи и на двигатель 4, автоматическому регулятору 9 давления наддува, определи ощему давление наддува и воздействующего на двигатель 4, автоматическому регулятору 10 Фаз газораспределения, определяющему фазы газораспределения и воздействующего на двигатель 4, автоматическому регулятору 11 геометрической степени сжатия, изменяющему степень сжатия и воздействующего на двигатель 4.Зависимость каждого из заданий от электрического сигнала на выходе регулятора частоты вращения двигателя устанавливается экспериментально исходя из условий оптимизации качества управления.Величина корректирующего сигнала по действительной частоте вращения двигателя для каждого регулятора выбирается также по результатам экспериментов. Величины корректирующих сигналов по производным выбираются экспериментально.При изменении частотного или на рузочного режима происходит изменение электрического сигнала на выходе егулятора частоты вращения двигателяизменяется продолжительность впрыскивания, одновременно при изменении электрического сигнала на выходе регулятора частоты вращения происходит изменение задания регулятором опережения впрыскивания, давления топлива в аккумуляторе, закона подачи, числа работающих цилиндров и пропусков подач в них, давления наддува, Фаз газораспределения, геометрической степени сжатия, а также производится коррекция задания по действительной частоте вращения двигателя, что позволяет поддерживать оптимальное сочетание параметров впрыскивания и воздушного заряда на всех режимах работы двигателя. Введение сигналов по производным улучшает качество переходных процессов. При рассмотрении предлагаемого способа управления двигателем с электроуправляемыми форсунками в составе аккумуляторной системы топливоподачии с электронным управляющим устройством необходимо учитывать то, чтоопределяющим (базовым) каналом регулирования в электронном управляющем устройстве выбран канал по регулированию частоты вращения двигателя,который определяет величину цикловойподачи топлива на всех известных режимах работы двигателя; основным режимом работы двигателя для построенияалгоритма Функционирования электронного управляющего устройства выбраннагруэочный (постоянная частота вращения), на котором в наибольшей степени и практически пропорциональномощности двигателя меняется величинацикловой подачи топлива; особенностью 10функционирования известных электронных автоматических регуляторов частоты вращения является то, что на выходе их формируется управляющий электрический сигнал С, определяющий 15практически однозначно продолжительность впрыскивания топлива.Электрический сигнал й по каналурегулирования частоты вращения изменяется в различной степени не только 20от изменения нагрузки двиг ателя, но иот изменения частоты вращения на установившихся частотно-нагрузочных режимах и в переходных процессах (сброс -наброс нагрузки), т.е.является 25функцией состояния (режима работы)двигателя,Таким образом, вместо известногоспособа одновременного раздельного(независимого) управления (регулирования) параметрами; частота вращения,опережение и давление впрыскиваниятоплива, закон подачи топлива, давление наддувочного воздуха, степеньсжатия, число работающих цилиндровдвигателя и порядок пропусков подачитоплива в них предлагается путем автоматического выбора совокупностинаилучших значений рабочих параметров двигателя устанавливать заданияэлектронным автоматическим регуляторам указанных параметров соответственно мгновенному значению управляющего электрического сигнала.Причем на установившихся нагрузочных режимах область значений каждого из заданий определяется зависимостьюТ 1 =А +В Т,где Т - относительное мгновенное3значение сигнала С , определяемоекак отношение текущего значения С,к номинальному значению й(на номинальном нагрузочном режиме) конкретного двигателя, Наименьшее допустимое значение Т , должно обеспечивать работу двигателя на холостом ходу при номинальной частоте вращения,наименьшем часовом расходе топлива,наилучших показателях дымности и ток-,сичности, а также при устойчивой цикловой подаче топлива электроуправляемыми форсунками двигателя, Так, длядизеля 12 ЧН 18/20, где Су0,7 мс,А Вщ - коэффициенты, зависящиеот параметра, который подвергаетсярегулированию, и диапазона его регулирования, определяемого конструкцией двигателя и исполнительного устройства данного регулятора,Зависимость задания опережениявпрыскивания топлива (фиг. 2) описывается уравнением-о,оТ, =0,44 +(0,56+0,2)Т, при этом наименьшее значение угла опережения при Т=0,28 равно 20 п.к.в что в относительных величинах задания соответствует 0,6 и Т =0,28.Зависимость задания давления впрыскивания топлива Рсц, (давление топлива в аккумуляторе) (Фиг. 3) описывается уравнением при этом наименьшее значение давления в аккумуляторе равно 30,0 ИПа при Т ; =0,28, что в относительных величинах соответствует 0,5,Зависимость задания давления наддува (Р) (фиг, 4) описывается уравнениемТз =0,75 Ооз + (025+од в ) ТЦ э при этом наименьшее значение давления наддува равно 1 03 кгс/см при ТЭ 3 ьв =0,28, что в относительных величинах соответствует 0,82.Зависимость задания количества работающих цилиндров (аналогично пропускам подач топлива) д (фиг5) описывается уравнениемТ =(2,1 или 1,5) Т - (0,26 или 0,1), при этом количество работающих цилиндров, например, для двигателя12 ЧН 18/20 принято 4 при Т,; = 0,28, 6, 8, 10 и 12 при Ту 3 0,6, что соответствует в относительных величинах 0,33, 0,5, 0,67, 0,82 и 1,0,Зависимость задания закона впрыскивания топлива, показанная на фиг.6, где позицией 12 обозначен однофазный, позицией 13 - ступенчатый и позици1257602 ей 14 - двухфазный,нением сигнал, определяющий продолжительность впрыскивания топлива, опережения и давления впрыскивания, закона подачи топлива, давления наддувочного воздуха, числа работающих цилиндров двигателя и порядка пропусков подачи топлива в них, угла перекрытия клапанов и степени сжатия,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества управления двигателем путем автоматическоговыбора совокупности оптимальных значений рабочих параметров двигателя,устанавливают задания автоматическимрегуляторам опережения и давления,впрыскивания, закона подачи топлива,давления наддувочного воздуха, числаработающих цилиндров двигателя и порядка пропусков подачи топлива в них,степени сжатия соответственно мгновенному значению управляющего (выходного) сигнала автоматического регулятора частоты вращения, причем наустановившихся нагрузочных режимахобласть значений каждого из заданийопределяется зависимостьюТ, =А,+В Т,где коэффициенты А и В составляют прирегулировании каждого из параметровсоответственно для опережения впрыскивания 0,390,5 и 0,760,36; длядавления впрыскивания 0,20,4 и1,040,35; для давления наддува0,750,67 и 0,250,53; для количества работающих цилиндров -0,26 или-0,1 и 2,1, или 1,5 для 0,28Т с 0,6;для закона впрыскивания топлива 0 или 1,или 2,0 и 1,7, или 1,25 или 1,0 соответственно для 0,28Т 0,6; или0,6 ы Т(0,8 или 0,8Т с 1,0; для угла перекрытия клапанов от -0,25до -0,44 и 1,251,94; для степенисжатия 1,21,1 и от -0,69 до,22,на частичных режимах выполняют дополнительную коррекцию каждого из заданий перечисленным автоматическим регуляторам по действительному значениючастоты вращения двигателя, а припереходных процессах выполняют такжеи коррекцию каждого из заданий перечисленным автоматическим регуляторамописывается уравформула и зобр етения Способ управления двигателем внутреннего сгорания с электроуправляемыми форсунками в составе топливной аппаратуры и с электронным управляю щим устройством включающий одновременное раздельное регулирование частоты вращения двигателя, в процессе выполнения которого вырабатывается управляющий (выходной) электрический 55 по производным от изменяющегося управляющего (выходного) сигнала автоматического регулятора частоты вращения.+Вгде для 0,28 й Т 0,6 А=О, В=1,7 5для 0,6Тс 0,8 А=1,0, В=1,25;для 0,8 - Т с 1,0 А=2,0, В=1,0,при этом однофаэный закон впрыскивания топлива организуется условно от 0и Т О 28 ф что в относительныхвеличйнах больше О,Зависимость задания угла перекрытия Впускных и выпускных клапанов 6 рр(фиг. 7). описывается уравнениемФ 0,69 Ф 09 15Т=(1,25 ) Т - (0,25),при этом наименьшее зйачение углааперекрытия клапанов равно 10 п.к,впри Т , =0,28, что соответствуетв относительных величинах 0,1,Зависимость задания степени сжатия(фиг. 8) описывается уравнениемпри этом наименьшее значение Е равно 8 при Т =1,0, что соответствуетв относительных величинах 0,5.При работе двигателя на частотахвращения отличных от номинальнойчастоты должна выполняться коррекция30каждого из полученных заданий перечисленным регуляторам по действительному значению частоты вращения, т.е.с выбранным коэффициентом пропорциональности относительно Я к /намПри работе двигателя на переходных процессах, например при мгновенном сбросе - набросе нагрузки, должна выполняться также и коррекция каждого из полученных заданий перечисленным регуляторам практически пропорционально производной от резкоизменяющегося управляющего сигнала т.1257602 О,та ту Составитель Н.ПатрахальцевТехред А. Кравчук Корректор В. С тор А.Лезнин я Заказ 4916/45 оизводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4 Тирж 8 НИИПИ Государст по делам изоб 13035, Москва, 6 Подписное енного комитета СССР етений и открытий