Аналоговое устройство ограничения расхода топлива Советский патент 1983 года по МПК F02D1/02 

Изобретение относится к автоматизации дизельных силовых установок и может быть использовано на групповых установках главных судовых дизелей с автоматизированным дистанционным управлекием.

Известно устройство ограничения расхода топлива, содержащее датчик температуры отходящих газов и исполнительный механизм, связанный с рейкой топливного насоса (jQ .

По своему конструктивному испо тнению известное устройство может контролировать степень загрузки,а значит и грасход топлива на двух энергетических режимах работы дизеля.. Причем один из. указанных режимов предусматривает работу дизеля с Перегрузкой, т.е. ограничитель температуры допускает перерасход топлива и перенапряжение отдельных узлов дизеля в динамике..

Цель изобретения - исключение пе|рерасхода топлива в момент перёгрузки на любом из режимов работы дизеля

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчик температуры отходящих газов и исполнительный механизм, связанный с рейкой топливного насоса, дополнительно снабжено датчиком частоты вращения и аналоговым блоком сравнения, Причем датчики температуры газов и частоты вращения подключены JK аналоговему блоку сравнения, выход .которого связан с исполнительным механизмом.

Кроме того, исполнительный механизм снабжен захватом рейки топливного насоса.

На фиг.1 изображена принципиальная, схема аналоговогоустройства (пневматический вариант); на фиг.2 винтовая характеристика дизеля; на фиг.З - график зависимости аналоговых сигналов при изменении нагрузки дизеля.

Устройство включает в себя датчик 1 частоты вращения, датчик 2 температуры отходящих газов, аналоговый блок 3 сравнения и исполнительный мехнизм 4. Исполнительный механизм связан с рейкой 5 топливных нacocoв и снабжен захватом б с микровыключа- лем 7 и штоком 8. Выход датчика 1 частоты вращения, соединен с отрицательной по/Йстью аналогового блока 3 сравнения через дроссель 9.

При отсутствии перегрузки анализируемые блоком сравнения величины аналоговых сигналов датчиков 1 и 2 равны и на выходе аналогового блока 3 сравнения сигнала нет. Шток исполнительного механизма 4 под воздействием пружины находится в левом положении.. При этом заслонка микровыключателя 7 нахопится в отжатом положении (на вых(5де микровыключателя

сигнала нет), .а захват б - в свободном состоянии, в результате, чего шток 8 может свободно перемещаться вместе с рейкой топливных насосов дизеля.

При возникновении перегрузки дизеля величина аналогового сигнала датчика 2 температуры превышает величину сигнала датчика 1 частоты вращения. Разность аналоговых сигналов U ; - ( (-1 п) формирует корректирующий сигнал на выходе аналогового блока 3 сравнения, который воздействует на исполнительный механизм 4, перемещая его-шток вправо. В момент отрыва захвата б от корпуса исполнительного механизма 4 срабатывает микровыключатель 7, в рез.ультате чего рейка топливных насосов соединяется со штокс исполнительног механизма (в начале возникновения перегрузки) и в зависимости от. величины перегрузки соответственно перемещается исполнительным механизмом 4 в сторону снижения подачи топлива. При исчезновении перегрузки анализируемые параметры восстанавливгиот свои значения соответствующие винтовой характеристике., и . аналоговые сигналы становятся равны друг другу. При этом корректирующий сигнал аналогового блока 3 сравнения исчезает, и шток исполнительного механизма 4 под действием пружины Смещается влево. В.конце хода штока исполнительного механизма . захват б при помощи микровыключателя 7 освобождает шток 8,и с этого момента положение рейки 5 топливных насосов переходит в зависимость от воздействия на нее регулятора дизеля.

Алгоритм устройства выполнен с учетом винтовой характеристики дизеля. Пример такой характеристики для дизеля приводится на графике (см.фиг фиг.2), .где кривая Р - винтовая характеристика для длительного отбора мощности с Перегрузкой, а кривая Р, без перегрузки - при фиксированной частоте вращения. Пунктирные линии определяют температуру отходящих газов (i Of;; газ ) сплошные кривые нагрузку дизеля (Не).

Например, требуется определить температуру отходящих газов при пол ной нагрузке и заданной частоте вращения . Для этого на оси абсцисс находится точка, соответствующая данно частоте вращения, и через нее проводится прямая до пересечения с кривой Pj. Перемещением от полученной точки пересечения по пунктирной линии (параллельно ей) определяется искомая температура. Таким образом, при текущей нагрузке дизеля каждой точке диапазона измерения частоты вращения соответствует своя точка диапазона изменения температуры. Эта зависимос

является основанием алгоритма устройства, так как эти параметры характеризуют расчетную нагрузку и расход топлива дизеля..

.Устройством осуществляется непрерывный анализ вышеуказанных параметров на предмет соответствия их винтовой характеристике. Для этого анализируемые параметры ( П , t ). преобразуются с помощью датчиковчастоты вращения и температуры отходящих газов в .аналоговые сигналы, равные по величине и противоположные по знаку

На графике (см.фиг.3) показана зависимость аналоговых сигналов при измен.ении нагрузки дизеля, где ( ( + 1) - соответственно аналоговые сигналы от датчиков частоты вращения и температуры. . .

.На оси абсцисс ртложены диапазоны изменения оборотовдизеля и температуЕЫ отходящих .газов в масштабе, соответствующем винтовой характеристике На оси ординат, выраженной в относительных единицах, аналоговые сигналы непрерывно сравниваются. Восстановив Перпендикуляры на оси абсцисс в точках величин - указанных параметров до пересечения их с прямыми (-«п) (Ч-it) г получим равные по величине отff

резки, о чем свидетельствует равенство проекций этих отрезков на оси ординат. . . .

Постоянное равенство аналоговых сигналов на всем д{1апазоне изменения Нагрузки соответствует работе дизеля о винтовой .характеристике без пере-йсога трплива;

-При возникновении Перегрузки появляется дополнительный pacx(5i; энергии, так как рейка топливных насосов-перемещается на; увеличение подачи то1В1йв.а. в то время как частота вращения в результате дейс.твия всережимного регулятора не меняется. В результате увеличенной (по сравнению с номинальной) подачи топлива температура отходящих газов повышается, и величины

аналоговых сигналов расходятся, образуя величину А; (+1) - (,) , которая преобразуется аналоговым блоком сравнения в корректирующий сигнал, воздействующий через исполнительный механизм на рейку топливных насосов,

еремещая ее в сторону уменьшения подачи топлива.

Предлагаемое изобретение позволяет увеличить моторесурс дизеля и предотвратить перерасход топлива.

1 i. АНАЛОГОЮЕ УСТРОЙСТВО 1)ГРАНИЧЕНИЯ РАСХОда ТОЙПИВА, содер-. жащеё датгчик температура отходящих Г&збв и исЗПоднителышй мехакмзм, свя-, занный с рейкой топливного насоеа, отличающееся тем, что, с целью исключения перерасхода топлива в момент переогрузки, оно дополнительно снабжено датчиком частоты вращения и аналоговьм .блоком сравнения, причем датчики температуры газов и частоты вращения Подключены к аналоговому блоку сравнений, выход которого связан с исполнительным механизмом. . ,, - .. 2. Устройство оо П.1, о т л и ч а ю щ е ее я тём что исполнительный механизм снабжен захватсш рейки топливного насоса. СО 00 4 Ч о: