Способ регулирования эксплуатационных характеристик двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК F02D31/00 

2.Устройство для регулирования эксплуатационных характеристик двигателя внутреннего сгорания, содержащее исполнительный орган,, связанный

с коленчатым валом, отличающееся тем, что, с целью повышения топливной экономичности, оно снабжено датчиком мгновенной 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 сигнал.а фактической частоты вращения, причем первый вход ;/ блока сравнения фаз подсоединен к выходу датчика мгновенной фактической частоты вращения коленчатого вала, 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, отличающее ся тем, что оно снабжено генератором с регулируемым напря/..анием, вход, которого при помощи интеграторов связан с первым входом блока сравнения фаз, а выход - с вторым выходом блока сравнения фаз, блок усреднения значений фактической частоты вращения выполнен в виде дополнительного генератора с регулируемнм напряжением, связанного с двумя из указанных интеграторов.

4; Устройство по пп. 2 и 3, о т л и чающее ся тем, что оно снабжено регулируемым источником тока, связанным с выходом второго интегратора.

5.Устройство по пп. 2-4, отличающееся тем, что оно снабжено полупроводниковым реле с конденсатором и управляющим электродом, связанным с вторым выходом блока сравнения фаз, причем конденсатор связан с регулируемым источником тока,.

6,Устройство по пп. 2-5, отличающееся тем, что связанные с дополнительным генератором интеграторы выполнены в виде пассивных конструкционных элементов - резистора и конденсатора, а интегратор - в виде операционного усилителя и интегрирующего конденсатора, причем первый интегратор связан с вторым выходом блока сравнения фаз.

1. Способ 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, отличающийся тем, что, с целью повышения топливной экономичности, в качестве одного из регулируемых параметров выбирают неравномерность вращения коленчатого вала, формируют эталонный сигнал частоты вращения и сигнал фактической частоты Вращения, вычисляют фактическую неравномерность частоты вращения как разность между эталонным сигналом и сигналом фактической частоты вращения, сравнивают эту разность с заданной неравномерностью вращения коленчатого вала, по резуль тату сравнения вырабатывают корректирующий импульс и передают последний на исполнительный орган управляющего устройства для изменения состава смеси. О) о ю

Изобретение относится к автоматическрму регулированию двигателей внутреннего сгорания.

Известны способы регулирования эксплуатационных характеристик двигателя внутреннего сгорания путем измерения частоты вращения, определения неравномерности вращения и изменение состава рабочей смеси по нескольким регулируемым параметрам воздействием на исполнительный орган управляющего устройства Ci.

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

составных элементов в отработавших rasaj и небольшой расход топлива. При этом наблюдается колебание давле ния в цилиндрах двигателя. Отдельные

элементы распределения давления определяются неконтролируемыми эксплуатационными параметрами двигателя внутреннего 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 другие мешающие влияния, например, за счет колебаний массы кривошипно-шатунного механизма, неровностей полотна дороги, по которой движется автомобиль, или других усилий, действующих на блок дклиндров двигателя внутреннего сгорания .

Указанные колебания, сказывающиеся на нормальном распределении давления в цилиндре двигателя внутреннего сгорания и выражающиеся в колебаниях угловой скорости коленчатого вала, можно было бы устр.анить за счет применения фильтров низких частот. Но, так как двигатель внутреннего сгорания должен работать в широком диапазоне частоты вращения, то трудно подобрать фильтры, которые одинаково подходили бы-как для низкой, так и для высокой частоты враще ния. Цель изобретения - повышение топливной экономичности. Поставленная цель достигается сог ласно способу 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 в качестве одного из регулируемых параметров выбирают неравномерность вращения коленчатого вала, формируют эталонный сигнал частоты вращения и сигнал фактической частоты вращения, вычисляют фак тическую неравномерность частоты вращения как разность между эталон-ы ным сигналом и сигналом фактической частоты вращения, сравнивают эту разность с заданной неравномерностью вращения коленчатого вала, по резул тату сравнения вырабатывают корректирующий, импульс и передают последний на исполнительный орган управляющего устройства для измерения. состава .см.еси, Устройство для осуществления cпoсоба, содержащее исполнительный орган, связанный с коленчатым валом, снабжено датчиком мгновенной фактической частоты вращения коленчатого вала, блоком сравнения фаз с дэумя входами и выходами, блоком усреднени значений фактической частоты враще- ния, блоком сравнения разности мгно венной и усредненной частоты вращения с двумя входами, задатчиком эталонного сигнала фактической частоты вращения, причем первый вход блока сравнения фаз подсоединен к выходу датчика мгновенной фактической частоты вращения коленчатого вала, вто рой вход - к блоку усреднения значе ний фактической частоты вращения, первый выход блока сравнения фаз к первому входу блока сравнения раз ности мгновенной и усредненной частоты вращения, второй вход которого связан с задатчиком эталонного сигнала фактической частоты вращения, а выходблока сравнения разности мгновенной и усредненной частоты вр щения связан с исполнительным органом управляющего устройства для изменения состава смеси. Кроме того, устройство снабжено генератором с регулируемым напряжением, вход которого при помощи интеграторов связан с первым входом блока сравнения фаз, а выход - с. вторым выходом блока сравнения фаз, блок усреднения значений фактической частоты вращения выполнен в виде дополнительного генератора, с регулируемым напряжением, связанного с двумя из указанных интеграторов, Устройство снабжено регулируемым источником тока, связанным с выходом второго интегратора. Устройство снабжено полупроводниковым реле с конденсатором и управляющим электродом, связанным с вторым выходом блока сравнения фаз, причем конденсатор связан с регули- руемым источником тока. Связанные с дополнительнымгенератором интеграторы выполнены в виде пассивных конструкционных элементов - резистора и конденсатора, а третий интегратор - в виде операционного усилителя и интегрирующего конденсатора, причем первый конденсатор связан с вторым выходом блока сравнения фаз. На фиг. 1 представлена диаграмма давления Р в цилиндре двигателя внутреннего сгорания в течение времени t; на фиг. 2 - изменение угловой скорости UJ в зависимости от времени t при определенных коэффициентах избытка воздуха оС.; на фиг. 3 схема устройства для реализации способа. Устройство содержи1 исполнительный орган, связанный с коленчатым валом -1, снабженным зубчатым венцом 2. Устройство снабжено датчиком 3 мгновенной фактической частоты вращения коленчатого вала, формирователем 4 прямоугольных импульсов, блоком 5 сравнения фаз с двумя входами и выходами, блоком усреднения значений фактической частоты вращения, блоком 6 сравнения разности : мгновенной и усредненной частоты вращения с двумя входами; задатчи-ком 7 эталонного сигнала фактической частоты вращения, причем первый вход блока 5 подсоединен к выходу датчика 3, второй вход блока 5 - к блоку усреднения, выход .блока 5 - к первому входу блока 6, второй вход которого связан с задатчиком 7, а выход блока 6 связан с исполнительным органом управляющего устройства для изменения состава смеси. Вход генератора 8 с регулируемым напряжением при помощи интеграторов связан с первым выходом блока 5,а выход с вторым входом блока 5. Блок усреднения значений фактической частоты вращения выполнен в виде дополнительного генератора с регулируемым напряжением (не показан), связанного с интеграторами 9 и 10. Регулируемый источник тока 11 в виде усилительног транзистора связан с выходом интегра тора 12. Полупроводниковое реле 13 с конденсатором 14 связано с вторым выходом блока 5, а конденсатор 14 с регулируемым источником тока 11. И теграторы 9 и 10 выполнены в виде резистора и конденсатора, интегратор 12 - в виде операционного усилителя и интегрирующего конденсатора 1 Устройсзтео снабжено резисторами 16-2 и регулируемыми резисторами 26 и 27. Резистор 27 связан с бистабильной ступенью 28 развертки и операционным усилителем 29. Провод 30 является со динительным. Способ осуществляется следующим образом. При прохождении зубчатого венца 2 мимо датчика 3.индуктируется сигнал. мгновенной фактической частоты враще ния, по которому измеряют частоту вр ще1ния, В качестве одного из регулиру мых параметров задают неравномерност вращения коленчатого вала. При помощи формирователя 4 формируют сигнал фактической частоты вращения в виде серии прямоугольных импульсов, подаваемых на первый вход блока 5 сравне НИН фаз. Интеграторы 9 и 10, а также подключенный -далее генератор с регулируемым напряжением и задатчик 7 вы дают эталонный сигнал частоты вращения на второй вхсд блока 5 сравнения фаз, В блоках 5 и 8 вычисляют фактическую неравномерность частоты враще ния в виде разности между сигналом фактической частоты вращения и этало ным сигналом. В блоке 5 сравнения фа сравнивают эту разность с заданной неравномерностью вращения, в результате чего на первом выходе блока 5 выдают сигнал, соответствующий изменению частоты вращения, с учетом зна ка. На выходе интегратора 10 выдают сигнал, соответствующий угловому ускорению. После повторного интегрирования этого сигнала на выходе интегратора 12 получают корректирующий импульс, который соответствует числу оборотов. Этот импульс через диод передается на усилительный транэистор, выходной электрод которого связан с управляющим электродом регулируемого источника тока 11. В зависимости от сигнала частоты вращения первый усилительный транзистор более или менее широко может регулироваться в открытом состоянии. Если, напри мер, частота вращения выше на выходе интегратора 12, то/создается более высокое напряжение. Это напряжение означает, .что ток через участок коллектор - Э|миттер усилительного тран13истора увеличивается так, что на коллекторе первого усилительного транзистора возникает более негативный сигнал, обусловливающий повышенное течение тока через участок-эмиттер-коллектор регулируемого источника тока 11 пропорционально частоте вращения. При возникающем на втором выходе блока 5 положительном сигнале полупроводниковое реле 13 блокируется и конденсатор 14 заряжается через источник тока 11. В связи с тем, что зарядный ток, проходящий через реле 13, пропорционален частоте вра-щения и конденсатор 14 может заряжаться только в том случае, если разность во 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 случае коммутационный участок реле 13 подключен параллельно через резистор- 20 и 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 и фактического значений частоты вращения и на выходе этого блока создают короткие 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 йходом set бистабильной ступени 28 развертки, она при поступлении импульсов от выхода блока 6 сравнения приводится в коммутационное положение, при котором на выходе бистабильной ступени 28 развертки возникает сигналов. При каждом тактовом импульсе,который снимается на коллекторе реле 13 переключанил наоборот бистабильная ступень 2В 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 знабистабильнойчит, что на вход