Регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК F02D5/00 

СП

а

со Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к устройствам для регулирования частоты вращения двигателя внутреннего сгорания. Известен регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, содержащий последовательно соединенные чувствительный элемент, усилитель выходного сигнала и исполнительный орган, а также масштабный усилитель, неинвертируемый вход которого подключен к вьгходу чувствительного элемента, а выход к нелинейному звену, подключенному своим выходом ко входам интегратора и нелинейного преобразователя, причем выход интегратора подключен к инвертируемому входу масилтабного усилителя, а выход нелинейного преобразователя ко второму входу усилителя выходного сигнала 11. Однако известный регулятор имеет низкое быстродействие, так как время подачи в двигатель максимально возможного количества топлива не зависит от постоянной времени регулирования, которое изменяется при изменении режима работы двигателя, т. е. оптимальная настройка регулятора возможна лишь Б какой-то одной точке диапазона регулирования. Цель изобретения - повышение быстродействия регулирования. Указанная цель достигается тем, что регулятор частоты вращения внутреннего сгорания, содержащий последовательно соединенные чувствительный элемент, усилитель выходного сигнала и исполнительный орган, а также масштабный усилитель, неинвертируемый вход которого подключен к выходу чувствительного элемента, а выход к нелинейному звену, подключенному своим выходом к входам интегратора и нелинейного преобразователя, причем вЫход интегратора подключен к инвертируемому входу масштабного усилителя, а выход нелинейного преобразователя ко второму входу усилителя выходного сигнала, дополнительно содержит вычислительное устройство определения постоянной времени переходного процесса двигателя, снабженное тремя входами и одним выходом, датчик нагрузочного момента и датчик положения рычага топливодозирующего органа, а интегратор выполнен с дополнительным входом, причем выход вычислительного устройства подключен к дополнительному входу интегратора, а входы вычислительного устройства подключены к датчикам нагрузочного момента и положения рычага топливодозирующего органа, и к выходу чувствительного элемента. На чертеже представлена функциональная схема регулятора частоты вращения двигателя внутреннего сгорания. 1 3 Регулятор содержит чувствительный элемент 1, усилитель 2 выходного сигнала, исполнительный орган 3, воздействующий на топливодозирующий орган двигателя 4, масщтабный усилитель 5, нелинейное звено 6в виде реле, нелинейный преобразователь 7с зоной нечувствительности, интегратор 8с регулируемой постоянной времени, вычислительное устройство 9 определения постоянной времени переходного процесса двигателя 4, датчик 10 нагрузочного момента и датчик 11 положения рычага топливодозирующего органа двигателя 4. Регулятор работает следующим образом. В установившемся режиме частота вращения двигателя 4 поддерживается постоянной с помощью исполнительного органа 3, на вход которого через усилитель 2 поступает сигнал, пропорциональный отклонению частоты от уставки 1/5, с выхода чувствительного элемента 1. При этом сигнал на выходе нелинейного преобразователя 7 равен нулю, так как при медленном изменении входного сигнала Ugx. масштабного усилителя 5, в силу конечного значения коэффициента усиления в зоне нечувствительности нелинейного звена 6, интегратор 8 компенсирует этот сигнал. То же самое происходит и при резких изменениях входного сигнала UBJC чувствительного элемента 1, если величина этого сигнала не превышает уровня, определяемого зоной нечувствительности нелинейного звена 6. При резких изменениях входного сигнала Usr, превышающих выбранную чувствительность схемы, на выходе нелинейного звена 6 устанавливается напряжение насыщения UBX, при котором темп изменения компенсирующего сигнала UH на выходе интегратора 8 определяется величиной выходного сигнала вычислительного устройства 9. Алгоритм работы вычислительного устройства 9 определяется по формуле для вычисления постоянной времени переходного процесса частоты вращения двигателя под нагрузкой где - приведенный момент инерции вращающихся масс к валу двигателя;Ле. -момент сопротивления на валу двигателя; Мд-движущий момент двигателя; UL1 -частота вращения двигателя. При конкретных зависимостях М.е. () и Мд.(и)). по входным данным W, Мд и величины угла поворота рычага топливодозирующего органа двигателя, согласно приведенной формуле вычислительным устройством 9 определяется величина TQ, которая и определяет постоянную времени интегратора 8.

При этом нелинейный преобразователь 7 находится в состоянии, соответствующем насыщению нелинейного звена 6. Такое состояние схемы сохраняется до тех пор, пока темп изменения входного сигнала йад не станет меньще темпа изменения компенсирующего сигнала интегратора 8, после чего по мере уменьшения выходного сигнала масштабного усилителя 5, нелинейное звено б выходит из состояния насыщения и вся схема возвращается в исходное положение.

При каких-либо суш.ественных изменениях частоты вращения двигателя на вход усилителя 2, кроме сигнала Цф, пропорционального этому изменению частоты вращения, поступает управляющий импульс, который существует до тех пор, пока частота вала не достигнет прежнего либо нового установившегося значения. При этом в двигатель подается максимально возможное количество топлива. Максимально возможное количество топлива поступает в двигатель в течение периода времени, вычисленного с учетом величины нагрузки и величины рассогласования по скорости, т. е. оптимальном в смысле быстродействия и точности регулирования, в связи с чем время регулирования системы значительно сокращается.

Таким образом, реализация изобретения позволяет повысить быстродействие регулирования.

РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий последовательно соединенные чувствительный элемент, усилитель выходного сигнала и исполнительный орган, а также масштабный усилитель, неинвертируемый вход которого подключен к выходу чувствительного элемента, а выход к нелинейному звену, подключенному своим выходом к входам интегратора и нелинейного преобразователя, причем выход интегратора подключен к инвертируемому входу масштабного усилителя, а выход нелинейного преобразователя - к второму входу усилителя выходного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия регулирования, в регулятор дополнительно введены вычислительное устройство определения постоянной времени переходного процесса двигателя, снабженное тремя входами и одним выходом, датчик нагрузочного момента и датчик положения рычага топливодозирующего органа, а интегратор выполнен с дополнительны.м входом, причем выход вычислительного устройства подключен к дополнительному входу интегратора, а входы вычислительного устройства подключены к датчикам нагрузочного моменс та и положения рычага топливодозирующего органа и к выходу чувствительного э.те(Л мента.