Устройство для автоматического управления двигателем внутреннего сгорания на стенде Советский патент 1985 года по МПК F02D37/00 

73

10

00

со оо

NU

8

12

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НА СТЕНДЕ, содержащее последовательно ,,J единенные датчик частоты вращения, ограничитель, усилитель, триггер, преобразователь частота-напряжение и исполнительный механизм по скорости и компенсатор, выход которого подключен к преобразователю частота-напряжение, отличающееся тем, что, с ц&пью повышения быстродействия и точности регулирования, устройство дополнительно содержит последовательно соединенные датчик нагрузочного момента, вычитающий элемент и исполнительный механизм по нагрузке и источник опорных напряжений, подключенный выходом к второму входу вычитающего элемента, причем вход компенсатора подключен к выходу вычитающего элемента.

(риг.1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для автоматического управления двигателем внутреннего сгорания на стенде.

Известно устройство для автоматического управления двигателем внутреннего сгорания на испытательном стенде, содержащее датчик частоты вращения, датчик нагрузочного момента, два вычитающих элемента, исполнител рный механизм по скорости и исполнительный механизм по нагрузке 1.

Однако устройство не обладает достаточным быстродействием и точностью регулирования.

Известно также устройство для автоматического управления двигателем внутреннего сгорания, содержащее последовательно соединенные датчик частоты вращения, ограничитель, усилитель, триггер, преобразователь частота - напряжение и исполнительный механизм по скорости и компенсатор, выход которого подключен к преобразователю частота-напряжение 2.

Однако такое устройство, обеспечивая д(хпаточную лубину регулирования скорости, не обладает требуемым для стендовых испытаний быстродействием и точностью регулирования, так как не учитывает влияние изменения нагрузочного момента на частоту вращения.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности регулирования.

Указанная цель достигается тем, что устройство для автоматического управления дви|-ателем внутреннего сгорания на стенде, содержащее последовательно соединенные датчик частоты вращения., ограничитель, усилитель, триггер, преобразователь частота - -напряжение и исполнительный механизм по скорости и компенсатор, выход которого подключен к преобразователю частота - напряжение, дополнительно содержит последовательно соединенные датчик нагрузочного момента, вычитаюндий элемент и исполнительный механизм по нагрузке и источник опорного напряжения, подключенный выходом к второму входу вычитающего элемента, причем вход компенсатора подключен к выходу вычитающего элемента.

На- фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - выходные характеристики двигателя и нагрузочного устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 частоты вращения двигателя 2 внутреннего сгорания, ограничитель 3, усилитель 4, триггер 5, преобразователь б частота-напряжение и исполнительный механизм 7 по скорости и компенсатор 8, выход которого подключен к преобразователю 6 частота-напряжение, соединенные последовательно датчик 9 нагрузочного момента нагрузочного устройства 10,

вычитающий элемент 11, исполнительный механизм 12 по нагрузке и источник 13 опорного напряжения, подключенный выходом к второму входу вычитающего элемента II, приче.м вход компенсатора 8 подключен к выходу вычитающего элемента 11.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал датчика 1 частоты вращения вала, соединяющего двигатель 2 внутреннего сгорания и нагрузочного устройства 10, поступает на -вход ограничителя 3, который обеспечивает выравнивание по амплитуде всех импульсов, поступающих с датчика 1. Затем сигнал усиливается по амплитуде с помощью усилителя 4 и поступает на вход триггера 5, который преобразует усиленный сигнал в последовательность импульсов прямоугольной форм.ь той же частоты, что и усиленный сигнал. Полученная последовательность импульсов поступает на вход преобразователя 6 частота-напряжение, где после преобразования формируется аналоговый сигнал с а.мплитудой, пропорциональной входной частоте. Аналоговый сигнал поступает на вход исполнительного механизма 7 по скорости, перемещающий рычаг топливодозирующего органа двигателя 2 в зависимости от величины напряжения на своем входе. При увеличении частоты вращения выходного вала двигателя 2 увеличивается частота импульсов на выходе элементов датчика 1 частоты вращения двигателя 2, ограничителя 3, усилителя 4 и триггера 5, что приводит к увеличению напряжения на выходе преобразователя 6 частота- напряжения. На исполнительный механизм 7 поступает напряжение, приводящее к перемещению рычага топливодозирующего органа двигателя 2 в направлении, соответствующем уменьшению частоты вращения до заданной величины. Таким же образом протекают процессы регулирования при уменьшении частоты вращения двигателя 2, приводящие к установлению заданной величины частоты вращения двигателя 2. Для установления требуемой величины нагрузочного момента на валу двигателя 2 применено нагрузочное устройство 10. Сигнал о величине нагрузки формируется с помощью датчика 9 нагрузочного момента. Этот сигнал подается на вход вычитающего элемента 11, где происходит выработка сигнала рассогласования по нагрузке за счет вычитания напряжения установки, подводимое от источника 13 опорного напряжения. Сигнал рассогласования поступает на вход исполнительного механизма 12 по нагрузке, осуществляющего изменение входных параметров нагрузочного устройства 10 в соответствии с сигналом рассогласования, привода к установке заданной величины нагрузочного момента. Для повышения точности

и быстродействия системы регулирования установлен компенсатор 8.

Внешние характеристики движущего момента Мд (и;) двигателя 2 внутреннего сгорания и момента сопротивления Мс (), создаваемого нагрузочным устройством, 10, имеют вид, изображенный на фиг. 2, где h- положение рычага топливодозирующего органа двигателя 2, 0 - сигнал управления нагрузочного устройства 10. При необходимости перехода системы регулирования из TO4kH.A с координатами ( М в точку В с координатами й)г; М необходимо переместить рычаг топливодозирующего органа двигателя 2 на 20 единиц h и установить сигнал управления нагрузочным устройством, равный 0. В этом случае сигнал рассогласования по величине нагрузочного момента пропорционален величине ДМ М2-Mj. Если необходимо перевести систему регулирования из точки С в точку В, необходимо переместить рычаг топливодозирующего органа на 10 единиц h. При этом начальный сигнал рассогласования по величине нагруfi,

fi

().

зочного,момента равен нулю, т. е. Мс Мв Мг, а сигнал рассогласования по частоте вращения такой же, как и в предыдущем случае ( (й)д ой), т. е. чем больше сигнал рассогласования по величине нагрузочного момента на валу двигателя 2, тем большая величина перемещения топливодозирующего органа двигателя 2 необходима для выхода на требуемый режим, поэтому на выход компенсатора 8 подается сигнал рассогласования по нагрузке с выхода вычитающего элемента 11. Компенсатор 8 осуществляет нелинейное преобразование сигнала, обеспечивающее учет влияния величины &М на положениерычага топливодозирующего органа двигателя 2. Воздействуя на преобразователь 6 частота-напряжение, этот сигнал складывается с выходным сигналом Преобразователя, обеспечивая большее или меньщее перемещение рычага топливодозирующего органа двигателя 2. Таким образом, реализация изобретения позволяет повысить быстродействие и точность регулирования.

в,

О)

ш.

fpuz.Z