Способ управления тракторной моторно-трансмиссионной установкой Советский патент 1986 года по МПК F02D23/00 

Изобретение относится к области управления тракторной моторно-трансмиссионной установкой, в частности к управлению двигателем постоянной мощности.

Цель изобретения - улучшение экономических показателей моторно-трансмиссионной установки с электронным управлением при работе в режиме постоянной мопиюсти за счет более высокого качества регулирования мощности, которое обеспечивается реализацией строго гиперболической зависимости цикловой подачи от частоты вращения и поддержанием оптимального соотношения наддува и величины цикловой подачи топлива.

На фиг. изображена функциональная схема системь, управления, действующей по предлагаемому способу; на фиг. 2 - график задания уровней мощности Nj, Ng и Nj в функции времени; на фиг. 3 - зависимость частоты со вращения от величиш электрического сигнала Up на выходе регулятора частоты врап1ения; на фиг. 4 -- зависимость сигнала от действительного крутящего момента М.

Заданное значение мощности Nja в виде электрического сигнала нодается на вход де- лите.ля 1 и является делимы.м, на второй вход делителя подается электрический сигнал Up с выхода электронного регулятора 2 частоты вращения, воздействующий на топливную агп1аратуру 3 и определяющий величину цикловой подачи и крутящий момент. Этот сигнал является делителем.

Частное от деления - заданное значение частоты вращения -- с вь)|хода дели- те:1я нодается на вход электронного регулятора частоты вращения, на второй вход электрогшого регулятора частоты вращения нодается сигнал я с датчика частоты вра- пгения нала 4 двигателя. На выходе электрон ного регулятора частоты вращения формируется электрический сигнал Uo, определяю- нхий ве:1ичину цикловой подачи и воздейст вующий на топливную аппаратуру и на устройство, регулирующее наддув двигателя 5. Входными параметрами для дизеля 6 являются цикловая подача топлива, определяющая крутящий момент и давления надд) ваИоставленная це,ль достигается тем, что зада.иие в систему управления вводится в виде заданных значений мощности М. двигателя, при этом заданные значения частоты 4) вращения двигателя определяются в системе управления делением заданной мощности Naa на величину действительного крутяндего момента , который, как и цикловая подача, определяется электрическим сигпалом на выходе электронного автоматического регулятора частоты вращения Up по формуле

М,р - к Up, где к --- коэффициент нропорциональности.

0

Заданное значение частоты вращения определяется по формуле

а величина наддува устанавливается в функ

циона.дьной зависимости также от величины электрического сигнала на выходе электронного автоматического регулятооа частоты вращения и определяется по формуле

P f(Uf)

Вид функциональной зависимости устанавливается экспериментально при разработ ке двигателя.

При постоянно заданной мощности любое изменение крутящего момента на валу

5 двигателя или цикловой подачи топлива вызывает изменение заданной частоты вращения по гиперболическому закону. Одновременно с изменением цикловой подачи меняется наддув, что позволяет обеспечивать для каждого нагрузочного режима оптимальное

0 сочетание параметров подачи топлива и воздушного заряда и что позволяет улучшить показатели качества регулирования в переходных режимах такие как время пере- ход,ного процесса, величина перерегулирова5 ПИЯ.

Для аккумуляторных систем топливопо- дачи цикловая подача является функцией двух параметров - продолжительности впрыскивания и давления топлива в аккумуляторе. При постоянном давлении топ0 лива цикловая подача пропорциональна продолжительности впрыскивания, которая в электронных системах управления определяется электрическим сигналом на выходе регулятора частоты вращения Up. Так как крутящий момент М определяется цикловой подачей, т.е. продолжительностью впрыскивания, следовательно, он пропорционален электрическому сигналу на выходе регулятора частоты вращения M KUp.

В предлагаемом способе заданное значение частоты вращения определяется путем деления заданной мощности на величину действительного крутящего мо.мента, в качестве которого используется электрический сигнал с выхода регулятора частоты вращения, т.е.

Рассмотрим работу устройства, реализующего предлагаемый способ управления, пользуясь графически.ми зависимостями, свя- Q зывающими .между собой заданную мощность Njafl, частоту OJ вращения, электрический сигнал на выходе регулятора частоты вращения Up и крутящий момент М. Предположим, что задается три уровня .мощности, Nj, Nj и Nj причем ,N. В 5 зависимости от времени это выражается графиком, изображенны.м на фиг. 2.

Каждо.му значению мощности соответствует своя гипербола, связывающая между со5

0

5

бой частоту и вращения и величину электрического сигнала на выходе регулятора частоты вращения U

Эти зависимости представлены на фиг. 3.

На фиг. 4 йредставлена зависимость U$ от действительного крутящего момента М.

Величина электрического сигнала на выходе регулятора частоты вращения ограничена минимальным и максимальным значениями Uptnfn и .

Предположим, что в процессе работы момент нагрузки изменился от значения Ма. до значения Ms , причем Мд.. При этом значение электрического сигнала на выходе регулятора изменится и примет значение . На семействе гипербол фиг. 2 по гиперболе, соответствующей одному из заданных значений мощности N, N или Nj определится требуемая величина частоты а вращения. Возможные значения iJ лежат в области, ограниченной зависимостями У„ах и U)

Если величина частоты вращения, найденная по гиперболической зависимости, например, соответствующей Nj окажется меньще минимально допустимой . , то оператор перемещением педали или контроллера установит ноьое значение мощности Na NjH при этом установится автоматически новое значение частоты вращения.

Электронный регулятор частоты вращения и делитель могут быть реализованы в управляющей микроэвм, выполняющей наряду с функцией регулирования частоты вращения и мощности и другие функции, связанные с работой трактора, причем применение микроэвм позволяет унифицировать системы управления различных типов двигателей работающих в режиме постоянной мощности, где переход от системы управления одного типа двигателя к системе управления другого типа двигателя сводится к программному изменению коэффициента пропорциональности К и введению новой функциональной зависимости (Up).

Предлагаемый способ управления тракторной моторно-трансмиссионной установкой улучщает экономические показатели моторно-трансмиссионной установки за счет

более высокого качества регулирования мощности, которое обеспечивается реализацией строго гиперболической зависимости цикловой подачи топлива от частоты вращения и поддержанием оптимального соотнощения наддува и величины цикловой подачи в переходных и установивщихся режимах работы.

Применение микроЭВМ для регулирования частоты вращения и мощности по предлагаемому способу позволяет унифицировать системы управления различных типов двигателей, работающих в режиме постоянной мощности.

Формула изобретения

Способ управления тракторной моторно-трансмиссионной установкой, заключающийся в определении действительного крутящего момента и установлении величины наддува, осуществляемый с помощью микроЭВМ при установлении электронным автоматическим регулятором заданных значений частоты вращения двигателя, путем введения задания в систему управления и изменения электрических сигналов, управляющих цикловой подачей топлива, отличающийся тем, что, с целью улучщения экономических показателей моторно-трнасмиссион- ной установки при работе в режиме постоянной мощности, задание в систему управления вводится в виде заданных значений мощности двигателя, а заданные значения частоты вращения двигателя определяются в системе управления делением заданных значений мощности на величину действительного крутящего момента, в качестве которого используется значение электрического сигнала с выхода электронного автоматического регулятора частоты вращения, определяющего величину цикловой подачи топлива в данный момент времени, а величину наддува устанавливают в зависимости от

электрического сигнала на выходе электронного автоматического регулятора частоты вращения, определяющего цикловую подачу топлива в соответствии с определенной экспериментально для каждого типа двигателя зависимостью величины наддува от величи

ны цикловой подачи.

Vjae

л з

,г

1

cpas.Z

Upmini Vpa 2 Upf 3 Up, Up сриг.З

Изобретение относится к двигателе- строению и может быть использовано в электронных системах автоматического управления. Цель изобретения - улучшение экономических показателей двигателей. При работе двигателя с управлением от микроЭВМ и электронного регулятора частоты вращения задают постоянные величины мощностей. Необходимую частоту вращения определяют делением задания на фактический момент. При этом по заранее экспериментально определенным характеристикам устанавливают связь наддува, цикловой подачи и частоты вращения 4 ил. ts: СП ю 05 ОО

I

1 Ma

-f

Af

Составитель Н. Патрахальцев

Редактор А. РевинТехред И. ВересКорректор В. Бутяга

Заказ 4895/29Тираж 523Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг.4