Устройство для регулирования дизель-генератора Советский патент 1988 года по МПК F02D23/02 F02D33/02 

а

(Л

.

00 О СП

сигнала в перемещение, органом разрыва кинетической связи регулятора 4 частоты вращения с рычагом 7, Орган разрыва вьшолнен в виде электромагнитного клапана со штоком, который сопряжен с регулятором 4. Схема 1 5 с вычитающим входом включена между датчиком 22 нагрузки и диодом 14. Вычитающий вход схемы 15 связан С выходом усилителя 19. Выход схемы 15 связан с входом схемы 16, первьй которой связан с обмоткой элек ромагнитного клапана, а второй выход связан с первым входом обмотки преобразователя 21. Второй вход преобразователя 21 связан с выходом датчика 22 нагрузки. Шток преобразова- теля 21 кинематически связан с рейкой 5 топливного насоса. Такое устройство исключает перерасход топлива и воздуха, так как переходные процессы, вызванные набросом нагрузки, протекают с достаточным количеством топлива и воздуха, а расходы топлива и воздуха всегда согласованы с величиной нагрузки. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Цель изобретения - повьшение точности регулирования на переходных режимах. Устройство снабжено схе - мой 15 сравнения, дополнительной пороговой схемой 16, дополнительным преобразователем 21 электрического

1

Изобретение относится к двигате- естроению, в частности к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение точности регулирования на переходных режимах.

На чертеже представлена схема устройства.

Дизель 1 снабжен турбокомпрессо- JPOM 2, подключенным к наддувочному ресиверу 3. Регулятор 4 частоты вращения связан с рейкой 5 насоса подач топлива в цилиндры 6 дизеля через рычаг 7. Источник 8 сжатого воздуха подключен к магистрали 9 подачи до- полнительного воздуха через запорный орган 10, который вьтолнен в виде золотника 11 с приводом от штока 12 первого электродинамического преобразователя 13.

Первый вход обмотки первого электродинамического преобразовате- ля 13 соединен через первьй диод 14 с выходом схемы 15 сравнения и входом второй пороговой схемы 16, а через второй диод 17 - с первым выходом первой пороговой схемы 18. Вто- рой вход обмотки первого электродинамического преобразователя 13 соединен с вторым вькодом первой пороговой схемы 18. Вход последней соединен с входом усилителя 19 и выходом датчика 20 частоты вращения турбокомпрессора.

Суммирующий вход схемы 15 сравне- ния соединен с вторым входом второго электродинамического преобразователя 21 и выходом датчика 22 нагрузки. Вход последнего соединен с якорной обмоткой генератора 23, вал которого связан с валом дизеля 1. Первый вход второй пороговой схемы 16 соединен с первым входом второго элетродинамического преобразователя 21, шток которого соединен с рейкой 5 насоса подачи топлива в цилиндры 6.

Дополнительное плечо рычага 7 жестко связано с первым контактом 24. Второй контакт 25 через пружину 26 связан с выпуклой головкой 27, которая сопряжена с подвижным упором 28 ограничителя 29 перемещения рейки 5 насоса подачи топлива. Ограничитель 29 выполнен с приводом от датчика 30 давления воздуха, которьй сообщен с магистралью 9 через канал 31 и ресивером 3 через обратный клапан 32. Первый вход второй пороговой схемы 16 соединен с вторым входом обмотки электромагнита 33. Сердечник 34 последнего посредством штока 35 сопряжен с регулятором 4 частоты вращения и плечом 36 рычага 7.

Устройство работает следующим образом.

При запуске двигателя регулятор 4 резко увеличивает подачу топлива, поворачивая рычаг 7 против часовой стрелки, что приводит к перемещению дополнительного плеча также против

часовой стрелки вместе с первым контактом 24 до соприкосновения с подвижным упором 28 ограничителя 29. При запуске двигателя вторая пороговая схема 16 вьфабатывает напряжение питания электромагнита 33, что вызывает перемещение штока 35 влево и захват плеча 36 рычага 7 регулятором 4.

В этом режиме на выходе первой пороговой схемы 18 вырабатьшается напряжение, которое через открытый второй диод 17 поступает на первый вход обмотки первого электродинамического преобразователя 13, причем величина этого напряжения соответствует максимальному перемещению штока 12 и золотника 11 вправо, что обеспечивает максимальную величину подачи дополнительного воздуха из источника 8 по магистрали 9 в цилиндры 6 дизеля 1 и по каналу 31 на датчик 30 давления наддува.

Под действием дополнительного воз- 25 нальную приращения нагрузки.

духа датчик 30 через ограничитель 29 хода обеспечивает перемещение подвижного упора 28 в сторону максимальной подачи топлива. Дополнительное плечо рычага 7, переместившись с первым контактом 24 до положения, определяемого ограничителем 29 хода, обеспечивает максимальную Подачу топлива. Дизель запускается. При достижении угловой скоростью турбоком- пр ее сор а -2 величины, равной ее значению на холостом ходу, первая пороговая схема 18 приходит в состояние, при котором напряжение на ее выходе становится равным нулю. Первый электродинамический преобразователь 13 обесточивается, что приводит к перемещению щтока 12 и золотника 11 в крайне левое положение, т.е. к перекрытию подачи дополнительного воздуха. После окончания запуска рычаг 7 и его дополнительное плечо, перемещаясь по часовой стрелке, занимают установившееся положение. Пружина 26 гасит резкие колебания дополнительного плеча рычага 7. I

При изменении нагрузки, например,

при ее увеличении, выходной сигнал датчика 22 нагрузки резко увеличивается, что приводит к возникновению положительного напряжения на вькоде схемы 15 сравнения, так как напряжение на выходе усилителя 19 соответствует оборотам турбокомпрессора,2 и.

30

35

40

Шток перемещает рычаг 7 часовой стрелки в сторону ув топливоподачи рейки 5 насоса читель 29 хода задает максим возможную цикловую подачу то при данном воздушном заряде ров и, в конечном счете, обе согласование топливододачи и снабжения.

В то же время, указанное ние на выходе схемы 15 срав рез открытый первый диод 14 на первый вход обмотки перво родинамического преобразоват вызьтая срабатывание органа крытия на подачу дополнитель духа. Но так как напряжение де схемы 15 сравнения пропор приращений нагрузки, то и ор 45 перекрытия обеспечивает вели дачи дополнительного воздуха точника 8, пропорциональную му набросу.

По мере раскрутки турбоко ра 2 (увеличившейся энергией ных газов дизеля 1) напряжен ходе усилителя 19 возрастает зывает соответствующее умень пряжения на выходе схемы 15 ния.

При обеспечении турбокомп 2 наддува, соответствующего не нагрузки, сигнал с выхода ля 19 превьшает сигнал с вых

50

55

из-за большой инерционности последнего, изменяется медленнее сигнала датчика 22 нагрузки.

Выходной сигнал схемы 15 сравнения вызьшает срабатывание второй пороговой схемы 16 таким образом, что на ее первом выходе напряжение становится равным нулю, т.е. обесточи0 вается обмотка электромагнита 33, в результате чего шток 35, перемещаясь вправо, выводит из зацепления регулятор 4 и плечо 36 рычага 7. В то же время вторая пороговая схема

5 16 через второй выход соединяет первый вход обмотки второго электродинамического преобразователя 21 с дбщей шиной питания устройства, что обеспечивает поступление напряжения на

0 него с выхода датчика 22 нагрузки через первый зажим его обмотки. Последнее вызывает перемещение штока второго электродинамического преобразователя 21 на величину, пропорцио0

5

0

Шток перемещает рычаг 7 против часовой стрелки в сторону увеличения топливоподачи рейки 5 насоса. Ограничитель 29 хода задает максимально возможную цикловую подачу топлива при данном воздушном заряде цилиндров и, в конечном счете, обеспечивает согласование топливододачи и воздухо- снабжения.

В то же время, указанное напряжение на выходе схемы 15 сравнения через открытый первый диод 14 поступает на первый вход обмотки первого электродинамического преобразователя 13, вызьтая срабатывание органа 10 перекрытия на подачу дополнительного воздуха. Но так как напряжение на выходе схемы 15 сравнения пропорционально приращений нагрузки, то и орган 10 5 перекрытия обеспечивает величину подачи дополнительного воздуха из ис точника 8, пропорциональную указанному набросу.

По мере раскрутки турбокомпрессора 2 (увеличившейся энергией выхлопных газов дизеля 1) напряжение на выходе усилителя 19 возрастает, что вы зывает соответствующее уменьшение напряжения на выходе схемы 15 сравнения.

При обеспечении турбокомпрессором 2 наддува, соответствующего величине нагрузки, сигнал с выхода усилителя 19 превьшает сигнал с выхода дат0

5

5

чика 22 нагрузки и на выходе схемы 15 сравнения получают отрицательное напряжение, что приводит к возврату второй пороговой схемы 16 в состояние, в котором оно находилось до на- броса нагрузки. Следовательно, подается питание на электромагнит 33, происходит соединение регулятора 4 с рычагом 7 и разрьшается цепь питания второго электродинамического преобразователя 21.

В то же время отрицательное напряжение с выхода схемы.15 уравнения не проходит через первьй диод 14, и за- норный орган 10 удерживает золотник 11 в состоянии перекрытия магистрали 9 от источника 8. Регулятор 4 обеспечивает перемещение рычага 7 по часовой стрелке в положение, соответству щее данной нагрузке.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает более высокие технико-экономические показателя дизель-генератора на переходных режи- мах вследствие того, что переходные процессы, вызванные набросом .нагрузки, протекают с достаточным количеством топлива и воздуха, а расходы топлива и воздуха всегда согласо- валы с величиной нагрузки., что исключает перерасход как топлива,- так и воздуха.

Формула изобретения Устройство для регулирования дизель-генератора с наддувом от турбокомпрессора, содержащее регулятор частоты вращения, связанньш через рычаг с рейкой топливного насоса, орган перекрытия магистрали подачи сжатого воздуха из дополнительного источника во впускной трубопровод дизеля, вьтолненный в виде золотника и снабженный приводом в виде пер0

r о

5

0

5

0

5

вого преобразователя электрического сигнала в перемещение, .подпружиненные контакты, связанные с рычагом и сопряженные с подвижным упором ограничителя давления воздуха во впускном трубопроводе, который подключен к датчику давления воздуха, датчик нагрузки генератора, связанный через первый диод с обмоткой первого преобразователя, датчик частоты вращения турбокомпрессора, выход которого связан с входами усилителя и первой пороговой схемой, первьй выход которой через второй диод связан с первым входом обмотки первого преобразователя, а второй выход связан с вторым входом первого преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования на переходньк режимах, устройство снабжено схемой сравнения , второй пороговой схемой, вторым преобразователем электрического сигнала в перемещение, органом разрыва кинематической связи регулятора частоты вращения с рычагом, причем орган разрыва кинематической связи выполнен в виде электромагнитного клапана со штоком, который сопряжен с регулятором; схема сравнения с вычитающим входом включена между датчиком нагрузки и первым диодом, вычитающий вход схемы сравнения связан с выходом усилителя, выход схемы сравнения связан с входом второй пороговой схемы, первьй выход которой связан с обмоткой электромагнитного клапана, а второй выход связан с первым входом обмотки второго преобразователя, второй вход второго преобразователя связан с выходом датчи- .ка нагрузки, а шток второго преобразователя кинематически связан с рейкой топливного насоса.