Способ регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК F02D41/02 F02D35/00 F02D28/00 

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания, в частности к регулированию мощности двигателей с внешним смесеобразованием.

Цель изобретения - повышение эффективности регулирования.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующего способ регулирования мощности; на фиг.2 - вариант выполнения формирователя импульсов схемы.

Устройство, реализующее способ, содержит датчик разрежения 1, устанавливавый во впускном трубопроводе двигателя нутреннего сгорания, датчик 2 частоты ращения коленчатого вала, при этом выход атчика 1 соединен с входом преобразоваеля 3 напряжение-частота, а выход датчиа 2 - с входом формирователя 4 импульсов. ыходы преобразователя 3 и формироватея 4 через счетчики-таймеры 5 и 6 соединеы с входами первого функционального преобразователя 7. Кроме того, выход счетика-таймера 6 соединен с первым входом блока 8 деления и первым входом второго функционального преобразователя 9, а на второй вход блока 8 деления подается внешний сигнал N зад от устройства задания мощности (не показано), пропорциональный заданной мощности двигателя внутреннего сгорания. Выход блока 8 соединен с вторым входом преобразователя 9 и входом блока 10 сравнения, а выход последнего через усилитель 11 соединен с первым входом сумматора 12, второй вход которого соединен с выходом блока 9, выход сумматора 12 соединен с приводом дроссельной заслонки 13 двигателя внутреннего сгорания 14,

Формирователь импульсов 4 (фиг.2) состоит из диода 15. резисторов 16, 17 и стабилитрона 18.

Способ может быть реализован следующим образом.

Сигнал с датчика 2 частоты вращения, проходя через формирователь импульсов 4 и счетчик-таймер 6, преобразуется в цифровой код и поступает на вход блока 8 деления, формирующий цифровой сигнал,, пропорциональный моменту МЗ, в соответствии с выражением , где N3 - цифровой сигнал, пропорциональный заданной мощности двигателя внутреннего сгорания, поступающий от внешнего задающего устройства; п - цифровой сигнал, пропорциональный частоте вращения коленчатого вала.

Цифровые сигналы с выходов блоков 6 и 8 подаются на входы функционального преобразователя 9, осуществляющего по скоростным характеристикам двигателя внутреннего сгорания, записанным в его памяти, в табличной форме, преобразование сигналов частоты вращения коленчатого вала и момента на валу в соответствующий им угол открытия дроссельной заслонки.

Сигнал с выхода преобразователя 9 через сумматор 12 поступает на привод дроссельной заслонки 13, который устанавливает ее в соответствующее положение, по окончании процесса изменения момента на валу двигателя внутреннего сгорания 14 функциональный преобразователь

7 формирует цифровой сигнал, пропорциональный текущему значению момента М на валу в соответствии с выражением M(Ao/N + Ai)(A2-APk),

где APk - цифровой сигнал, пропорциональный разрежению во впускном трубопроводе, формируемый на выходе счетчика-таймера 5 путем преобразования аналогового сигнала с выхода датчика разрежения 1 в последовательность импульсов соответствующей частоты на выходе преобразователя напряжение-частота 3;

АО, А 1,А2-постоянные коэффициенты, определяемые типом двигателя внутреннего сгорания. Далее в блоке 10 происходит сравнение цифровых сигналов с выходов преобразователя 7 и блока 8 деления. При наличии рассогласования на выходе усилителя 11 формируется дополнительный управляющий сигнал, который через сумматор 12 поступает на привод дроссельной заслонки 13.

Таким образом, осуществляется коррекция углового положения дроссельной заслонки до момента ликвидации рассогласования между заданной и текущей мощностью двигателя внутреннего сгорания.

Способ регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления позволяют повысить быстродействие и эффективность процесса регулирования мощности и тем самым сократить время работы двигателя внутреннего сгорания в переходных режимах, когда двигатель не развивает заданную мощность. Это, в свою очередь позволяет уменьшить расход топлива и снизить выброс токсичных веществ двигателями внутреннего сгорания.

Формула изобретения

1. Способ регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием, заключающийся в том, что, измеряют текущие величины разрежения во впускном коллекторе двигателя и частоты вращения выходного вала двигателя, определяют текущую величину параметра регулирования, и сравнивают ее с заданной, а по результатам сравнения изменяют положение органа управления подачи топлива, отличающийся тем, что, с целью 5 повышения эффективности, по скоростным характеристикам определяют требуемую величину подачи топлива, по значению которой устанавливают орган управления подачей топлива в требуемое положение, в

качестве заданной величины параметра регулирования определяют по результатам измерения текущей частоты вращения и заданной мощности среднюю величину крутящего момента на валу двигателя, а в качестве текущей величины параметра регулирования по результатам измерения текущей частоты вращения и разрежения определяют величину действительного крутящего момента на валу двигателя.

2. Устройство для регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием, содержащее орган управления подачи топлива в виде дроссельной заслонки с приводом, установленной во впускном коллекторе, бпк задания, датчик частоты вращения вала двигателя, датчик разрежения во впускном коллекторе, первый и второй преобразователи сигналов датчиков, входы которых связаны с датчиками частоты вращения и разрежения соответственно, функциональный преобразователь, входы которого связаны с выходами преобразователей сигналов датчиков и блок сравнения с усилителем, выход которого связан с приводом дроссельной заслонки, один из входов подключен к выходу функционального преобразователя, а другой вход - к выходу блока

задания, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, устройство снабжено делителем, сумматором и функциональным преобразователем с двумя входами; устанавливающим соответствне между входными значениями крутящего момента и частоты вращения и выходным значением угла открытия дроссельной заслонки, причем делитель одним из входов и выходом включен в линию связи блока задания с блоком сравнения и другим входом подключен к выходу первого функционального преобразователя, связанного с одним из входов дополнительного функционального преобразователя, другой вход которого

связан с выходом делителя, а сумматор одним из входов и выходом включен в линию связи блока сравнения с приводом дроссельной заслонки и другим входом связан с выходом дополнительного функционального преобразователя.

Изобретение относится к автоматическому регулированию мощности двигателей внутреннего сгорания и позволят повысить эффективность регулирования благодаря повышению быстродействия за счет дополнительного определения по значениям частоты вращения и заданной мощности соответствующего момента на валу двигателя внутреннего сгорания. По скоростным характеристикам двигателя внутреннего сгорания определяют угол открытия дроссельной заслонки, формируют управляющий сигнал на привод дроссельной заслонки и поворачивают ее нз соответствующий угол, по окончании процесса изменения момента по результатам измерения частоты вргщения и разрежения определяют текущий момент, сравниваюг его с моментом, соответствующим заданной мощности и частоте врашения, а при нппи- чии рассогласования формируют дополнительный управляющий сигнал на привод дроссельной заслонки и поворачиваю г ее до ликвидации рассогласования. Устройсшс содержит преобразователь 3 напряжек е- частота, формирователе 4 импульсов, сое диненный с блоком управления, выполненным в виде двух счетчиков таймеров, двух функциональных преобразователей 7,9, блока 8 деления, блока 10 сравнения, усилителя 11 и сумматора 12. 2 с.п. ф-аы, 2 ил. ic х| х| СО

Ј

Фиг.1

17 -d

19 -о