Устройство автоматического управления двигателем в процессе его обкатки Советский патент 1993 года по МПК F02B79/00 

Изобретение относится к устройствам для испытания и обкатки двигателей, в частности для автоматического управления органом подачи топлива при горячей обкатке двигателя.

Целью изобретения является повышение надежности работы.

Указанная цель достигается тем, что для повышения надежности работы оно снабжено исполнительным механизмом, подсоединенным на выход усилителя мощности, вход которого подсоединен к выходам первого и второго ключей.

На вход первого ключа подключен выход интегратора и первый вход четвертого компаратора. Вход второго ключа подключен к совместно соединенному второму входу четвертого компаратора, входу интегратора, выходу усилителя разности и первому входу третьего компаратора. К управляющему входу интегратора подключен выход RS-трипгера, а управляющие входы первого и второго ключа подключены соответственно к выходу четвертого компарато- ра, совместно соединенному со входом инвертора и к выходу инвертора.

Датчик частоты вращения коленчатого вала даигателя подключен к совместно соединенным первым входам первого и второго компараторов, входу дифференциатора и второму входу третьего компаратора, причем выход первого компаратора через формирователь импульсов соединен с управляющим входом устройства выборки -. хранения, по входу которого подключен выход дифференциатора. Выходы второго и третьего компараторов включены на входы RS-триггера, а выход устройства выборки- хранения соединен с первым входом усилителя разности. На вторые входы первого и второго компараторов, перемножающего устройства и усилителя разности поданы установочные напряжения.

Блок-схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1.

СО

с

00

CJ 00 Ч)

VI

Устройство состоит из пружины 1, упора 2, исполнительного механизма 3, соединенного с рычагом привода подачи топлива 4, обкатываемого двигателя 5, датчика частоты вращения коленчатого вала б, выход ко- торого подсоединен к совместно соединенным входам дифференциатора 7, первого 8, второго 9,.и третьего 10 компараторов, RS-триггера 11, формирователя импульсов 12, соединенного с управляющим входом устройства выборки и хранения 13. перемножающего устройства 14, усилителя разности 15, интегратора 16, первого 17 и второго 18 ключей, четвертого компаратора 19, инвертора 20 и усилителя мощности 21.

Устройство работает следующим образом.

Для создания нагрузки используется маховик двигателя в режиме свободного разгона, а для оценки механических потерь двигателя - произведение углового замедления коленчатого вала и момента сил инерции движущихся масс двигателя в режиме свободного выбега, Во время свободного выбега двигателя 5 величина сигнала с дат- чика частоты вращения коленчатого вала 6 сравнивается первым 8 компаратором с величиной сигнала Uyci.1, а вторым 9 компаратором с величиной сигнала Оуст.2. Величина UycT.2 выбирается равной, а сигнала UycT.1 несколько большей величины сигнала при минимальной частоте вращения коленчатого вала. Когда величина сигнала с датчика частоты вращения коленчатого вала б станет меньше величины Uycr.1, первый 8 ком- паратор через формирователь 12 подает сигнал на управляющий вход устройства выборки и хранения 13. По этому сигналу устройство выборки и хранения 13 запомнит величину сигнала с выхода дифференциато- ра 7, которая пропорциональна угловому замедлению коленчатого вала в данный момент и подает его на один из входов перемножающего устройства 14. На второй вход перемножающего устройства 14 пода- ется сигнал КустД, пропорциональный моменту инерции данного двигателя. Таким образом, на выходе перемножающего уст- ройства формируется сигнал, пропорциональный моменту сопротивления (механических потерь) двигателя LH, который подается на один из входов усилителя разности 15, на второй вход этого усилителя подается сигнал Uyci.4, пропорциональный максимально возможному моменту механи- ческих потерь для данного двигателя. На выходе усилителя разности формируется сигнал Ua Uyc-r.4 - Ui, который подается на входы третьего 10 и четвертого 19 компараторов, интегратора 16 и второго ключа 18.

При снижении частоты вращения коленчатого вала до минимальной частоты враще- ния холостого хода, определяемой величиной UycT.2, второй - компаратор 9 переключит триггер 11, который сигналом высокого уровня включит интегратор 16.

С выхода интегратора сигнал через открытый ключ 17 и усилитель мощности 21 поступит на исполнительный механизм 3.

Последний переместит рычаг привода подачи топлива 4 и в сторону увеличения подачи топлива с интенсиеностью,опреде- ляемой величиной сигнала Ua, т.е. в зависимости от механических потерь двигателя. При этом двигатель перейдет в режим свободного разгона интенсивность которого, а следовательно, и величина развиваемого крутящего момента, определяется интенсивностью перемещения рычага привода подачи топлива 4.

После того как величина сигнала на выходе интегратора 16 станет больше Ua, четвертый компаратор 19 закроет первый 17 ключ и откроет второй ключ 18. Последний через усилитель мощности 21 подаст на исполнительный механизм 3 сигнал Ua( ограничивая тем самым величину перемещения рычага привода подачи топлива. Таким образом, максимальная подача топлива и соответственно крутящий момент двигателя 5определяются величиной сигнала Ua, т.е. в зависимости от механических потерь двигателя.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала до момента, когда величина сигнала с датчика частоты вращения коленчатого вала б станет больше величины Ua, третий компаратор 10 переключит триггер 11. Последний сигналом низкого уровня выключит интегратор 16 и установит на его выходе сигнал низкого уровня, При этом четвертый компаратор 19 откроет первый ключ 17 и через инвертор 20 закроет второй ключ 18 и пружина 1 вернет рычаг привода подачи топлива 4 к упору 2, т.е. в положение, соответствующее минимальной частоте вращения холостого хода, и двигатель перейдет в режим свободного выбега. В дальнейшем циклы разгона и выбега будут повторяться.

По мере приработки двигателя механические потери его снижаются, что приведет к снижению величины сигнала Ui и увеличению сигнала Ua. При этом по мере обкатки двигателя рычаг привода подачи топлива 4 будет перемещаться исполнительным меха- низмрм 3 с большей интенсивностью и на большую величину. Кроме тргхуфи увеличении сигнала Ua третий компаратор 10 будет переключать двигатель в режим свободного

выбега при большей частоте вращения коленчатого вала.

Формула изобретения Устройство автоматического управления двигателем в процессе его обкатки, содержащее упор, рычаг привода подачи топлива обкатываемого двигателя, исполнительный механизм, соединенный с рычагом привода, датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, дифференциатор, три компаратора, четыре источника опорных напряжений, RS-триггер, формирователь импульсов, устройство выборки-хранения с информационным и управляющим входами, перемножающее устройство, усилитель разности, интегратор с управляющим входом и усилитель, причем каждый компаратор информационным входом подключен к- выходу датчика частоты вращения, установочные входы первого и второго компараторов подключены к первому и второму источникам опорных напряжений, устройство выборки-хранения информационным входом через дифференциатор подключено к выходу датчика частоты вращения, входом управления через формирователь - к выходу первого компаратора, а выходом - к одному входу перемножающего устройства, другой вход которого соединен с третьим источником опорного напряжения, один

вход усилителя разности соединен с четвертым источником опорного напряжения, другой вход - с выходом переключающего устройства, а выход - с установочным входом третьего компаратора, выходы второго

и третьего компараторов соединены с входами Р-триггера, выход которого подключен к управляющему входу интегратора, а выход усилителя мощности соединен с исполнительным механизмом, отличающееся

тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено двумя ключами с управляющими входами, инвертором и дополнительным компаратором, один вход которого подключен к выходу усилителя

разности, другой вход - к выходу интегратора, а выход соединен с управляющим входом первого ключа и через инвертор с управляющим входом второго ключа, причем вход усилителя мощности соединен с

выходом интегратора через первый ключ, а с выходом усилителя разности - через второй ключ..

Сущность изобретения: устройство снабжено исполнительным механизмом, подключенным к выходу усилителя мощности. Исполнительный механизм соединен с рычагом привода подачи топлива обкатываемого двигателя. Для создания нагрузки используется маховик двигателя в режиме свободного разгона, а для оценки механических потерь двигателя - произведение углового замедления коленчатого вала и момента сил инерции движущихся масс двигателя в режиме свободного выбега. 1 ил.