Система дистанционного управления двигателем внутреннего сгорания Советский патент 1981 года по МПК F02D37/00 

(54) СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к системам .дистанционного управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС).

Известны системы дистанционного управления ДВС, содержащие местный пост с органом управления, кинематически связанным с регулятором, задатчик режима работы, подключенный к каналу управления, связывающему элементы сравнения, к входам которых подключен датчик частоты вращения и преобразователь с сервомеханиз- 10 мом, кинематически соединенным с органом управления листного поста 1.

Недостатком известной системы при управлении, например судовым двигателем, является сохранение управляющего команд- 15 ного и исполнительного сигналов в системе по приходе ее сервомеханизма в положение максимальной подачи топлива, когда система уже отработала, а двигатель еще не набрал максимальной частоты вращения изза инерционности корпуса судна или в тех случаях, когда перегрузка судна или повыщенное сопротивление корпуса судна из-за

внещних условий не дает двигателю набрать максимальную частоту вращения, на которую отрегулирована система. Тем самым снижается надежность системы, происходит бесполезная выработка ее ресурса.

Цель изобретения - повыщение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что система снабжена автоматическим выключателем управляющего сигнала, связанным с датчиком частоты вращения и включенным в канал управления между элементом сравнения и преобразователем, и управляющим звеном, подключенным к автоматическому выключателю и Кинематически связанным с сервомеханизмом. При этом автоматический выключатель выполнен в виде источника эталонного сигнала; дополнительного элемента сравнения и двух логических элементов И, причем дополнительный элемент сравнения и два логических элемента И снабжены двумя входами и выходом, к первому входу дополнительного элемента сравнения подключен датчик частоты вращения, к второму - источник эталонного сигнала, к второму входу первого элемента И - управляющее звено, а к второму входу второго

элемента И - выход элемента сравнения канала управления.

Управляющее звено выполнено в виде кулачка, кинематически связанного с сервомеханизмом, и концевого выключателя, контактирующего с кулачком- и подключенного к автоматическому выключателю.

На чертеже изображена принципиальная схема системы.

Двигатель 1 снабжен .местным мостом 2 с органом управления 3, кинематически связанным с регулятором 4.

Задатчик 5подключен к органу управления при помощи элементов 6 и 7, сравнения, расположенных в канале управления, преобразователя 8 и сервомеханизма 9. К входам элементов 6 и 7 сравнения подключей датчик 10 частоты вращения двигателя при помощи фильтра 11.

Элемент 6 сравнения образует с управляющей обмоткой 8, 1 преобразователя 8 канал управления уменьщением подачи топлива в двигатель, а элемент сравнения 7 с обмоткой 8, 2 преобразователя 8 - канал управления увеличением подачи топлива в двигатель.

В канал управления увеличением подачи топлива в двигатель между элементом 7 сравнения и обмоткой 8,2 преобразователи 8 включен автоматический выключатель 12, содержащий дополнительный элемент сравнения 12, 1 с двумя входами и выходом к первому входу которого подключен датчик 10 частоты вращения дбид-ателя, ко второму источник 12,2, эталонного сигнала, соединенный последовательно с двумя логическими элементами И 12,3 и 12,4, снабженными двумя входами и выходом, к второму входу элемента И 12,4 подключен элемент 7 сравнения, а выход И 12,4 подключен к обмотке 8, 2 преобразователя 8.

К второму входу элемента И 12,3 автоматического выключателя 8 подключено управляющее звено 13, содержащее Кулачок 13,1, кинематически связанный с сервомеханизмом 9 и контактирующий с концевым выключателем 13,2 сигнализации о достижении сервомеханизмом 9 и органом 3 положения максимальной подачи топлива в двигатель.

Система работает следующим образом.

При задании сигнала от задатчика 5 на уменьщение частоты вращения двигателя I на входах элементов 6 и 7 сравнения образуется разность сигналов от задатчика 5 и задатчика 10 частоты вращения двигателя. На выходе элемента 6 сравнения вырабатывается сигнал на уменьщение подачи топлива (на выходе элемента 7 сигнал не появляется, так как уровень сигнала от задатчика 5 ниже уровня сигнала от датчика 10).

Сигнал с выхода элемента 6 поступает на управляющую обмотку 8, 1 преобразователя 8. Преобразователь 8 подает силовое питание от автономного источника (не показан) в правую полость сервомеханизма 9,

вызывая перемещение его порщня со щтоком и соединенного с ним органа 3 и в сторону уменьщения подачи топлива в двигатель и уменьщения частоты его вращения. Сигнал с выхода элемента 6 снижается тогда, когда частота вращения двигателя 1 достигает заданной величины и сигналы на входах элемента 6 сравняются.

При задании сигнала от задатчика 5 на увеличение частоты вращения двигателя 1, на входах элементов 6 и 7 сравнения образуется разность сигналов от задатчика 5 и датчика 10 частоты вращения деигателя. На выходе элемента 7 вырабатывается командный сигнал на увеличение подачи топлива (на выходе элемента 6 сигнал не появляется, так как уровень сигнала от задатчика 5 выще уровня сигнала от датчика 10).

Сигнал с выхода элемента 7 через элемент И 12,4 автоматического выключателя 12 поступает на управляющую обмотку 8,2 преобразователя 8. Преобразователь 8 подает силовое питание от автономного источника (не показан) в левую полость сервомеханизма 9, вызывая перемещение его порщня со щтоком и соединенного с ним органа 3 и в сторону увеличения затяжки пружины регулятора 4 двигателя 1, т. е. увеличения подачи топлива в двигатель и частоты его вращения.

Сигнал с выхода элемента 7 снимается тогда, когда частота вращения двигателя 1 достигнет заданной величины и сигналы на входах элемента 7 сравниваются.

В связи с тем, что судно обладает существенной инерционностью, а сопротивление воды движению судна сильно зависит от внещних факторов и может существенно меняться со временем, например из-за обрастания корпуса судна, максимальная частота вращения двигателя, которую он может развить, также может меняться с течением времени.

Когда сервомеханизм системы уже находится в положении максимальной подачи топлива, частота вращения двигателя даже при благоприятных условиях еще некоторое время ниже максимальной. При этом система подрабатывает, находится в напряженном состоянии. Аналогичный случай имеет место тогда, когда в силу внешних причин (сильного встречного ветра, волнения или из-за обрастания корпуса) двигатель не может развить максимальную частоту вращения.

Для исключения подобного явления, по приходе сервомеханизма 9 в положение максимальной подачи топлива, связанный с ним кулачок 13,1 управляющего звена 13 замыкает концевой выключатель 13,2, подавая сигнал на вход элемента И 12,3 автоматического выключателя 12. Сигнал с выхода элемента И 12,3 поступает на вход элемента И 12,4, блокируя при этом прохождение сигнала на управляющую обмотку 8,2 преобразователя 8. Канал управления увеличением подачи топлива в двигатель отключается.

При достижении двигателем максимальной частоты вращения, уровень сигнала от датчика 10 на входе элемента сравнения 12, 1 уравнивается с уровнем сигнала от источника эталонного сигнала. На выходе эл емента сравнения 12,1 сигнал снимается и элемент И 12,4 разблокируется.

На второй вход элемента И 12,3 поступает сигнал с выхода элемента сравнения 12,1, сравнивающего уровень сигнала от датчика 10 и частоты вращения двигателя и от источника эталонного сигнала 12,2 (когда. частота вращения двигателя не достигла максимальной величины).

Система разблокируется также при уменьшении частоты вращения двигателя, как только разомкнется концевой выключатель 13,2.

Введение в систему управления судовым двигателем внутреннего сгорания автоматического выключателя с управляющим звеном позволяет существенно повысить ресурс системы и ее надежность.

Формула изобретения

. Система дистанционного управления двигателем внутреннего сгорания, содержа- 25 щая местный пост с органом управления, кинематически связанным с регулятором, задатчик режима работы, подключенный к каналу управления, связывающему элементы сравнения, к входам которых подключен датчик частоты вращения, и преобразова- 30 тель с сервомеханизмом, кинематически

йсоединенным с органом управления местного поста, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности, система снабжена автоматическим выключателем управляющего сигнала, связанным с датчиком частоты враийния и включенным в канал управления М9ЖДУ элементом сравнения и преобразователем, и управляющим звеном подклю11енным к автоматическому выключателю и кинематически связанным с сервомеханизмом.

2.Система по п. 1, отличающаяся тем, что автоматический выключатель выполнен в виде источника эталонного сигнала, дополнительного элемента сравнения и двух логических элементов И, причем дополнительный элемент сравнения и два логических элемента И снабжены двумя входами и выходом, к первому входу дополнительного элемента сравнения подключен датчик частоты вращения, ко второму - источник эталонного сигнала, к второму входу первого элемента И - управляющее звено, а к второму входу второго элемента И - выход элемента сравнения канала управления.

3.Система по п. 1, 2; отличающаяся тем, что управляющее звено выполнено в виде кулачка, кинематически связанного с сервомеханизмом, и концевого выключателя, контактирующего с кулачком и подключенного к автоматическому выключател1р.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции № 88960, кл. F 02 d, опублик 1956.