Устройство для регулирования двигателя внутреннего сгорания

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее датчик частоты вращения, связанный через элемент сравнения, снабженный мембраной, с исполнительным механизмом, подсоединенным к рейке топливного насоса, отличающееся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, .устройство снабжено датчиком перемещения рейки топливного насоса, связанным с исполнительным механизмом, а последний выполнен в виде пневматического элемента стопорения рейки с выпускным соплом и заслонкой, соединенной с мембраной элемента сравнения. о: 00 Oi о О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1(5Н F 02 D 1 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3540273/25-06 (22) 13.01.83 (46) 23.01.84, Бюл. Р 3 (72) В.Н. Фокин, А.И. Бегунков и В.В. Федоров (71) Центральное технико-конструкторское бюро Министерства речного флота РСФСР (53) 621436-545(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3272389/25-06, кл F 02 D 1/02, 1982. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, „,Я0„„1068606 А содержащее датчик частоты вращения, связанный через элемент сравнения, снабженный мембраной, с исполнительным механизмом, подсоединенным к рейке топливного насоса, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, .Устройство снабжено датчиком перемещения рейки топливного насоса, связанным с исполнительным механизмом, а последний выполнен в виде пневматического элемента стопорения рейки с выпускным соплом и заслонкой, соединенной смембраной элементасравнения.

1068606

2. Устройство по и. 1., о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что датчик перемещения рейки снабжен рычажно-параллелограммнымпреобразонателем с настраиваемым контактным - профилем для связи с рейкой.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что датчик пе1

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания.

Известны устройстна для регулирования двигателя ннутреннего сгорания, содержащие датчик частоты вращения, связанный через элемент сравнения, снабженный мембраной, с исполнительным механизмом, подсоединенным к рейке топливного насоса (1 .

Известные устройства обеспечивают регулирование расхода топлива двигателем, однако процессы прогрева и охлаждения отдельных узлов дизеля вносят инерцию в динамику регулирования, что снижает эффективность 15 устройства.

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик.

Цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком перемещения 2р рейки топливного насоса, связанным с исполнительным механизмом, а последний выполнен в виде пневматического элемента стопорения рейки с выпускным соплом и заслонкой, соединенной 5 с мембраной элемента сравнения.

Датчик перемещения рейки снабжен рычажно-параллелограммным преобразователем с настраиваемым контактным профилем для связи с рейкой. 30

Датчик перемещения рейки снабжен инерционным звеном, выполненным в виде невозвратного клапана и .Регулируемого дросселя, причем клапан подсоединен к выходу датчика перемещения рейки, а регулируемый дроссель - параллельно клапану.

На фиг. 1 приведена принциниальная схема устройства (пневматический вариант); на фиг. 2 - зависимости температуры отработавших газов 4 и 4О мощности Й8 от частоты вращения и по винтовой характеристике; на фиг.3 зависимости сигналов (- т,) и (+ ) датчиков частоты вращения и перемещения рейки L от изменения нагруз- 45 ки; на фиг. 4 - литаризонанная зависимость перемещения рейки с коррекцией L<>>a без коррекции Ь (кот частоты вращения

Устройство содержит датчик 1 час- 5() тоты вращения, датчик 2 перемещения ремещ» ния рейки снабжен инерционным зненом, выполненным в виде ненозвратного клапана и регулируемого дросселя, причем клапан подсоединен к выходу датчика перемещения рейки, а регулируемый дроссель — параллельно клапану. э рейки топливного насоса и исполнительный механизм 3.

Исполнительный механизм 3 мембранного типа через пневматический элемент 4 стопорения соединен с рейкой

5 топливного насоса при помощи плавающего штока 6 и поводка 7. Реле 8, управляемое элементом 9 сравнения при помощи заслонки 10, навешано на мембране элемента 9 сравнения для воздействия на выпускное сопло 11. Датчик 2 перемещения связан с рейкой 5 топливного насоса через ролик 12 и справляющий преобразователь 13 рычажно-параллелограммный с настраиваемым контактным профилем 14. На выходе датчика 2 перемещения встроено инерционное знено, состоящее из ненозвратного клапана 15 и регулируемого дросселя 16. Выход датчика 1 частоты вращения заведен в отрицательную полость элемента 9 сравнения, а выход датчика 2 перемещения соединен с положительной полостью указанного элемента.

Тумблер 17- служит для экстренного выключения устройства. Для обеспечения дистанционного сигнала срабатывания устройства на выходе реле 8 установлен электро-пневмопреобразователь 18..

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии перегрузки элемента 9 сравнения величины аналоговых сигналов датчикон 1 и 2 равны, мембрана элемента 9 сравнения находится в среднем положении, и между заслонкой 10 и выпускным соплом 11 сохраняется установленный зазор С. При этом реле 8 находится н закрытом состоянии, элемент 4 стопорения находится под воздействием пружины в верхнем положении и шток 6 свободно перемещается совместно с рейкой 5 топливного насоса.

При возникновении перегрузки дизеля рейка 5 перемещается в сторону увеличения подачи топлива, и неличина сигнала датчика 2 перемещения превысит величину сигнала датчика 1 час- тоты вращения. Разность аналоговых сигналон а; =(+() -(- тд) перемещает

1068606 мембрану элемента 9 сравнения вправо, при этом заслонка 10 перекрывает выпускное сопло 11. Реле 8 открывается и давление на выходе реле резко перемещает элемент 4 стопорения вниз.

Плавающий шток б стопорится и 5 вместе с ним стопорится рейка 5.

Устройство автоматически вмешивается в процесс регулирования и дизель снижает частоту вращения. При исчезновении перегрузки частота вращения дизеля и значения величин сигналов датчиков 1 и 2 восстанавливаются.

Разность аналоговых сигналов исчезает и между заслонкой 10 и соплом 11 устанавливается зазор С.

Реле 8 закрывается и давление на

t5 его выходе стравливается в атмосферу. Элемент 4 стопорения перемещается вверх, плавающий шток 6 освобождается, и положение рейки 5 приходит в зависимость от воздействия на нее регулятора дизеля.

В основе устройства заложена винтовая характеристика дизеля (фиг. 2).

Эта характеристика определяет возможность применения в устройстве датчика перемещения рейки топливных насосов (практически безынерционного) вместо датчика температуры. Указанная зависимость является основанием алгоритма устройства, так как ЗО эти параметры характеризуют расчетную нагрузку и расход топлива дизеля.

- Устройством осуществляется непрерывный анализ указанных параметров на предмет соответствия их винтовой 35 характеристике. Для этого анализируемые параметры (h,(.) преобразуются с помощью датчиков частоты вращения и перемещения рейки топливных насосов в аналоговые сигналы, равные по вели-4() чине и противоположные по знаку.

На оси ординат (фиг. 3) выраженной в относительных единицах, аналоговые сигналы непрерывно сравниваются.Перпендикулярами на оси абсцисс в 45 точках величии указанных парметров до пересечения их с прямыми (- i ) и (+ 1" ), получены равные по велйчине отрезки, о чем свидетельствует равенство проекций этих отрезков на оси ординат.

Постоянное равенство аналоговых сигналов на всем диапазоне изменения нагрузки соответствует работе дизеля по винтовой характеристике беэ пережога топлива.

При возникновении перегрузки появляется дополнительный расход энер- гии, и рейка топливного насоса перемещается на увеличение подачи топлива, в то время как частота вращения в результате действия всережкмного регулятора не меняется.При перемещении рейки на увеличение (по сравнению с номинальны положением подачи топлива) сигнал (+i<) от соответствующего датчика возрастает и равенство между сигналами (-1„) и (+,) нарушается.

Расхождение сигналов образует величину ; =(+ Ä) (h) У которая посредством элемента 9 сравнения (фиг. 1) смещает заслонку 10 в сторону сопла 11. Исполнительный механизм 3 включается, и рейка 5 топливного насоса стопорится в положении момента начала возникновения перегрузки дизеля.

Характер действительного перемещения рейки в зависимости от частоты . ращения меняется по кривой а (фиг.4).

Характер горизонтального перемещения контактного профиля 14 преобразователя 13 меняется по кривой о (фиг.4).

При взаимодействии"рейки 5 и механизма 13 суммарное перемещение реализуется прямой 9, что в итоге позволяет совместить вьвсодные сигналы обоих датчиков устройства.

Использование предлагаемого устройства позволяет упростить конструкцию за счет сокращения узлов и деталей. и улучшить динамические характеристики за счет снижения инерционности при нагреве и охлаждении узлов дизеля.

1068606

16

Ã2

200 250 300 350 П,OEиия

Фиг.4

ВНИИПИ Заказ 11440/28

Тираж 530 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæroðîä, ул,Проектная,,4