Электронный регулятор частоты вращения дизельного двигателя с дополнительным воздействием от величины скручивания коленчатого вала

Изобретение может быть использовано в электронных регуляторах частоты вращения дизельных двигателей. Электронный регулятор частоты вращения дизельного двигателя с дополнительным воздействием от величины скручивания коленчатого вала содержит электромагнит (4), перемещающий рейку (1) топливного насоса (2) высокого давления, датчики (5), (6), (7), (8) частоты вращения двигателя, массового расхода воздуха, положения рейки топливного насоса, положения педали управления подачей топлива и контроллер (11). Электромагнит (4) управляется сигналами регулятора, имеющего дополнительное воздействие от величины угла скручивания коленчатого вала. Технический результат заключается в повышении точности и своевременности слежения за изменением нагрузки, улучшении динамических характеристик регулятора, повышении приемистости двигателя. 1 ил.

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к конструкции электронных регуляторов частоты вращения дизельного двигателя.

Известна конструкция электронного регулятора частоты вращения дизельного двигателя [1], содержащая электромагнит с пружиной, перемещающий рейку топливного насоса высокого давления, датчики частоты вращения двигателя, массового расхода воздуха, положения рейки топливного насоса, положения педали управления подачей топлива и контроллер, в котором электромагнит и его якорь выполнены из секций отдельных обмоток, управляемых сигналами независимо друг от друга контроллером при помощи датчиков, одним из которых является датчик нагрузки сцепки.

Недостатком такой конструкции является неточное определение нагрузки на сцепке трактора, обусловленное влиянием колебательных процессов в трансмиссии, воздействием разнонаправленных сил на датчик при движении машинно-тракторного агрегата по неровной поверхности поля, выполнении поворотов и подъемов агрегата, а также наличие люфтов в механических соединениях и искажение сигнала при передаче к системе управления, что приводит к несоответствию нагрузки и регулируемого параметра регулятора топливного насоса высокого давления и, как следствие, к повышению расхода топлива.

Изобретение позволяет получить новый технический эффект - улучшение точности и своевременности слежения за изменением нагрузки, улучшение динамических характеристик (уменьшение времени срабатывания) регулятора, повышение приемистости двигателя и снижение расхода топлива.

Этот технический эффект достигается тем, что электромагнит управляется сигналами регулятора, имеющего дополнительное воздействие от величины угла скручивания коленчатого вала. Угол скручивания коленчатого вала пропорционален величине нагрузки на машинно-тракторный агрегат и определяется посредством датчика угла скручивания, который состоит из двух чувствительных элементов, установленных на разных концах коленчатого вала. Датчик формирует сигнал в виде импульсов, которые сравниваются контроллером, и определяется фазовое отставание сигналов друг от друга. Величина отставания прямо пропорциональна величине приложенной нагрузки на коленчатый вал. Полученное значение величины фазового отставания используется контроллером как входной параметр системы автоматического регулирования дизельного двигателя для корректировки сигнала управления подачи топлива в пределах заданного скоростного режима.

Приведена схема электронного регулятора частоты вращения дизельного двигателя с дополнительным воздействием от величины скручивания коленчатого вала.

Рейка 1 топливного насоса высокого давления 2 связана с якорем 3 электромагнита 4. Регулятор снабжен датчиками частоты вращения двигателя 5, массы поступающего в цилиндры воздуха 6, положения рейки 7, положения педали управления подачей топлива 8, угла скручивания коленчатого вала 9 с двумя чувствительными элементами 10, установленными на разных концах коленчатого вала, электронным контроллером 11.

Регулятор работает следующим образом. Требуемое положение рейки 1 определяется контроллером 11 по сигналам датчиков положения педали управления подачей топлива 8, частоты вращения двигателя 5, массы поступающего в цилиндры воздуха 6 и датчика угла скручивания коленчатого вала 9. Действительное положение рейки 1 определяется при помощи датчика положения рейки 7. При наличии рассогласования контроллер 11 изменяет сигнал, подаваемый на электромагнит 4, изменяя положение рейки 1 топливного насоса 2. Контроллер 11 способен дополнительно корректировать положение рейки 1 топливного насоса 2 в зависимости от величины скручиваемости коленчатого вала по необходимому закону в пределах заданного скоростного режима. Применение в регуляторе дополнительного воздействия от угла скручивания коленчатого вала улучшает точность и своевременность слежения за изменением нагрузки, которая пропорциональна углу скручивания. Исключаются помехи в сигнале от влияния колебательных процессов в трансмиссии, воздействия разнонаправленных сил на датчик при движении машинно-тракторного агрегата по неровной поверхности поля, выполнении поворотов и подъемов агрегата, а также наличия люфтов в механических соединениях и искажение сигнала при передаче к системе управления. Регулирование двигателя осуществляется непосредственно по параметрам коленчатого вала.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет получить новый технический эффект - улучшение точности и своевременности слежения за изменением нагрузки, улучшение динамических характеристик (уменьшение времени срабатывания) регулятора, повышение приемистости двигателя и снижение расхода топлива, т.е. повысить быстроту реагирования регулятора, устойчивость самого регулирования (исключаются колебательные процессы и в целом сокращается длительность переходного процесса).

Источники информации

1. Патент RU 2363855 С1, МПК F02D 1/08, Бюл. №22 от 10.08.2009 Габдрафиков Ф.З., Шамукаев С.Б., Мехоношин Е.П.

Электронный регулятор частоты вращения дизельного двигателя с дополнительным воздействием от величины скручивания коленчатого вала, содержащий электромагнит, перемещающий рейку топливного насоса высокого давления, датчики частоты вращения двигателя, массового расхода воздуха, положения рейки топливного насоса, положения педали управления подачей топлива и контроллер, отличающийся тем, что электромагнит управляется сигналами регулятора, имеющего дополнительное воздействие от величины угла скручивания коленчатого вала.