JPS63230943A - 電子的調速機付ディーゼル機関の動的運転特性を調整する方法及びこの方法を実施するための装置 - Google Patents

電子的調速機付ディーゼル機関の動的運転特性を調整する方法及びこの方法を実施するための装置

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JPS63230943A
JPS63230943A JP63033826A JP3382688A JPS63230943A JP S63230943 A JPS63230943 A JP S63230943A JP 63033826 A JP63033826 A JP 63033826A JP 3382688 A JP3382688 A JP 3382688A JP S63230943 A JPS63230943 A JP S63230943A
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torque
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ヴァルター　ジーグル
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Sulzer AG
Gebrueder Sulzer AG
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 よって制御することでディーゼル機関の動的運転的性を
調整する方法、及びこの方法を遂行するためのディーゼ
ル機関シュミレータに関する。
ディーゼル機関、判に大型ディーセ゛ル桜関、の動的運
転的性は、電子的な速度のレギュレーション即ち調整に
よって機関自体に於″″Ｃ調整されていた。例えば大型
ディーゼル機関それ自体の調速機を調整するには非常に
時間が掛り、完全な一日作業もしくはそり以上に長い作
業となっている。機関運転の間に発生する負荷及び負荷
変動全発生させるために、流鍾圧ブレーキ技籠やその他
のトルクブレーキ装置のような約殊な付随装置が心安と
され、又、再び述べるがこの装置をセットアツプするに
も長い時間が掛かつてしまう。大型ディーゼル機関の試
験運転は燃君の点から高価となり、試験運転のために高
度に熟達した作業員が必要であって、１時間の運転当シ
数十万円（数千スイスフラン〕の経費が見込まｎるので
ある。
本発明の方法によれば、電子的調速機全真督する目的の
ために入力及び出力チャンネルを有する電子的シユミレ
ート信号に接続さわるのであシ、該シユミレート信号は
入力チャンネルを経て入力される電子的信号、負荷変動
及び負荷障害に対応する判有力電子的信号及び態別噴射
ポンプを調整するための遅速信号、並びに該回路の出力
、チャンネルｔｇて調速機へ出力さ九る該回路に戻・て
シュミレートされているディーゼル機関の速度に対応す
る電子的信号、によってディーゼル機関の運転ｉ！ｌ：
をシュミレートすることヲ竹徴としている。
又、このシユミレート信号は電子的κ匈速機と共に閉じ
た制御回路′を形成しておジ、シュミレータによって調
整さｎるこの電子的調速機がディーゼル機関に接続さｎ
ていることも判徴とされる。本発明の方法はディーゼル
機関の動的運転特性の調整を簡単化すると共に、調整に
必要な時間を短縮するのである。本発明による方法全英
施する装置は、判にディーゼル機関の動的運転特性を調
整するのに逸している。竹許潤求の範囲の槙の記載は本
発明の極めて有用な概念に係わるのである。
作用 本発明の方法によれば、研究型内で制御電子装置をディ
ーゼル機関の峙定の運転状態に関し工作動させるように
容易にセットアツプできるのである。例えば、大型ディ
ーゼル機関の場合に於ては、シュミレータにて見出さｎ
る調整方法全使用して短時間の試験運転を簡単に実施で
き、又、必要ならばあらゆる微細な補正上行え、これに
よって従来のセットアツプ方法に比較してかなりの時間
及び経費全節減できるのである。更に、この方法はディ
ーゼル機関の動的運転４’！ｉ性の多様なセツティング
全試行でき、数多い調整のなかから選定することができ
て、これにより各場合に応じて最適状態全選定できるの
であ夛、このようなことは経費及び時間の掛かる従来の
調整方法では実際問題として不可能とさｎていたのであ
る。
この方法は４ストローク及び２ストロークの伺ｎのディ
ーゼル機関に関し又も適しており、シュミレータは何れ
かの方式に切ジ換えできるように有利に構成さｎるので
ある。個々のシリンダに於るトルク曲線によって機関の
トルク特性勿シュミレートすることは、判に多目的な便
宜を機関のセットアツプに与える。個々のシリンダのト
ルク曲ａ’；を変化させることによって、例えばパワー
出力の降下した場合や一つ又は複数のシリンダが完全に
故障した場合に於るディーゼル機関の反応をチェックす
ることができるのである。
この方法は又、ディーゼル機関に関する個人的訓練に関
して有利である。伺故碌らは、機関の動的特性の調整、
即ち電子的調速機の調整、がシュミレータによって実行
できるようになり、又、実際の機関を必要としないでシ
ュミレータにて様々な試験が実行できるようになるから
である。更に、このシュミレータは、試行して様々な作
動状態、並びにそのシュミレートされている機関の動的
速度及び作動特性に対するその効果、全知らしめるのに
使用できるのであり、この性徴は、例えは従来よシ様々
な大型ディーゼル機関があるとの観点から、経費及び時
間の理由で全く不可能とされていたのである。
本発明の方法、この方法を実施するためのシュミレータ
、及びこのシュミレータの作動モードは添付図面を参照
して以下に説明さする。この図面はその方法を実施する
ためのシュミレータの一つの実施例に関する概略的なブ
ロック線図である。
ディーゼル機関のための電子的調速機はボックスＲで示
され、ディーゼル機関のシュミレータはボックス日で示
さｎている。ディーゼル機関のための調速機は、例えば
メツサーズ・ウッドワード・ガバナー・カンパニーから
販売されている。
実施例 このシュミレータ８は複数の機能グループ即ちブロック
から構成されており、その構造、及び可能な場合にはデ
ィーゼル機関に於る信号の仕事当食が以下に説明される
。
ブロック１及び１′は入力ステージであって、平行に接
続されている。図示実施例に於ては、入力ステージ１は
１の増幅ファクターをＷする電圧ドライバーでアク、又
、入力ステージ１′はドライバーステージとして遅延ネ
ットワーク及び電流−電圧コンバータを含んで構成され
ている。使用されている電子的調速機に応じて、その調
速機の出力部が一方又は弛方の入力ステージに接続され
る。
これら二つの入力ステージ１．１′の出力信号は、この
実施例の場合、例えば１０ボルトに有利に標準化されて
いる。例えば、０〜１０ボルトとされる標準化されな信
号の範囲は、ディーゼル機関に於るここでは一つしか備
えらｎていないが一つ又は複数の噴射ポンプの調整装置
の移動範囲に対応する。
ブロック２は電圧／電圧コンバータで噴射ポンプのセツ
ティングをシュミレートするので６５、即ち、このコン
バータは噴射ポンプセツティングに対して機械的に対応
するのである。更に詳しくは、このコンバータ２の出力
電圧は、噴射さｎた燃料流量に従ってディーゼル機関の
各シリンダに発生する最大トルクＰｉシュミレートする
のである。ディーゼル機関に於ては、ＭＩｌｉＤＴ　（
最大機関発生トルク〕が頻繁に参照される。この実施例
に於ては、入力ステージ１又は１′からの１０ボルトの
出力信号は１００％最大トルク、即ちＰｌｏｏ　ｔ４、
に対応している。コンバータ２からの小さな出力信号、
即ち機械的な少量噴射及び調整装置の他の調整位置、に
よってトルクは対応して小さくなるのであり、Ｐｏ優は
イグニッションの始動時のトルク、即〉自己点火に必要
な最小の燃料流量の噴射に於るトルク、に対応するので
るる。
ブロック３は基本的には複数又は単数の鋸波ジェネレー
タによって構成さｎており、その最大信号振幅はブロッ
ク２の出力信号のＭＩＩｌｉＤＴによって決定される。
この鋸波信号は、クランクシャフトの回転角度の如伺に
係わらずに、各シリンダのトルク曲線に一致する。シュ
ミレートされる機関のシリンダ数は外部的にマルチスイ
ッチ３１にて選定でき、又、機関サイクルの形式、即ち
２ストローク又は４ストローク、はトグルスイッチ３２
で選定できるのであり、又、図示した実施例では更にシ
ュミレートを中断するためにスイッチ３３によって機関
シリンダの一つのスイッチをオフトスることができるの
である。シュミレータの複数のシリンダを接続解除し、
そして／又は、一つ又嶺数のシリンダを完全にはスイッ
チオフせず個々のシリンダの出力パワーを簡単にシュミ
レートするようになすための備えが力され得るのである
。こｎは例えは幾つかのシリンダに係わるＭＦｌｉＤＴ
　ｉｆｉ号を減少させることで電子的に遂行できる。従
って、Ｍ］１ｉｔＤＴ信号の値は鋸波信号の最大振幅を
決定するのである。サイクル形式の選定は鋸波信号の周
波数を決定する。シュミレートさｎている機関の複数の
シリンダは、１から例えば２４、或いはその他の数の間
の範囲で選定でき、又、例えは鋸波信号の相シフ）１−
決定するのでアシ、その重畳がシユミレートされたディ
ーゼル機関のトルク曲ｍｔ表すのである。できるだけ忠
実にディーゼル機関のトルク曲線を与えるために、トル
クは成る程度、例えば±１０％につき、例えばランダム
ジェネレータ制御装置によって成る制限範囲内で鋸波信
号の最大振幅を変化させることによって、個々のシリン
ダの間で且つ／又はイグニッションからイグニッション
の間で調整できるように、又は自動的に変化できるよう
に、なされ得るのである。
ブロック４はディーゼル機関の負荷時トルクに相当する
信号を発生するのであり、この負荷は標準化された電圧
信号によって基本的に与えられる。
例として、１００％負荷は１０ボルトの信号によって表
される。ディーゼル機関の始動触性は、例えば先ず最初
に部分負荷４１から成る時間後に全負荷となるよりにス
イッチ制御することでシュミレートされる。その他の実
働時の船足の負荷及び負荷曲線もその他の入力チャンネ
ルを経てシュミレートすることができ、例えば、チャン
ネル４３に於てα−の特性を有する可変ピッチのスクリ
ューの単位時間当りの負荷曲線ヲシユミレートすること
ができるのでおり、αｔ１に標準化することは可能であ
って、ｎは速度を表している。チャンネル４４は負荷曲
線ジェネレータによってその他の負荷がシユミレートで
きるようになしている。
ブロック５は判定のオーダーによる捩じれ振動をシュミ
レートするための回路である。こ詐は基本的にはシユミ
レートされるディーゼル機関の速度に同期されたサイン
ジェネレータである。１番目及びｎ番目（ｎはシリンダ
の数）のオーダーの捩じれ振動もブロック５の回路から
直接に導きだせることに注目さｎたい。
速度、即ちシュミレートされたディーゼル機関の速度信
号、はブロック６にて発生さｎる。これは基本的には積
分装置であり、これに於てディーゼル機関で発生された
トルク及び負荷、即ちトルク信号、が次式によって時間
について積分されるのである。
Ｎｅｎｇ”’Ｊ′″（Ｍｅｎｇ−１ａＬＯａυａｔ　＋
　Ｎ６ｎｇ　（を０）Ｏ ここで、ＮｅＱｇはディーゼル機関の速度Ｍ　ｅｎｇは
ディーゼル機関の発生トルクＮｅｎｇ　（ｔ”０）はを
Ｑに於るディーゼル機関の回転速度ｒｐｍ Ｍｌ。ａｄは負荷及び障害又は故障による発生トルク Ｊは慣性質量の合計モーメント このシュミレータは標準化された値及び変数で作動する
ことから、慣性質量のモーメントＪは標準化した信号ｒ
（ガン−ＩＦ）、即ち加速ファクターで各ディーゼル機
関に判定の変数を代入することにより、次式で算出でき
るのである。
ここで、ｒは基準速度のパーセントとしての加速ファク
ター Ｎ１００ｔｉ基準速度の１００％、即ち基準速度 ’ｅｎｇはディーゼル機関の１００％の基準パワー出力 Ｊは慣性質ｌの合計モーメント ブロック６の出力信号は歯付フライホイール６１によっ
て象徴化さ１、このシュミレータに於てはそれは電圧で
あり、その知名が速度を表すのである。調速機Ｒは、例
えは速度の六方信号として周波数を必要とする。速度に
対応するこの周波数は、電圧／周波数コンバータを含ん
で構成されているブロック７に於て発生され、調速機Ｒ
に送られるのである。
ブロック８は速度リミッタであり、このリミッタは調整
可能な最高速度に達したときに機関を停止させる。例え
ば基準速度の１１５％の速度にて、ブロック６の出力電
圧が１１．５ボルトに達したときに、このシュミレータ
の実施例に於るスイッチオフ処理が開始されること全意
味するのである。
それ故に、ブロック８は、例えば電圧スレッシュホール
ドスイッチである。この速度リミッタ８からの停止信号
は、ブロック２（噴射ポンプをシュミレータする〕及び
ブロック３を接続しているライン２３に介在されたスイ
ッチに対して、ライン′８８を介して送らｎ１又、シュ
ミレータが過大速度をシュミレートしたときには直ちに
そのシュミレートしているディーゼル機関がスイッチオ
フされるようになしている。
このシュミレータは又、噴射ポンプリンケージのシュミ
レートした位置に関するディスプレー１２又は速度に関
するディスプレー６２、及び成る種の目的のために関心
を引くその他の変数に関するディスプレー’ｅ［してい
る。ディーゼル機関の運転に対応するノイズがノイズジ
ェネレータ９１により発生され、このシュミレーション
を更に実感のあるものとなす。周波数ジェネレータ９２
は、例えばシュミレートされているの特定の変数、例え
ばパワー出力、に関する総ての周波数の発生を可能にし
ている。
個々のブロックによって代表さｎている回路及び構成部
分は電子技術の専門名には良く仰られているとともに馴
染まれており、この記載にて十分に説明されている。こ
のような技術者の専門的知識及び概略的なブロック線図
に関連した上記説明から、技術者には回路モジュールを
リンク構成させ規模を定めることができるのでるり、即
ち、この方法を実施するための装置を作製すること及び
この方法の実施が可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明の方法を実施するためのシュミレータの
一つの実施例の概略的なブロック線図。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）燃料噴射ポンプで噴射される燃料流量を電子的調
    速機（Ｒ）により制御することでデイーゼル機関の動的
    運転特性を調整する方法であつて、電子的調速機（Ｒ）
    を調整するためにこの調速機が入力及び出力チヤンネル
    を有する電子的シユミレータ回路（Ｓ）に接続され、該
    シユミレータ回路は、入力チヤンネル（１，１′，４１
    ，４２，４３，４４，５５）を経て入力される電子的信
    号、負荷変動及び障害に対応する特性上の電子的信号、
    及び燃料噴射ポンプを調整するための調速機信号、並び
    に前記シユミレータ回路の出力チヤンネル（７）を経て
    前記調速機（Ｒ）へ出力されるところの該回路でシユミ
    レートされているデイーゼル機関の速度に対応する電子
    的信号、によつてデイーゼル機関の運転特性をシユミレ
    ートするようになつており、前記シユミレータ回路（Ｓ
    ）は前記電子的調速機（Ｒ）と共に閉じた制御回路を形
    成していて、このようにシユミレータ回路（Ｂ）によつ
    て調整できる前記電子的調速機（Ｒ）がデイーゼル機関
    に接続されたことを特徴とする電子的調速機付デイーゼ
    ル機関の動的運転特性を調整する方法。
  2. （２）シユミレータ回路（Ｓ）で発生されるデイーゼル
    機関のための信号（３）が各シリンダのトルク曲線に関
    するシユミレート信号の合計として形成されることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子的調速機付デ
    イーゼル機関の動的運転特性を調整する方法。
  3. （３）デイーデル機関シユミレータ回路に於るシュミレ
    ートされた最大トルクが燃料噴射ポンプの特性をシユミ
    レートする回路（２）によつて決定され、この回路の出
    力信号は調速機（Ｒ）の出力信号に応じて変動すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項の何れか
    一項に記載の電子的調速機付デイーデル機関の動的運転
    特性を調整する方法。
  4. （４）個々のシリンダに関するトルク曲線がシユミレー
    ト作動の間に変化（３３）できることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項から第３項までの何れか一項に記載の
    電子的調速機付デイーデル機関の動的運転特性を調整す
    る方法。
  5. （５）異なるオーダーでのシヤフトの捩じれ振動に対応
    する機能不全信号（５）がシユミレータ回路によつて発
    生されたデイーゼル機関のトルク信号に付加できること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項までの何
    れか一項に記載の電子的調速機付デイーゼル機関の動的
    運転特性を調整する方法。
  6. （６）シユミレートされるシリンダの数（３１）及び／
    又はデイーゼル機関のサイクル（３２）を変更できるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項までの
    何れか一項に記載の電子的調速機付ディーゼル機関の動
    的運転特性を調整する方法。
  7. （７）燃料噴射ポンプで噴射される燃料流量を電子的調
    速機（Ｒ）により制御することでデイーゼル機関の動的
    運転特性を調整する方法を実施するためのデイーゼル機
    関のシユミレータであつて、調速機（Ｒ）の制御信号の
    ための入力ステージ（１，１′）が噴射ポンプシユミレ
    ータ回路（２）に先行する電圧出力のためのステージ（
    １）であるか電流出力のためのステージ（１′）であり
    、噴射ポンプシユミレータ回路の出力信号はデイーゼル
    機関シユミレータ回路（３，６）へ与えられるとともに
    デイーゼル機関のシユミレートされたトルク信号の強さ
    を決定するのであり、又、調整可能なトルク負荷シユミ
    レータ回路（４，４１，４２，４３，５）が備えられ、
    それらの信号はデイーゼル機関シユミレータ回路（３，
    ６）の出力信号に重畳されており、又、コンバータ回路
    （Ｔ）が備えられていて、これに対してデイーゼル機関
    の負荷トルク及び障害トルクから決定されたシユミレー
    ト速度信号が与えられると共に、この回路（７）が調速
    機（Ｒ）のための入力信号としての信号を処理するよう
    になつているデイーゼル機関のシユミレータ。
  8. （８）デイーゼル機関シユミレータ回路がシリンダで発
    生されるトルクをシユミレートするために鋸波信号ジエ
    ネレータ（３）を有していることを特徴とする特許請求
    の範囲の第７項に記載の装置。
  9. （９）コンバータ（Ｔ）へ与えられる速度信号が、シユ
    ミレートされたデイーゼル機関のトルク及びシユミレー
    トされた負荷及び障害のトルク、並びに慣性質量の全モ
    ーメントによつて、次式、即ち、▲数式、化学式、表等
    があります▼ ここで、Ｎ＿ｅ＿ｎ＿ｇはデイーゼル機関の速度Ｍ＿ｅ
    ＿ｎ＿ｇはデイーゼル機関の発生トルクＮ＿ｅ＿ｎ＿ｇ
    （ｔ＝０）はｔ＝０に於るデイーゼル機関の回転速度ｒ
    ｐｍ Ｍ＿Ｌ＿ｏ＿ａ＿ｄは負荷及び障害又は故障による発生
    トルク Ｊは慣性質量の合計モーメント によつて得られた積分装置（６）の信号であることを特
    徴とする特許請求の範囲の第７項又は第８項の何れかに
    記載の装置。
  10. （１０）積分装置（６）が標準化した信号入力を含み、
    この信号入力によつて慣性質量のモーメントが次式、即
    ち、 γ（％Ｎ＿１＿０＿０＿／＿ｓ＿ｅ＿ｃ）＝｛９×１０
    ＾６×Ｐ＿ｅ＿ｎ＿ｇ（ＫＷ）｝／｛Ｎ＾２＿ｅ＿ｎ＿
    ｇ（ＲＰＭ）×Ｊ（ｋｇｍ＾２）｝ここで、γは基準速
    度のパーセントとしての加速フアクター Ｎ＿１＿０＿０は基準速度の１００％ Ｐ＿ｅ＿ｎ＿ｇはデイーゼル機関の基準パワー出力の１
    ００％ Ｊは慣性質量の合計モーメント により標準化されていることを特徴とする特許請求の範
    囲の第９項に記載の装置。
  11. （１１）コンバータ（７）が電圧／電流コンバータであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲の第７項から第１０
    項までの何れか一項に記載の装置。
  12. （１２）速度リミツター回路（８）としてスレツシユホ
    ールドスイツチが備えられており、シユミレートされて
    いるデイーゼル機関の速度が調整可能な最大許容速度に
    達した時、そのシユミレートするデイーゼル機関の停止
    信号を発生することを特徴とする特許請求の範囲の第７
    項から第１１項までの何れか一項に記載の装置。
  13. （１３）デイーゼル機関のシユミレータ回路が、その　
    シユミレートするデイーゼル機関のシリンダ数（３１）
    及びサイクル（３２）を選定するための調節手段を含ん
    でいることを特徴とする特許請求の範囲の第７項から第
    １２項までの何れか一項に記載の装置。
  14. （１４）負荷トルクをシユミレートする回路（４）の出
    力信号がスィツチ装置によつて可変とされていることを
    特徴とする特許請求の範囲の第７項から第１３項までの
    何れか一項に記載の装置。
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