SU1196523A1 - Способ регулировани двигател внутреннего сгорани с рециркул цией отработавших газов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к регулированию двигателей внутреннего сгорани , в частности к регулированию двигателей легкого топлива, в том числе с форкамерно-факельным зажиганием .

Известен способ регулировани  двигател  внутреннего сгорани  с рециркул цией отработавших газов путем измерени  нагрузки и частоты вращени  коленчатого вала, выработки управл ющего сигнала, анализа состава отработавших газов, сравнени  его по рёз льтатам анализа с составом, соответствующим стехиометрической смеси, выработки по

результатам сравнени  командного сигнала на восстановление стехиометрической смеси, которым в совокупности с управл ющим сигналом воздействуют на топливоподачу и рециркул цию отработавших газов, причем командньм сигналом воздействуют на орган управлени  топливоподачей , а управл ющим - на орган управлени  рециркул цией отработавших газов lj .

Недостатком известного способа  вл етс  то, что с его помощью нельз  повысить экономичность двигател  на неустановившихс  режимах работы .

Цель изобретени  - повышение экономичности на неустановившихс  режимах.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу регулировани  двигател  внутреннего сгорани  с рециркул цией отработавших газов определ ют по измеренным нагрузке и частоте вращени  опорные значени  количества рециркулируемых отработавпшх газов, соответствующие минимальному расходу топлива при стехиометрическом составе смеси , и по полученному опорному значению вырабатывают сигнал на изменение количества рециркулируемых отработавших газов.

На фиг.1 приведены зависимости удельного расхода топлива 9е коэффициента избытка воздуха rf при отсутствии (крива  а) и при наличии (крива  ) рециркул ции отработавших газов ( ge(et.j) , ЗеМ н 3«и«иг удельные расходы топлива при разных воздействи х на объект регулировани . А,В - линии различ-,

196523

ных состо ний объекта регулировани , С - точка совместной работы двух систем регулировани ); на фиг.2 - схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.З - зависимости нагрузки Р и частоты вращени  и по времен, зависимости количества рециркулируемых отработавших газов (3 р % от 10 нагрузки Р при фиксированных значени х частоты вращени  п,- Dj и ( построени  в точках 13-15 дл  определени  опорных значений количества рециркулируемых отработавших газов.

При этом прин ты следующие обозначени :

ОС - коэффициент избытка

воздуха

20 . Че удельный расход топлива;

3 е Ми ч 1 минимальный удельный расход топлива при отсутствии рецирку25л ции в режиме эффективного обеднени  смесиV

e(eC t) удельный расход топлива при об 1 при

отсутствии рециркул ции ,

е WK« г минимальный удельный расход топлива при наличии рециркул ции;

Р нагрузка двигател j П - частота вращени  вала двигател ;

QO/

Р О - количество рециркулируемых отработавших газов от общего количества отработавших газов, %,

При отсутствии рециркул ции (крива  q) минимальный расход топлива соответствует не стехиометрическому составу смеси (), а обедненному составу, характеризуемому режимом эффективного обеднени ( Зв-9емин1 ), т.е. при ОС. 1 эко50 номи ность ухудшаетс , так как е( «ин.3то происходит, в частности, и на неустановивщихс  режимах.

Применение трехкомпонентного

55 каталитического нейтрализатора, снжающего токсичность отработавших газов до минимального уровн , но требующего соблюдени  услови  oi

всегда и, в частности, на неустановившихс  режимах приводит к уменьшению экономичности. Оно равно 6% и отражено на фиг.1 значением

е 5е(о(и).

Если применить рециркул цию отработавших газов, т.е. разбавление рабочей смеси этими газами (крива  S ), то .при определенной интенсивности рециркул ции можно добитьс , в частности, на неустановившихс  режимах частичной компенсации ухудшени  экономичности, обеспечив минимальную при чС величину удельного расхода топлива Зе9е 2 соответствует режиму эффективного разбавлени  смеси, а указанна  компенсаци  равна АУ 3%,

Предлагаемый способ  вл етс  сочетанием двух способов регулировани  на неустановившихс  режимах, реализуемых при помощи совместного применени  двух систем регулкрова-. ни , св занных между собой опорными значени ми количества рециркулируемых отработавших газов, определ емых при стехиометрическом составе смеси (oi.1).

Одна из систем поддерживает состо ние объекта регулировани  на линии А (фиг.1) (система поддержани  об 1 регулированием топливоподачи ), друга  - на линии В (система минимизации циклового расхода .топлива при помощи регулировани  рециркул ции ). При совместном регулировании двум  системами состо ние об-бекта регулировани  характеризуетс  точкой С.

Поддержание (стабилизаци ) значени  об 1 осуществл етс  стабилизатором стехиометрического состава смеси, которьй состоит (фиг.2) из датчика состава отработавших газов, например кислородного датчика 1, управл ющего устройства 2, исполнительного элемента 3 регул тора системы стабилизации, органа регулиро вани  топливоподачи (например, карбюратора с электронным управлением ) 4.

Датчик 1 анализирует состав отработавших газов путем выработки выходного сигнала, соответствующего парциальному давлению кислорода.

Сравнение состава отработавших газов с составом, соответствующим стехиометрической смеси, производит

1965234

в управл ющем устройстве 2 путем сравнени  сигнала датчика 1 с опорным напр жением, равным по величине сигналу, который вырабатывает 5 датчик при стехиометрической смеси.

По результатам этого сравнени  в управл ющем устройстве 2 вьфабатывают командный сигнал, пропорциональный разности между сигналом

10 датчика и опорным напр жением. Он  вл етс  сигналом обратной .св зи и воздействует на исполнительньА элемент 3 регул тора системы стабилизации , управл ющий топливопода15 чей, на восстановление стехиометрической смеси, при которой разность между сигналом датчика и опорным напр жением становитс  равной нулю.

Указанное воздействие на топливоподачу происходит в совокупности с воздействием на рециркул цию отработавших газов. - Элементы схемы, не вход щие в состав стабилизатора, относ тс  к системе регулировани  рециркул ции отработавших газов.

Частота вращени  коленчатого вала измер етс  датчиком 5, нагруз30 ка, котора  косвенно характеризу-етс  разрежением, измер етс  датчиком 6 разрежени .

Сигналы с датчиков 7 и 5 ВИТ

35 (верхней мертвой точки) и частоты вращени , возбуждаемые зубцами маховика 8 двигател  9, и с датчика 6 разрежени  поступают в устройство 10 формировани  управл ющего сигнала. Сигналы с датчика ВМТ определ ют начало счета в цифровых схемах .

По частоте вращени  и нагрузке, измер емых при помощи соответствующих датчиков, определ ют опорные значени  количества рециркулируемых отработавших газов, соответствующие минимальному расходу топлива при стехиометрическом составе смеси.

50 Дл  обеспечени  указанного соответстви  опорные значени  получают , например, по заложенным в посто нную пам ть устройства 10 экспериментальным зависимост м количества рециркулируемых отработавших газов от нагрузки и частоты вращени  вала, полученных при стехиометрическом составе смеси в режиме

ее эффективного разбавлени  отработавшими газами.

По указанн1Ф1 опорным значени м в устройстве 10 выфабатьюаетс  управл ющий сигнал на изменение количества рециркулируемых отработавших газов, который поступает на исполнительный элемент регул тора 11 рециркул ции , представл ющий собой электромагнит, управл ющий клапаном 12 рециркул ции отработавших газов, который  вл етс  органом управлени  рециркул цией.

В результате, регулировани  проходного сечени  канала рециркул  ции поддерживаетс  режим эффективно го разбавлени  стехиометрической смеси на неустановившихс  режимах двигател .

Регулирование рециркул ции на неустановивпихс  режимах иллюстрируетс  фиг.З, где дл  упрощени  построений все исходные зависимости изображены пр мыми, хот  реально они могут иметь достаточно сложную форму.

Семейство зависимостей количества отработавших газов Gp % от нагрузки Р получено при соблюдении условий ct 1 и Op 9е MHUJI экспериментальним путем и реализуют в посто нном запоминакщем устройстве соответствующей системы регулировани , напрш ер, вход щем в состав устройства to (фиг.2).

Осуществл   построени  дл  точек 13-15 (штрихованные линии), получают опорные значени  количества рециркулируемых отработавших газов соответствующие эффективному разбав

1965236

лению смеси при стехиометрическом ее составе.

Так как последнее соблюдаетс  только в опорных точках 13-15, 5 то идеальна  непрерывна  крива  количества рециркулируемых отработавших газов (штрихованна  лини ) могла быть получена, если бы семейство экспериментальных зависимостей to содержало бесконечное множество этих зависимостей, что соответствует бесконечному множеству опорных .значений, а значит, и непрерывному

регулированию рециркул ции. 15 Реальна  картина регулировани  без учета запаздьшани  иллюстрируетс  сплошной ступенчатой линией Qp %. В момент выработки опорных значений величина тока в катушке 20 электромагнита клапана рециркул ции при непрерывном управлении устанавливаетс  по градуировочной кривой в соответствии с данным опорным значением. Количество ре25 циркулируемых отработавших газов равно требуемому только в точках, соответствующих опорным значени м, а в промежутках между этими точками оно сохран етс  посто нным и равным 30 ранее установленному значению и не соответствует поставленным услови м Чем больше опорных значений, т.е. чем больше экспериментальных зависимостей в семействе, тем точнее 35 регулирование.

Использование предлагаемого способа позвол ет повысить экономичность двигател  на неустановившихс  режимах при получении стехиометри40 ческого состава смеси.

J

Claims (1)

1. СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ путем измерения нагрузки и частоты вращения коленчатого вала, выработки управляющего сигнала, анализа состава отработавших газов, сравнения его по результатам анализа с составом, соответствующим стехиометрической смеси, выработки по ре- зультатам сравнения командного сигнала на восстановление стехиометрической смеси, которым в совокупности с управляющим воздействуют на топливоподачу и рециркуляцию отработавших газов, причем командным сигналом воздействуют на орган управления топливоподачей, а управляющим - на орган управления рециркуляцией отработавших газов, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности на неустановившихся режимах, определяют по измеренным нагрузке и частоте вращения опорные значения количества рециркулируемых отработавших газов, соответствующие минимальному расходу топлива при стехиометрическом составе смеси, и по полученному опорному значению вырабатывают сигнал на изменение количества рециркулируемых отработавших газов.

   У*

   Фиг.1

   СП

   N3 ЭД