SU1267027A1

SU1267027A1 - Device for controlling diesel-generator set

Info

Publication number: SU1267027A1
Application number: SU853908759A
Authority: SU
Inventors: Юрий Николаевич Колыбин; Анатолий Николаевич Борисенко; Валентин Николаевич Соболь; Владимир Петрович Самсонов; Ефим Григорьевич Заславский
Original assignee: Предприятие П/Я А-1495; Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина
Priority date: 1985-04-08
Filing date: 1985-04-08
Publication date: 1986-10-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА, содержащее регул тор частоты вращени , св занный через рычаг с органом дозировани топливоподачи, резервуар сжатого воздуха , подключенный к магистрали подачи дополнительного воздуха в цилиндры через запорный орган, выполненный в виде преобразовател электрического сигнала в перемещение золотника , два подпружиненных контакта, св занных с рычагом органа дозировани топливоподачи и через кнопку - с подвижным упором ограничител перемещени органа дозировани топливоподачи , причем ограничитель выполнен с приводом от датчика давлени . наддува, сообщенного через дополнительный канал с магистралью подачи дополнительного воздуха, и св зан через обратный клапан с воздушным ресивером дизел , и источник электрического питани , отличающеес тем, что, с целью обеспечени повышени экономичности двигател на переходных режимах, устройство снабжено датчиком нагрузки, дифференцирующим блоком, двум диодами, а преобразователь электрического сигнала выполнен электродинамическим, его обмотка снабжена двум зажимами, причем катоды обоих диодов соединены между собой и с первым зажимом обмотки электродинамического преобразовател , анод первого диода подключен с к первому выходу дифференцирующего со блока, анод второго диода подключен к положительному полюсу источника питани , отрицательный полюс которого подключен к первому выходу датчика нагрузки и первому входу дифференцируйщего блока, второй выход датчика нагрузки подключен к второму входу дифференцирующего блока и первому контакту, второй контакт соединен с вторым зажимом обмотки электродинамического преобразовател и вторым выходом дифференцирующего блока , вход датчика нагрузки св зан с корной обмоткой генератора.A DIESEL-GENERATOR CONTROL DEVICE containing a rotational speed regulator connected via a lever to the fuel metering body, a compressed air reservoir connected to the main air supply line to the cylinders through the valve in the form of an electric signal converter into a spool movement, two spring-loaded contact, connected with the lever of the fuel metering body and through the button - with the movable stop of the fuel metering body movement limiter, The limiter is made driven by a pressure sensor. pressurized through the additional channel with the additional air supply line, and connected through a non-return valve to the diesel air receiver, and an electrical power source, characterized in that, in order to ensure the efficiency of the engine during transient conditions, the device is equipped with a load sensor, a differentiating unit , two diodes, and the electrical signal converter is electrodynamic, its winding is equipped with two clamps, with the cathodes of both diodes interconnected and The first terminal of the electrodynamic converter winding, the anode of the first diode is connected to the first output of the differentiating unit, the anode of the second diode is connected to the positive pole of the power supply, the negative pole of which is connected to the first output of the load sensor and the first input of the differentiating unit, the second output of the load sensor is connected to the second the input of the differentiating unit and the first contact, the second contact is connected to the second terminal of the electrodynamic converter winding and the second output d fferentsiruyuschego unit load sensor input is coupled to the anchor coil generator.

Description

Изобретение относитс к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорани . Цель изобретени - обеспечение повышени экономичности двигател на переходных режимах. На чертеже представлена функциональна схема устройства. Дизель 1 снабжен турбокомпрессором 2, подключенным к наддувочному ресиверу 3. Регул тор 4 частоты вращени св зан с органом 5 дозировани подачи топлива в цилиндры 6 дизел через рычаг 7. Резервуар 8 сжатого воздуха подключен к магистрали 9 подачи дополнительного воздуха через запорный орган 10, который выполнен в виде золотника 11 с приводом от штока 12 электродинамического преобразовател 13. Первый зажим обмотки электродинамического преобразовател 13 соединен через второй диод 14с положительным полюсом источник питани 15 и через первый диод 16 с первым выходом дифференцирующего бл ка 17. Второй зажим обмотки электро динамического преобразовател 13 соединен через первый контакт 18 и второй контакт 19 со вторым выходом датчика нагрузки 20 и вторым входом дифференцирующего блока 17. Отрицательный полюс источника питани 15 соединен с первым выходомчдатчика нагрузки 20 и первым входом дифференцирующего блока 17 , Второй Б;ОНтакт 19 через пружину 21 св зан с кнопкой 22, котора сопр жена с под вижным упором 23 ограничител 24 перемещени органа дозировани пода чи топлива. Ограничител: 24 выполне с приводом от датчика 25 давлени наддува, который сообщен с магистралью 9 подачи дополнительного воздуха непосредственно через канал 26 и с ресивером 3 через обратный клапан 27. Дополнительное плечо 28 рычага 7 жестко соединено с первым контактом 18. Вход датчика нагрузки 20 соединен с корной обмоткой гене ратора 29, вал которого механически св зан с валом дизел 1. Дифференцирующий блок 17 служит дл выделени момента начала и вели чины наброса нагрузки и срабатывани электродинамического преобразовател на открытие подачи дополнительного воздуха в количестйе, соответствукщем величине изменени на 7 рузки, и может быть реализован на лементах Р и С (активное сопротивение и конденсатор ). Электродинамический преобрйзоваель служит дл преобразовани электрического сигнала в перемещение, пропорциональное величине этого сигнала , и может быть выполнен в виде величины этого осесимметричного,электромагнитного преобразовател броневого типа с подвижной обмоткой, закрепленной на перемещающемс штоке. Датчик нагрузки служит дл получени посто нного напр жени с коэффициентом передачи, равным 0,75, пропорциональным величине нагрузки дизель-генератора. Источник питани посто нно обеспечивает подачу 25% величины дополнительного воздуха при замкнутых контактах, что происходит при набросе нагрузки. Остальное приращение величины дополнительного воздуха обеспечивает датчик нагрузки. При номинальной нагрузке обеспечиваетс 100%-на подача дополнительного воздуха, при меньших нагрузках соответственно уменьшаетс напр жение на выходе датчика нагрузки и, следовательно, количество подаваемого дополнительного воздуха. Датчик нагрузки может быть реализован на полупроводниковых элементах, интегральных микросхемах (К155, К140, К176). I Устройство работает следующим образом . При запуске двигател регул тор 4 резко увеличивает подачу топлива, поворачива рычаг 7 против часовой стрелки. При движении рычага его дополнительное плечо 28, перемеща сь против часовой стрелки, через первый контакт 18 входит в соприкосновение с подвижной головкой, перемеща ее до подвижного упора 23. При этом первый 18 и второй 19 контакты замыкаютс , а пружина 21 сжимаетс перемещающейс вправо кнопкой 22. При этом подключаетс источник питани 15 и согласованно включенный с ним датчик нагрузки 20 через второй диод 14 к обмотке электродинамического преобразовател 13. Так как при запуске на выходе датчика нагрузки 20 сигнал отсутствует, то суммарное напр жение от источника питани 15 и выходов датчика нагрузки 20 равно напр жению источника питани 15. При этом шток 12 перемещаетс вправо, увлека за собой золотник 11, и обе печивает подачу определенной массы дополнительного воздуха из резервуара 8 в магистраль 9 и далее в ци линдре 6 дизел 1. Напр жение источ ника питани 15 обеспечивает подачу дополнительного воздуха (при нулевом напр жении на вьгходе датчика нагруз ки 20) на величину, достаточную дл запуска (пор дка 25% от максимальной ) . Этот воздух по каналу 26 поступает на датчик 25 давлени .Сигнал датчика 25 вызывает перемещение подвижного упора 23 ограничителем 24, позвол дополнительному плечу 28 перемещатьс в сторону увеличени подачи топлива. Обратный клапан 27 преп тствует поступлению дополнитель ного воздуха в ресивер 3 и не преп т ствует поступлению импульса по давлению наддува на датчик 25. Дизель запускаетс . После окончани запуска рычаг 7 поворачиваетс по часовой стрелке и занимает установившеес по ложение. Дополнительное плечо 28 так же перемещаетс по часовой стрелке. Под действием пружины 21 размыкаютс контакты 18 и 19, что вызывает отклю чение питающего напр жени от электродинамического преобразовател 13, который перемещает золотник 11 в исходное положение и перекрывает подачу дополнительного воздуха в цилиндры 6 дизел 1. При работе дизель-генератора под нагрузкой на установившемс режиме подача дополнительного воздуха не производитс , так как дополнительное плечо 28 находитс в положении, при котором контакты 18 и 19 не замыкаютс . При изменении нагрузки, например, при ее увеличении, выходной сигнал датчика нагрузки 20 (имеющего коэффициент передачи, равный 0,75) увели чиваетс , и на выходе дифференцирующего блока 17 получаетс положительный импульс с амплитудой, пропорциональной величине изменени нагрузки, который через первый диод 16 поступает на обмотку электродинамического преобразовател 13 и вызывает перемещение штока 12 пропорционально из:менению нагрузки. При этом золотник 11 перемещаетс вправо на величину хода штока 12 и обеспечивает подачу дополнительного воздуха из резервуа27 ра 8 в магистраль 9 и далее в цилиндры 6 дизел 1, причем количество дополнительного воздуха соответствует величине изменени нагрузки. К этому моменту времени ограничитель установил подвижный упор 23 в положение, соответствующее величине давлени наддува в ресивере 3, обеспеченное турбокомпрессором 2. Допполнительный воздух через канал 26, датчик 25 и ограничитель 24 вызывает пере- мещение подвижного упора вправо на величину, соответствующую наброшенной нагрузке. Возникающие к этому времени провалы оборотов вызывают перемещение рычага 7 против часовой стрелки. Это перемещение ограничиваетс ходом дополнительного плеча 28 до подвижного упора 23. При этом такты 18 и 19 замыкаютс , и источник питани 15 и согласованно включенный с ним выход датчика нагрузки 20 подключаютс к обмотке электродинамического преобразовате Суммарное напр жение на обмотке получаетс пропорциональным нагрузке , котора в данный момент имеетс на дизель-генераторе. Электродинамический преобразователь 13обеспечивает еще большее перемещение золотника 11 в сторону увеличени подачи дополнительного воздуха из резервуара 8, что в свою очередь вызывает известную реакцию ограничител 24 и позвол ет рычагу 7 переместитьс в сторону еще большей подачи топлива . Это означает, что количество поданного в цилиндры дополнительного воздуха зависит от величины нагрузки , котора определ ет также угол поворота рычага и, следовательно, цикловую подачу топлива. При окончании переходного процесса рычаг 7 перемещаетс по часовой стрелке и занимает положение, соотетствующее новой нагрузке. При этом ополнительное плечо 28 перемещает также по часовой стрелке, что выывает размыкание контактов 18 и 19 прекращение подачи дополнительного оздуха, При использовании устройства в случае наброса нагрузки подача дополнительного воздуха (в отличие от известного устройства, где подача дополнительного воздуха происходит только после провала оборотов и переещени тошшводозирующего органа)This invention relates to the automatic regulation of internal combustion engines. The purpose of the invention is to provide increased efficiency of the engine in transient conditions. The drawing shows the functional diagram of the device. Diesel 1 is equipped with a turbocharger 2 connected to a supercharger receiver 3. The rotational speed controller 4 is connected to the fuel metering body 5 to the diesel cylinders 6 via lever 7. The compressed air tank 8 is connected to the secondary air supply 9 through the locking body 10, which made in the form of a spool 11 driven by the rod 12 of the electrodynamic converter 13. The first terminal of the winding of the electrodynamic converter 13 is connected via the second diode 14 with the positive pole of the power source 15 and through the first diode 16 to the first output of the differentiating block 17. The second terminal of the winding of the electrodynamic converter 13 is connected via the first contact 18 and the second contact 19 to the second output of the load sensor 20 and the second input of the differentiating unit 17. The negative pole of the power supply 15 is connected to the first output of the load sensor 20 and The first input of the differentiating unit 17, Second B; ONtakte 19 is connected via a spring 21 with a button 22, which is associated with a sub-stop 23 of the restrictor 24 of the fuel delivery organ displacement organ. The limiter: 24 is made with a drive from the sensor 25 of the charge pressure, which communicates with the line 9 supplying additional air directly through the channel 26 and with the receiver 3 through the check valve 27. The additional arm 28 of the lever 7 is rigidly connected to the first contact 18. The input of the load sensor 20 is connected with the core winding of the generator 29, the shaft of which is mechanically connected with the shaft of the diesel 1. Differential unit 17 serves to select the beginning and magnitude of the load build-up and the electrodynamic converter to open on the supply of additional air in a quantity corresponding to the magnitude of a change of 7 times, and can be implemented on the elements P and C (active resistance and capacitor). The electrodynamic transducer serves to convert an electrical signal into displacement proportional to the magnitude of this signal, and can be made as the magnitude of this axisymmetric, electromagnetic transducer of armor type with a movable winding fixed to a moving rod. The load cell serves to obtain a constant voltage with a transfer coefficient of 0.75 proportional to the load value of the diesel generator. The power supply constantly provides 25% of the additional air supply with the contacts closed, which occurs when the load is increased. The rest of the increment of the value of additional air provides the load sensor. At nominal load, 100% of the additional air is supplied; at lower loads, the voltage at the output of the load sensor and, consequently, the amount of additional air supplied, is reduced accordingly. The load sensor can be implemented on semiconductor elements, integrated circuits (К155, К140, К176). I The device works as follows. When starting the engine, regulator 4 dramatically increases the fuel supply by turning lever 7 counterclockwise. When the lever moves, its additional arm 28, moving counterclockwise, through the first contact 18 comes into contact with the movable head, moving it to the movable stop 23. The first 18 and second 19 contacts close, and the spring 21 is compressed by moving the button 22 to the right In this case, the power source 15 and the load sensor 20 connected with it are connected in a coordinated manner through the second diode 14 to the winding of the electrodynamic converter 13. Since there is no signal when starting at the output of the load sensor 20, the total voltage The supply from the power source 15 and the outputs of the load sensor 20 is equal to the voltage of the power source 15. In this case, the rod 12 moves to the right, carries the spool 11, and both bakes a certain amount of additional air from the tank 8 to the line 9 and further in cylinder 6 diesel 1. The voltage of the power source 15 provides additional air supply (at zero voltage on the input of the load cell sensor 20) by an amount sufficient to start (about 25% of the maximum). This air flows through the channel 26 to the pressure sensor 25. The signal from the sensor 25 causes the movable stop 23 to move by the limiter 24, allowing the additional arm 28 to move in the direction of increasing the fuel supply. The non-return valve 27 prevents additional air from entering the receiver 3 and does not prevent the pulse from pressurizing the sensor 25. The diesel is started. After the start of the start, the lever 7 rotates clockwise and takes a steady state. The additional arm 28 also moves clockwise. Under the action of the spring 21, contacts 18 and 19 are opened, which causes the supply voltage to be disconnected from the electrodynamic converter 13, which moves the spool 11 to the initial position and cuts off the supply of additional air to the cylinders 6 of the diesel 1. When the diesel generator operates under steady-state load no additional air is supplied, since the additional arm 28 is in a position where contacts 18 and 19 do not close. When the load changes, for example, when it increases, the output signal of the load sensor 20 (having a transfer coefficient of 0.75) increases, and at the output of differentiating unit 17 a positive pulse is obtained with an amplitude proportional to the load change, which through the first diode 16 enters the winding of the electrodynamic converter 13 and causes the movement of the rod 12 in proportion to: the load change. At the same time, the spool 11 moves to the right by the amount of stroke of the rod 12 and provides additional air from the reservoir 27 of the rail 8 to the rail 9 and further to the cylinders 6 of the diesel 1, and the amount of additional air corresponds to the magnitude of the load change. At this point in time, the limiter set the movable stop 23 to a position corresponding to the value of the boost pressure in the receiver 3, provided by the turbo compressor 2. The additional air through the channel 26, the sensor 25 and the stop 24 causes the movable stop to the right to move by the amount corresponding to the thrown load. The resulting dips in revolutions cause the lever 7 to move counterclockwise. This movement is limited by the movement of the additional arm 28 to the movable stop 23. The clocks 18 and 19 are closed, and the power source 15 and the output of the load sensor 20 connected to it consistently are connected to the electrodynamic winding. The total voltage on the winding is proportional to the load, which the moment is on the diesel generator. The electrodynamic converter 13 provides an even greater displacement of the spool 11 in the direction of increasing the supply of additional air from the tank 8, which in turn causes the known reaction of the limiter 24 and allows the lever 7 to move in the direction of an even greater fuel supply. This means that the amount of additional air supplied to the cylinders depends on the magnitude of the load, which also determines the angle of rotation of the lever and, consequently, the cyclic supply of fuel. At the end of the transition process, the lever 7 moves clockwise and takes a position corresponding to the new load. In this case, the additional arm 28 also moves clockwise, which causes the opening of the contacts 18 and 19 to stop the supply of additional air. When using the device in the event of a load being added, the supply of additional air (unlike the known device, where the supply of additional air occurs only after a failure of turns and displacement of the nauseous organ)

SS

происходит сразу в момент изменени нагрузки, т,е, до.перемещени топливодозирующего органа. Тем самым при дальнейшем ходе топливоподачи на ее увеличение в цилиндрах имеетс достаточно воздуха дл полного сгорани топлива. Затем величина расхода дополнительного воздуха в предлагаемом устройстве (в отлк1чие от известного устройства, где резервуар со сжатым воздухом на полную мощность включаетс в магистраль подачи дополнительного воздуха в цилиндры дизел при увеличении нагрузки ) зависит от величины нагрузки и только при номинальном ее значении составл ет максимальную подачу. В то же врем различна величина расхода дополнительного воздуха, соответствующа нагрузке а определ ет соответствующую величину максимальной подачи топлива (в отличие от прототипа, где дополнительный воздух подаетс occurs immediately at the time of change of load, t, e, d. displacement of the toplivodosor organ. Thus, with the further course of the fuel supply, there is enough air in the cylinders for complete combustion of the fuel. Then, the amount of additional air flow in the proposed device (except for the known device, where the tank with compressed air at full power turns on the supply line of additional air to the diesel cylinders with increasing load) depends on the load and only at its nominal value is the maximum flow . At the same time, a different amount of additional air flow, corresponding to load a, determines the corresponding amount of maximum fuel supply (unlike the prototype, where additional air is supplied

67027«67027 "

одной и той же величины на любую величину нагрузки и тем самым задает один и тот же максимальньй ход органа топливоподачи). За счет упреждаю5 щей подачи дополнительного воздуха дизель обладает большим КПД (по сравнению с известным устройством, где начальное увеличение топлива идет без дополнительного воздуха),of the same magnitude at any value of the load and thereby sets the same maximum stroke of the fuel delivery organ). Due to the anticipated supply of additional air, a diesel engine has a high efficiency (compared with the known device, where the initial increase in fuel is without additional air),

10 что обеспечивает меньшие провалы оборотов „ Благодар этому и согласованию количества дополнительного воздуха с количеством топлива и величиной нагрузки уменьшаетс расход10 that provides less speed dips "Thanks to this and the matching of the amount of additional air with the amount of fuel and the load value, the consumption is reduced

15 дополнительного воздуха, топлива, длительности переходного процесса.15 additional air, fuel, duration of the transition process.

Таким образом, использование устройства повышает экономичность и качество регулировани дизел на пе20 реходных режимах, уменьшает расход дополнительного воздуха, снижает дымность, теплонапр женность, улучшает приемистость диэел .Thus, the use of the device improves the economy and quality of diesel regulation at transitional conditions, reduces the consumption of additional air, reduces opacity, heat intensity, and improves the acceleration of the dieel.

Claims

DEVICE FOR REGULATING A DIESEL GENERATOR, comprising a speed regulator connected via a lever to a fuel metering body, a compressed air reservoir connected to a cylinder for supplying additional air to the cylinders through a shut-off element made in the form of an electric signal converter to move the spool, two spring-loaded contacts, connected with the lever of the fuel metering body and, through the button, with the movable stop of the limiter for moving the fuel metering body, The calculator is driven by a boost pressure sensor communicated through an additional channel with an additional air supply line, and is connected via a non-return valve to the diesel air receiver and an electric power source, characterized in that, in order to increase the efficiency of the engine during transient conditions , the device is equipped with a load sensor, a differentiating unit, two diodes, and the electrical signal converter is electrodynamic, its winding is equipped with two clamps, and The two diodes are connected to each other and to the first terminal of the winding of the electrodynamic transducer, the anode of the first diode is connected to the first output of the differentiating unit, the anode of the second diode is connected to the positive pole of the power supply, the negative pole of which is connected to the first output of the load sensor and the first input of the differentiating unit, the second output of the load sensor is connected to the second input of the differentiating unit and the first contact, the second contact is connected to the second terminal of the winding of the electrodynamic pre the transmitter and the second output of the differentiating unit, the input of the load sensor is connected to the armature winding of the generator.

SU. ,,, 1267027