SU1348549A1

SU1348549A1 - Система регулировани подачи топлива транспортного дизел

Info

Publication number: SU1348549A1
Application number: SU864020055A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Стрекопытов; Юрий Михайлович Русаков; Владимир Николаевич Барщенков; Александр Борисович Удальцов
Original assignee: Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им.акад.В.Н.Образцова
Priority date: 1986-02-10
Filing date: 1986-02-10
Publication date: 1987-10-30

Abstract

Изобретение позвол ет повысить точность устр-ва путем коррекции топ- ливоподачи с учетом изменени температур масла и топлива дизел . Система содержит дизель 1, т рбокомпрес- сор 2, блок 4 топливных насосов высокого давлени , привод, содержащий механическую передачу 6, силовой шаговый электродвигатель 7, блок 8 управлени последним, импульсный датчик 9 частоты вращени вала дизел , числоимпульсный преобразователь Ю датчики 11 и 12 расхода и т-ры выхлопных газов, счетчик 13 импульсов, датчик 14 режимов работы дизел ,аналого-цифровые преобразователи 15, 24, 27, схему 16 определени фактического времени переходного процесса, микропроцессор 17, блоки 18, 19 пам ти с устр-вами сравнени , множитель- но-вычитающее устройство 20, сумматор 21, арифметическо-логическое устр-во 22, датчик 23 т-ры масла, блок 25 пам ти, датчик 26 т-ры топлива , ключевое устр-во 28. В результате стабилизации переходного процесса происходит стабилизаци т-р масла и топлива дизел . Устр-во 28 своим первым выходом-подключает второй вход блока 25 к выходу счетчика 13. На первый и третий входы блока 25 поступают сигналы датчиков 23 и 26. В блоке 25 происходит сравнение программного значени цикловой подачи топлива при текущих значени х т-р с фактическим значением подачи топлива . При нали-чии отклонени блок 25 выдает на блок 8 корректирующий сигнал на изменение цикловой подачи топлива с учетом изменени т-ры масла и топлива дизел . 1 ил. с &amp; (Л 00 4 00 ел NU

Description

1

Изобретение относитс к автоматическому регулированию транспортных двигателей внутреннего сгорани , в частности дизелей с турбонаддувом. Целью из обретени вл етс повыше

нйе точности устройства и повышение топливной экономичности транспортног дизел за счет коррекции топливопода чи с учетом изменени температур масла и топлива дизел .

На чертеже представлена функциональна схема системы.

Система содержит дизель 1, имеющи газовую св зь с турбокомпрессором 2 и св занный зубчатой передачей 3 с блоком А топливных насосов высокого давлени с общей рейкой топливных насосов (РТЫ) 5, управл емой при помощи привода, который содержит соединенные механическую передачу 6, силовой шаговый электродвигатель (ШД) 7 и блок 8 управлени шаговым электродвигатель (ШД) 7 и блок 8 управлени шаговым электродвигателем, импульсный датчик 9 частоты вращени вала дизел , числоимпульсный преобразователь (ЧИП) 10, датчик 11 расхода и датчик 12 температуры выхлопных газов,счетчик 13 импульсов, датчик 14 режимов работы дизел , первый 15 аналого-цифровой преобразователь (АЦП), схему 16 определени фактического времени переходного процесса, микропроцессор 17, в который вход т первый 18 и второй 19 блоки пам ти с устройствами сравнени , множитель- но-вычитающее устройство (МВУ) 20, сумматор 21 и арифметическо-логичес

кое устройство (АЛУ) 22, датчик 23 температуры масла, второй 24 АЦП, третий 25 блок пам ти с трем входами и выходом, датчик 26 температуры топлива, третий 27 АЦЦ и ключевое устройство 28 с двум выходами и одним входом. При этом третий 25 блок пам ти и ключевое устройство 28 вход т в микропроцессор 17.

Выход блока 8 управлени шаговым двигателем соединен с ШД, импульсный датчик 9 частоты вращени вала.дизел кинематически св зан с зубчатой передачей 3, а электрически - с входом ИЦ 10. Датчики расхода 11 и температуры 12 выхлопных газов установлены в выхло пном коллекторе, а выходы датчиков 23 и 26 температуры масла и топлива подсоединены соответственно к второму 24 и третьему 27 АЦЦ

0

5

Цервый выход датчика 14 режимов работы дизел подключен к входу первого 15 АЦЦ, а второй выход - к входу схемы 16 определени фактического времени переходного процесса. Цервый, второй, третий, четвертый и п тый входы первого блока 18 пам ти микропроцессора 17 соединены соответственно с выходом ЧИЦ 10, с вторым выходом ключевого устройства 28, с выходом датчика 11 расхода выхлопных газов, с выходом датчика 12 температуры выхлопных газов и с выходом

5 схемы 16 определени фактического времени переходного процесса, а первый и второй выходы - соответственно с первым и вторым входами МВУ 20, третий вход которого соединен с вторым выходом сумматора 21, а выход подключен к входу сумматора 21. Вход второго блока 19 пам ти микропроцессора 17 соединен с выходом ЧИЦ 10, а первый , второй и третий выходы подключены соответственно к первому, второму и третьему входам АЛУ 22, четвертый, п тый, шестой и седьмой входы которого соединены соответственно с выходом АЦЦ 15, с первым выходом сумматора 21, с выходом ЧИЦ 10 и с вторым выходом ключевого устройства 28, а выход подключен к первому входу блока 8 управлени ШД, второй вход которого соединен с выходом третьего блока 25 пам ти, первый, второй, и третий входы которого соединены соответственно с выходом второго АЦП 24, с выходом третьего АЦЦ 27 и с первым входом ключевого устройства 28, вход

0 которого подключен к выходу счетчика 13 импульсов.

В первом 18 блоке пам ти заложены в виде матриц предельные значени расхода выхлопных газов G j в зависи5 мости от частоты вращени вала дизел Gg f(ria) и значени средней температуры выхлопных газов в зависимости от частоты вращени вала дизел и величины цикловой подачи топлива

0 (положени РТН) Т f(na,Z) дл различных режимов работы дизел . Во втором 19 блоке пам ти в виде матриц заложены зависимости цикловой подачи топлива на режиме холостого хода диg зел (верхний и нижний пределы подачи топлива) Ьц f(co,,,), bj f (со,) ,

0

5

где со,

частота

вращени вала дизел (верхний и нижний предел) на режиме холостого хода.

15, поступает на соответствующий 20 D ССц. (С const). Суммаа также зависимость цикловой подачи топлива от отношени нагрузки на валу дизел к его частоте вращени Ьц Г(Мкр/Па), В третьем 25 блоке пам ти в виде матрицы заложена зависимость положени рейки 5 топливных насосов Z (цикловой подачи топлива) от изменени температуры масла и топлива дизел Z f(T, Т),

Система регулировани подачи топлива транспортного дизел работает следующим образом.

При изменении режима работы дизел (например, в тепловозном дизеле при переключении руко тки контроллера машиниста на более высокую позицию ) сигнал датчика 14 () , преобразованный в цифровую форму с помощью АЦП

вход микропроцессора 17 и далее на четвертый вход АЛУ 22. Одновременно сигнал об изменении режима работы с второго выхода датчика 15 поступает на вход схемы 16, котора задает интервал времени дл обработки информации , поступающей на соответствуюоще входы первого блока 18 пам ти.

Импульсный сигнал (пд) частоты вращени вала дизел с выхода датчика 9, преобразованный в цифровую форму в ЧИП Ю, поступает на первый вход первого блока 18 пам ти, на шестой вход АЛУ 22 и на вход второго блока 19 пам ти. На третий и четвертый входы первого блока 18 пам ти от датчиков 11 и 12 поступают сигналы соответственно о расходе (Gg) выхлопных газов и об их средней (по выхлопному коллектору) температуре (Тдг)- При этом ключевое устройство 28 вторым выходом подключено к седьмому входу АЛУ 22 и к второму входу первого 18 блока пам ти, а входом - к выходу

значени указанных выше параметров Если в результате сравнени оказалось , что Gg G;, и Т т;, , т значени Tg, поступают в МВУ 20 На третий вход МВУ 20 с второго выхода сумматора 21 поступает сигнал D предельного значени дымлени , рассчитанного в предыдущем переход- 10 ном процессе. В МВУ производитс пе ремножение поступивших значений Gg. и Т„ и определение приращени преде

D Г

ного значени дымлени дл текущего переходного процесса (произведение 15 параметров Gg и Т,. характеризует в личийу кинетической энергии выхлопн газов). Таким образом, с выхода МВУ 20 на вход сумматора 21 постуйает

сигнал uDnp (Dnp- Вп„ )йГ

Р

где

тор 1 суммирует элементарные значе- чени лDnp на интервале времени, за данном схемой 16. Следовательно, с первого выхода сумматора 21 на п тый

25 вход АЛУ 22 поступает новое предель ное значение дымлени В„ . Второй блок 19 пам ти в зависимости от величины сигнала п, поступившего на его вход, вьщает на соответствующий

30 вход АЛУ 22 один из сигналов необхо димой цикловой подачи топлива, соот

н

ветствующей верхнему b или нижнему Ь пределу частоты вращени холостого хода (если дизель работает

2g без нагрузки), или сигнала Ь, цикловой подачи топлива, необходимой дл исключени просадки оборотов дизел (если дизель работает под нагрузкой ) .

40 На основании поступающей информации АЛУ 22 рассчитывают максимальную цикловую подачу топлива (Z), при которой еще не происходит дымлени . Си нал Z с выхода АЛУ 22 микропроцессосчетчика 13 импульсов. Таким образом, 45 Р поступает на первый вход блока на второй вход первого блока 18 пам - 8 управлени ШД. Влок управлени прети и на седьмой вход арифметическо- логического устройства 22 микропроцессора поступает сигнал по положению РТН (текуща циклова подача топобразует сигнал управлени в последовательность пр моугольных импуль50

угол поворота ротора ШД, т.е. положение РТН 5. Шаговый двигатель 7 через механическую передачу 6 передвигает РТН 5 на расчетную топливоподачу (Zp) . Счетчик 13 импульсов считывает коли- gg чество управл ющих импульсов, поступивших на обмотки ШД, т.е. определ ет фактическое положение РТН 5. С вы- ,хода счетчика 13 импульсов сигнал Z о фактическом положении РТН 5 через

лива).

В первом блоке 18 пам ти проис о- дит сравнение текущих значений G и

-Вг

ИХ программными значени ми

Т,.- дл данной частоты вращени

сэГ

с

и

Пл вала дизел и топливоподачи. При этом с первого и второго выходов первого блока 18 пам ти на первый и второй входы МВУ 20 проход т большие

значени указанных выше параметров. Если в результате сравнени оказалось , что Gg G;, и Т т;, , то значени Tg, поступают в МВУ 20. На третий вход МВУ 20 с второго выхода сумматора 21 поступает сигнал D предельного значени дымлени , рассчитанного в предыдущем переход- ном процессе. В МВУ производитс перемножение поступивших значений Gg. и Т„ и определение приращени предельD Г

ного значени дымлени дл текущего переходного процесса (произведение параметров Gg и Т,. характеризует ве- личийу кинетической энергии выхлопных газов). Таким образом, с выхода МВУ 20 на вход сумматора 21 постуйает

D ССц. (С const). Суммасигнал uDnp (Dnp- Вп„ )йГ

Р

где

тор 1 суммирует элементарные значе- чени лDnp на интервале времени, заданном схемой 16. Следовательно, с первого выхода сумматора 21 на п тый

5 вход АЛУ 22 поступает новое предельное значение дымлени В„ . Второй блок 19 пам ти в зависимости от величины сигнала п, поступившего на его вход, вьщает на соответствующий

0 вход АЛУ 22 один из сигналов необходимой цикловой подачи топлива, соотн

g без нагрузки), или сигнала Ь, цикловой подачи топлива, необходимой дл исключени просадки оборотов дизел (если дизель работает под нагрузкой ) .

0 На основании поступающей информации АЛУ 22 рассчитывают максимальную цикловую подачу топлива (Z), при которой еще не происходит дымлени . Сигнал Z с выхода АЛУ 22 микропроцессоР поступает на первый вход блока 8 управлени ШД. Влок управлени пре

образует сигнал управлени в последовательность пр моугольных импуль45 Р поступает на первый вход блока 8 управлени ШД. Влок управлени пре50

ключевое устройство 28 поступает на седьмой вход АЛУ 22 микропроцессора 17, где происходит его сравнение с расчетным сигналом Z цикловой подачи топлива. При наличии рассогласовани АЛУ 22 выдает на первый вход блока 8 управлени ШД сигнал коррекции положени РТН 5 (цикловой подачи топлива ). В следующий интервал времени, задаваемый схемой 16, цикл работы системы повтор етс . Ограничение топли- воподачи по дымлению происходит до момента Z 2,дд, т.е. до полной стабилизации переходного процесса.

В результате стабилизации переходного процесса происходит стабилизаци температур масла и топлива дизел . В момент времени Z Z,qд ключевое устройство 28 своим первым выходом подключает второй вход третьего блока 25 пам ти к выходу счетчика 13 импульсов. На первый и третий входы третьего блока 25 пам ти через второй 24 и третий 27 АЦП поступают преобразованные в цифровую форму сигналы датчика температуры масла (с„) и датчика температуры топлива (t) дизел соответственно. В третьем блоке 25 пам ти происходит сравнение программного значени цикловой подачи топлива (положени РТН Z,, ) при текущих значени х t .. и t с фактиmI

ческим значением цикловой подачи топлива (положение РТН Z Z,

-WA

) . При

наличии отклонени фактического положени РТН 5 от программного значени третий блок 25 пам ти выдает на второй вход блока 8 управлени ШД корректирующий сигнал (Z) на изменение цикловой подачи топлива с учетом изменени температуры масла и топлива дизел . При отработке шаговым двигателем 7 сигнала температурной коррекции (выполнение услови Z Z) коррекци топливоподачи прекращаетс .

Использование устройства позвол ет повысить экономичность транспортного дизел за счет коррекции подачи топлива с учетом измен ющихс в процессе эксплуатации температур масла и топлива дизел .

Claims

Формула изобретени

Система регулировани подачи топлива транспортного дизел , содержаща дизель, имеющий газовую св зь с турбокомпрессором и св занный зубчатой передачей с блоком топливных насосов высокого давлени с общей рейкой , управл емой при помощи привода, который содержит соединенные между собой механическую передачу, силовой шаговый электродвигатель и блок управлени шаговым электродвигателем, датчик частоты вращени вала дизел ,

числоимпульсный преобразователь, датчик расхода и датчик температуры выхлопных газов, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), счетчик импульсов, датчик режимов работы ди5 зел , схему определени фактического времени переходного процесса, микропроцессор с первым и вторым блоками пам ти, множительно-вычитающим устройством , сумматором и арифметическое

0 логическим устройством (АЛУ), причем датчик частоты вращени вала дизел кинематически св зан с зубчатой передачей и электрически - через числоимпульсный преобразователь с первым

5 входом первого блока пам ти, через датчики температуры и расхода выпускных газов дизель св зан с третьим и четвертым входами первого блока пам ти , второй вход которого соединен с

0 седьмым входом АЛУ, а первый вход - с шестым входом АЛУ и входом второго блока пам ти, три выхода которого соединены с первым, вторым и третьим входами АЛУ, четвертый вход которого через последовательно включение первый АЦП, датчик режимов работы дизел и схему определени фактического времени переходного процесса соединен с п тым входом первого блока пам ти , два выхода которого соединены с первым и вторым входами множитель- но-вычитающего устройства, третий вход которого соединен с вторым входом сумматора, а выход - с входом

5 сумматора, первьш выход которого соединен с п тым входом АЛУ, выход которого через блок управлени шаговым электродвигателем подсоединен к силовому шаговому электродвигателю, к торому через счетчик импульсов подключен седьмой вход АЛУ, отличающа с тем, что, с целью повьщ1ени точности, система дополнительно содержит датчик температуры

c масла, датчик температуры топлива, второй и третий АЦП, третий блок пам ти с трем входами и выходом и ключевое устройство с двум выходами и одним входом, причем блок управлени

5

0

7134

шаговым электродвигателем содержит дополнительный вход, соединенный с выходом третьего блока пам ти, первый и третий входы которого соответствен но через второй АЦП и датчик темпера-

туры масла и третий АЦП и датчик тем-

8

а вход - с

пературы топлива соединены с дизелем, а второй вход - с первым выходом ключевого устройства, второй выход которого соединен с седьмым входом АЛУ,

выходом счетчика импу-.

7 г8Щ

Г

Гм.

Тт

ВГ

Твг

16

25

17

Пзад.

редактор Н.Горват

Заказ 5177/34Тираж 503Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

Со ставитель В.Горбунов

Те хред Л.Олийнык Корректор М.Пожо