SU1455024A1 - Регул тор частоты вращени теплового двигател - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности двигателестро- ению, а именно к регул торам частоты вращени  теплового двигател , пре имущественно двигател  внутреннего

сгорани .

Цель изобретени  - повьшгение зф- .фективности регул тора путем формировани  скоростных характеристик двигател  по заданному закону и по- вышени  качества переходного процесса двигател .

На фиг.1 представлена принципиаль- 5 на  схема регул тора; на фиг.2 - скоростные характеристики подачи топлива, положени  топливодозируюtero органа и фазового сдвига (дл  тракторного варианта регул тора).

На фиг,1 и 2 применены ел едущие |эбо значени :

N - нагрузка двигател ;

ср - фазовьм сдвиг между приводными валами дифференциала;

Ч угол разворота суммирующего

зала дифференциала;

COj - частота вращени  двигател ;

h - положение топпиводозирующего эргана;

I q - подача топлива. I Регул тор частоты вращени  содер- т электродвигатель 1, дифференциал |2, приводной вал 3 которого сообщен

17 вычислени  управл ющего воздейс ви .

Регул тор частоты вращени  рабо

5 ет следующим образом.

Вал 3 дифференциала 2 приводитс во вращение от двигател  5 через в 4, а вал 6 дифференциала 2 приводи во вращение от вала 7 электродвига

10 л  1 во встречном направлении. Зад ние по частоте вращени  электродви гател  вводитс  в программньй блок 16 с помощью устройства 21 внешнег ввода информации и через блок 17

15 вычислени  управл ющего воздействи поступает в блок 18 управлени  эле тродвигателем. На установившемс  р жиме двигател  5 скорости вращени  приводных валов 3 и 6 одинаковы.

1с валом 4 двигател  5. Другой привод-20 Вследствие этого суммирующий вал 8

;ной вал 6 дифференциала 2 св зан с |валом 7 электродвигател  1. Сумми- |рующий вал 8 дифференциала 2 св зан |с топливодозирующим органом 9 дви- |гател  5. Приводные валы 3 и 6 име- |ют метки 10 их угловых положений. {Регул тор содержит также о 1метчики 11 и 12 угловых положений приводных iвaлoв 3 и 6 дкфференциапа 2, иэмери- 1тель 13.фазового сдвига, измерители :14 и 15 частоты вращени , двигател  ;5 . и электродвигател  1, програм- |мный блок 16, блок 17 вычисле- ; :ни  управл ющего воздействи , блок 18 управлени  электродвигателем, устройство 19 защиты от перегрузок, ;дифференцирующее устройство 20, устройство 21 и 22 внешнего ввода Информации .

Программный блок 16, блок 17 вычислени  управл ющего воздействи , блок Н- управлени  электродвигателем 1, устройство 19 защиты от перегрузок , подключенное к электродвигателю 1, соединены последовательно. Входы измерител  13 фазового сдвига подключены к отметчикам 11 и 12 уг- :ловых положений валов 3 и 6 и выходу измерител  14 частоты вращени  двигател , а выход - к программному блоку 16. Выходы измерителей 14 и 15 частоты вращени  двигател  5 и элек- -тродвигател  1 подключены соответственно к входам программного блока 16 и блока 18 управлени  электродвигателем .

Вход дифференцирующего устройства 20 подключен к выходу измерител  13 фазового сдвига, а выход - к блоку

диференциала 2 и жестко св занный ним топливодозирующий орган 9 непо движны, причем положение последнего соответствует нагрузке и скоростном

25 режиму двигател  5, при этом относи тельные угловые координаты приводны валов (фазовый сдвиг между ними), } определ емые на каждом обороте с по мощью меток 10 их угловых положе30 НИИ, остаютс  неизменными. Если нагрузка двигател  5 изменитс , топ- ливодозирующий орган 9 займет новое положение, вследствие чего относительные угловые координаты валов 3

35 6, кинематически жестко св занных через механизм дифференциала 2, измен тс . Сигналы отметчиков 11 и 12 угловых положений валов 3 и 6 ди ференциала 2 поступают на входы из40 мерител  13 фазового сдвига, куда поступает также сигнал по частоте вращени  вала двигател  5 с выхода измерител  14. По сигналам отметчиков 11 и 12 в измерителе 13 опреде45 л етс  временной интервал между мет 10 приводных валов 3 и 6, на .основании которого с учетом скорости вращени  вала 4 двигател  5 рас считываетс  фазовьм сдвиг между при

gQ водными валами 3 и 6 дифференциала В регул торе использована особен ность дифференциального механизма, заключающа с  в том, что фазовое рассогласование между его приводны55 ми валами 3 и 6 определ ет положение суммирующего вала 8 дифференциала 2 и, следовательно, положение топливодозирующего органа 9, определ ющего цикловую подачу q (фиг.2)

17 вычислени  управл ющего воздействи .

Регул тор частоты вращени  работает следующим образом.

Вал 3 дифференциала 2 приводитс  во вращение от двигател  5 через вал 4, а вал 6 дифференциала 2 приводитс  во вращение от вала 7 электродвигател  1 во встречном направлении. Задание по частоте вращени  электродвигател  вводитс  в программньй блок 16 с помощью устройства 21 внешнего ввода информации и через блок 17

вычислени  управл ющего воздействи  поступает в блок 18 управлени  электродвигателем . На установившемс  режиме двигател  5 скорости вращени  приводных валов 3 и 6 одинаковы.

Вследствие этого суммирующий вал 8

диференциала 2 и жестко св занный с ним топливодозирующий орган 9 непо- движны, причем положение последнего соответствует нагрузке и скоростному

режиму двигател  5, при этом относительные угловые координаты приводных валов (фазовый сдвиг между ними), }.: определ емые на каждом обороте с помощью меток 10 их угловых положеНИИ , остаютс  неизменными. Если нагрузка двигател  5 изменитс , топ- ливодозирующий орган 9 займет новое положение, вследствие чего относительные угловые координаты валов 3 и

6, кинематически жестко св занных через механизм дифференциала 2, измен тс . Сигналы отметчиков 11 и 12 угловых положений валов 3 и 6 дифференциала 2 поступают на входы измерител  13 фазового сдвига, куда поступает также сигнал по частоте вращени  вала двигател  5 с выхода измерител  14. По сигналам отметчиков 11 и 12 в измерителе 13 определ етс  временной интервал между мет- 10 приводных валов 3 и 6, на основании которого с учетом скорости вращени  вала 4 двигател  5 рассчитываетс  фазовьм сдвиг между приводными валами 3 и 6 дифференциала 2. В регул торе использована особенность дифференциального механизма, заключающа с  в том, что фазовое рассогласование между его приводныи валами 3 и 6 определ ет положение суммирующего вала 8 дифференциала 2 и, следовательно, положение топливодозирующего органа 9, опреел ющего цикловую подачу q (фиг.2).

Изменение фазового рассогласовани  приводных валов 3 и 6 дифференциала 2 на угол cf приводит в силу кинематической особенности дифференциала 2 к разовроту суммирующего

tp вала 8 на угол -т-.

Сигнал измерител  13 фазового сдвига поступает в программный блок 16, где сравниваетс  с заданным по программе, учитьюающей зависимость положени  топлйводозирующего органа 9 от частоты вращени  вала 4 двигател  5. Информаци  о частоте вращени  поступает с измерител  14. При достижении фазовым сдвигом заданного уровн , определ емого программой дл  данной комбинации параметров , в программном блоке 16 вы- рабатьшаетс  корректирующий сигнал, направленный на изменение постзшаю- щего с устройства 21 внешнего ввода информации задани  по скорости. Этим обеспечиваетс  формирование требуемых скоростных характеристик по заданному закону (фиг.2).

При изменении нагрузки двигател  5 или задании нового скоростного режима частота вращени  одного из валов 3 или 6 измен етс ,вследствие чего начинает разворачиватьс  суммирующий вал 8 дифференциала 2, и топливодозирующий орган 9 перемещаетс  в сторону уничтожени  рассогласовани  между скорост ми вращени  Приводных валов 3 и 6.

Дл  обеспечени  стабильности скоростного режима электродвигател  1 и, следовательно, двигател  5 сигнал обратной св зи с измерител  t5 частоты вращени  электродвигател  подаетс  в блок 18 управлени  электродвигателем .

1455024

При дости:1сении топливодозирующим органом 9 крайних положений, при которых он становитс  на упор, или при его прихватывании, когда нагрузка на электродвигатель 1 резко возрастет, срабатывает устройство 19 его защиты от перегрузок , ограничивающее максимальные токи.

Дл  улучшени  качества переходного процесса тепловою двигател  в динамических режк15ах регул тор дополнительно оснащен дифференцирующим устройством 20.

: При развороте суммирующего вала 8 дифференциала 2 в случае задани  нового скоростного либо нагрузочного режима разность фаз приводных валов 3 и 6 дифференциала 2 начина- ет измен тьс . Скорость ее изменени  в виде производной по времени определ етс  дифференцирующим устройством 20. Сигнал по скорости изменени  разности фаз приводных валов 3 и 6 дифференциала 2 суммируетс  с сигна- лрм задани  по скорости, поступающим с программного блока 16, таким

образом, чтобы обеспечить плавный разворот суммирующего вала 8 и,следовательно , плавное перемещение топ- ливодозирующего органа 9. Этим обеспечиваетс  высокое качество переходных процессов теплового двигател  5i Коэффициент усилени  обратной св зи по скорости изменени  разности фаз приводных валов 3 и 6 дифференциала задаетс  с помощью устройства 22 внешнего ввода информации.

Обеспечение возможности формиро-г вани  скоростных характеристик по заданному закону позвол ет использовать регул тор частоты вращени  дл  автотракторных двигателей внут

реннего сгорани ,

цзиг.1

Claims (2)

1. РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий электродвигатель и дифференциал, приводные валы которого связаны с валами теплового двигателя и электродвигателя, а суммирующий вал - с топливодозирующим органом двигателя, последовательно соединенные програмный блок, блок вычисления управляющего воздействия, снабженные устройствами внешнего ввода информации,блок управления электродвигателем и устройство защиты от перегрузок, соединенное с электродвигателем, и измерители частоты вращения теплового дви двигателя и электродвигателя, соединенные соответственно с программным блоком и блоком управления электродвигателем и снабженные первичными преобразователями, выполненными в виде отметчиков угловых положений приводных валов, о тличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности путем формирования скоростных характеристик двигателя по заданному закону, он снабжен измерителем фазового сдвига с тремя входами и одним выходом, причем его входы соединены с выходами отметчиков угловых положений приводных валов дифференциала и измерителя частоты вра- с щения теплового двигателя,а выход с программньм блоком.

2. Регулятор по п. 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества переходного процесса теплового двигателя на режимах разгона, он снабжен дифференцирующим устройством, вход которого соединен с выходом измерителя фазоцого сдвига, а выход - с блоком вычисления управляющего воздействия.