SU1749515A1

SU1749515A1 - Internal combustion engine gas feed control system

Info

Publication number: SU1749515A1
Application number: SU904780448A
Authority: SU
Inventors: Виктор Владимирович Виноградов
Original assignee: Дизельный завод "Двигатель революции"
Priority date: 1990-01-10
Filing date: 1990-01-10
Publication date: 1992-07-23

Abstract

Использование: системы регулировани подачи газа в двухтактных газовых двигател х внутреннего сгорани . Сущность изобретени : система снабжена устройствами 8 сдвига по числу цилиндров и переключателем 14, а регул тор 9 исполнительных устройств выполнен пропорциональным с двум входами. Датчик 15 выполнен в виде датчика давлени . Вход каждого устройства 8 сдвига соединен с выходом пропорционального регул тора 9, а выход устройства 8 сдвига - с соответствующим входом исполUses: gas supply control systems in two-stroke gas internal combustion engines. SUMMARY OF THE INVENTION: The system is provided with devices for shifting the number of cylinders and a switch 14, and the controller 9 for the actuators is proportional with two inputs. Sensor 15 is configured as a pressure sensor. The input of each device 8 shift is connected to the output of the proportional regulator 9, and the output of the device 8 shift to the corresponding input

Description

Изобретение относитс к двигателест- роению, в частности к системам регулировани подачи газа в цилиндры двигател внутреннего сгорани ,FIELD OF THE INVENTION The invention relates to engine-building, in particular, to systems for regulating the supply of gas to cylinders of an internal combustion engine,

Известна система регулировани под- ачи газа в цилиндры двигател внутреннего сгорание, содержаща регулируемый дрос- сел-,, св занный с регул тором частоты вращени и установленный а газовом коллекторе топливного газа, и индивидуаль- ные дозаторы газа каждого рабочего цилиндра двигател , снабженные приводом от исполнительных устройств - сервомоторов, которые подключены к общему трубопроводу , соединенному с рабочей полостью одно- го из цилиндров (задающего),A known system for regulating the supply of gas to the cylinders of an internal combustion engine, comprising an adjustable throttle valve associated with a rotational speed regulator and installed in the gas collector of the fuel gas, and individual gas metering units of each engine working cylinder equipped with a drive from actuators - servomotors that are connected to a common pipeline connected to the working cavity of one of the cylinders (master),

Однако в этой системе регулировка проходного сеченич индивидуальных дозаторов каждого рабочего цилиндра и количества поступающего в цилиндр топли- ва зависит от работы одного (задающего) цилиндра, в котором в первый момент при запуске двигател и работе без нагрузки могут возникать пропуски вспышек, как в любом цилиндре, из-за низкого давлени воздуха наддува и нечеткого искрообразо- вани . Настройка всех цилиндров по задающему в этом случае приводит к прекращению вспышек в работающих цилиндрах и переобогащению смеси в осталь- ных цилиндрах и, следовательно, к. созданию предпосылок дл взрыва в аы хлопном коллекторе. Нестабильное горение (пропуски вспышек) может возникать в задающем цилиндре и при работе под нагруз- кой, например при снижении давлени топливного газа.However, in this system, the adjustment of the bore section of individual metering devices of each working cylinder and the amount of fuel entering the cylinder depends on the operation of one (master) cylinder, in which, at the first moment when starting the engine and working without load, skips of flashes may occur, as in any cylinder due to low pressurized air pressure and fuzzy sparking. Adjusting all cylinders in this case causes the outbreaks in the operating cylinders to stop and the mixture in the remaining cylinders is over-enriched and, consequently, creating the prerequisites for an explosion in a cotton header. Unstable burning (misfiring) can occur in the master cylinder and when operating under load, for example, when the pressure of the fuel gas decreases.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой вл етс система регулировани подачи газа в двигатель внутреннего сгорани , содержаща регулируемый дроссель, св занный с регул тором частоты вращени и установленный в трубопроводе подачи топливного газа, индизиThe closest in technical essence to the present invention is a system for regulating the supply of gas to an internal combustion engine, comprising an adjustable throttle connected to a rotational speed regulator and installed in the fuel gas supply line indi

дуальные дозаторы газа каждого рабочего цилиндра двигател , снабженные приводом от исполнительных устройств, и регул тор, подающий управл ющие сигналы на исполнительные устройства и соединенный с датчиком дл измерени расхода подаваемого топливного газа.dual gas metering units for each working cylinder of the engine, driven by actuators, and a regulator, which provides control signals to the actuators and is connected to the sensor for measuring the flow rate of the supplied fuel gas.

Система характеризуетс тем, что регул тор вл етс экстремальным, св зан с датчиком общего расхода газа и подает управл ющие сигналы на исполнительные устройства через шаговый переключатель, управл емый компаратором, св занным с экстремальным регул тором. В системе каждый рабочий цилиндр двигател последовательно настраиваетс на уменьшение мгновенного значени общего расхода топливного газа, те. осуществл етс принцип шаговой настройки по расходу.The system is characterized by the fact that the regulator is extreme, connected to the total gas flow sensor and provides control signals to the actuators via a step switch controlled by a comparator connected to the extreme regulator. In the system, each engine operating cylinder is sequentially tuned to reduce the instantaneous total fuel gas flow rate, those. The principle of step-by-step flow control is implemented.

Однако система регулировани подачи газа не учитывает индивидуальные гидравлические характеристики дозаторов и примыкающих к ним трубопроводов и существующее распределение давлени топливного газа вдоль трубопровода подачи . Поэтому система не может обеспечить оптимальный режим одновременно дл всех рабочих цилиндров, а значит, не может обеспечить одновременно по всем цилиндрам равномерное распределение нагрузки и, следовательно, достаточную надежность работы двигател . Кроме того, регулировка по расходу не всегда приводит к оптимальному режиму работы цилиндра, так как расход может быть не тождественен давлению в трубопроводе подачи, а именно от давлени зависит перераспределение топливного газа между цилиндрами.However, the gas supply control system does not take into account the individual hydraulic characteristics of the dispensers and adjacent pipelines and the existing distribution of fuel gas pressure along the supply pipeline. Therefore, the system cannot provide the optimal mode simultaneously for all working cylinders, and therefore cannot ensure uniform load distribution over all cylinders and, consequently, sufficient engine operation reliability. In addition, flow control does not always lead to the optimal operation of the cylinder, since the flow rate may not be identical to the pressure in the supply pipeline, namely the redistribution of the fuel gas between the cylinders depends on the pressure.

Целью изобретени вл етс повышение надежности в работе двигател путем обеспечени равномерного распределени нагрузки между цилиндрами.The aim of the invention is to increase the reliability of the engine by ensuring a uniform load distribution between the cylinders.

Система дополнительно снабжена устройствами сдвига по числу цилиндров и переключателем , а регул тор исполнительных устройств выполнен пропорциональным с двум входами, датчик выполнен в виде датчика давлени , причем вход каждого устройства сдвига доединен с выходом пропорционального регул тора, а выход устройства сдвига - с соответствующим входом исполнительного устройства, выход переключател соединен с одним из входов пропорционального регул тора, а датчик давлени - с другим входом пропорционального регул тора.The system is additionally equipped with shift devices for the number of cylinders and a switch, and the actuator controller is proportional with two inputs, the sensor is designed as a pressure sensor, and the input of each shift device is connected to the output of the proportional controller, and the output of the shift device is with a corresponding executive input the device, the output of the switch is connected to one of the proportional regulator inputs, and the pressure sensor to another input of the proportional regulator.

На фиг. 1 показана функциональна схема системы; на фиг. 2 - пропорциональный регул тор исполнительных устройств.FIG. 1 shows a functional diagram of the system; in fig. 2 - proportional control of actuators.

Система регулировани подачи газа в двигатель внутреннего сгорани содержит регулируемый дроссель 1, установленный в трубопроводе 2 подачи топливного газа. Регулирующий орган дроссел т гой 3 св зан с регул тором 4 частоты вращени двигател . Цилиндры 5 двигател через дозаторы 6 соединены с трубопроводом 2 подачи газа. Дозирующие органы дозаторов 6 кинематически св заны с выходом исполнительных устройств 7, Вход каждого исполнительного устройства 7 соединен с выходом соответствующего устройства 8 сдвига, а вход каждого устройства 8 сдвига - с выходом пропорционального регул тора 9.The gas supply control system for the internal combustion engine comprises an adjustable choke 1 installed in the fuel gas supply line 2. The regulator of the throttling throttle 3 is associated with the regulator 4 frequency of rotation of the engine. The cylinders 5 of the engine through the dispensers 6 are connected to the pipeline 2 gas supply. The metering bodies of the dispensers 6 are kinematically connected with the output of the actuating devices 7, the input of each actuating device 7 is connected to the output of the corresponding shifting device 8, and the input of each shifting device 8 to the output of the proportional regulator 9.

Устройство 8 сдвига состоит из пневмо- повторител со сдвигом, предназначенного дл компенсации разности усилий на управление дозаторами (момент трогани , перемещени органа регулировани ), и пневматического пропорционального регул тора с линейными статическими характеристиками , обеспечивающего настройку дозатора при изменении давлени топливного газа в коллекторе, Число устройств сдвига равно числу рабочих цилиндров. Пропорциональный регул тор 9 исполнительных устройств по функциональным возможност м вл етс управл ющим устройством и включает пневматический пропорциональный регул тор 10с линейными статическими характеристиками, задат- чик 11 управлени , выключающее реле 12, регулируемое пневмосопротивление 13, Пропорциональный регул тор 9 исполнительных устройств имеет один выход, к нему подсоединены все устройства 8 сдвига . Выход переключател 14 соединен с одним из входов пропорционального регул тора 9. Датчик 15 давлена, например манометр с пневмовыходом, св занный с трубопроводом 2, соединен с другим входом регул тора 9.The shift device 8 consists of a pneumatic repeater with a shift, designed to compensate for the difference in efforts to control the dispensers (moment of moving, movement of the regulator), and a pneumatic proportional regulator with linear static characteristics that allow the dispenser to be adjusted when the pressure of the fuel gas in the manifold changes shear devices equal to the number of working cylinders. The proportional regulator 9 of actuators is functionally a controlling device and includes a pneumatic proportional regulator 10 with linear static characteristics, a control point 11 of the control, switching off the relay 12, an adjustable pneumatic resistance 13, a Proportional regulator of 9 actuators has one output, All 8 shift devices are connected to it. The output of the switch 14 is connected to one of the inputs of the proportional regulator 9. The sensor 15 is pressed, for example a pressure gauge with a pneumatic outlet, connected to the pipeline 2, is connected to the other input of the regulator 9.

Система работает следующим образом.The system works as follows.

Топливный газ по трубопроводу 2 через дозаторы 6 поступает в цилиндры 5 двигател . Давление топливного газа в трубопроводе 2 зависит от проходного сечени 5 дроссел 1, которым управл ет регул тор 4 частоты вращени через кинематическую св зь 3. Дозаторы б управл ютс исполнительными устройствами 7, на которые через устройства 8 сдвига поступают управл ю- 10 щие сигналы с пропорционального регул тора 9. Пневмоповторитель со1 сдвигом, вход щий в состав устройства 8 сдвига. обеспечивает сдвиг сигнала до величины ±0,15 кгс/см2. Пневматический пропорцио- 15 нальный регул тор с линейными статическими характеристиками, вход щий в состав устройства 8 сдвига, позвол ет настраивать предел пропорциональности 2-3000%, что обеспечивает настройку дозатора при из0 менении давлени топливного газа в коллекторе в пределах 1,0-4,0 кгс/см2 (в эксплуатации давление топливного газа обычно в пределах 1,2-2,8 кгс/см2)Fuel gas through the pipeline 2 through the metering devices 6 enters the cylinders 5 of the engine. The pressure of the fuel gas in the pipeline 2 depends on the flow cross-section 5 of the throttles 1, which is controlled by the speed controller 4 through the kinematic link 3. The metering devices B are controlled by the actuators 7, to which the control signals go through the shift devices 8 proportional regulator 9. Pneumatic one-shift valve, which is part of the device 8 shift. provides a signal shift to a value of ± 0.15 kgf / cm2. The pneumatic proportional regulator with linear static characteristics, which is part of the 8 shift device, allows you to adjust the proportionality limit of 2-3000%, which ensures the adjustment of the meter when the pressure of the fuel gas in the collector varies from 1.0-4 0 kgf / cm2 (in operation, the pressure of the fuel gas is usually in the range of 1.2-2.8 kgf / cm2)

Каждое устройство 8 сдвига в эависимо5 сти от величины управл ющего сигнала из устройства 9 формирует свой сигнал в зависимости от регулировки пкевмоповторител со сдвигом и настройки регул тора (наклона статической характеристики), т.е. с учетомEach shift device 8, depending on the magnitude of the control signal from device 9, generates its own signal depending on the adjustment of the pseudo-repeater with the shift and the adjustment of the regulator (tilt of the static characteristic), i.e. taking into account

0 распределени давлени топливного газа в трубопроводе подачи и индивидуальных гидравлических характеристик дозатора, дл которого предназначен сигнал, и примыкающего к нему трубопровода. В зависи5 мости от величины сигнала, выработанного устройством 8, регулируетс проходное сечение соответствующего дроссел 6 так, чтобы обеспечить оптимальный режим работы цилиндра,0 the distribution of fuel gas pressure in the supply line and the individual hydraulic characteristics of the dispenser for which the signal is intended, and the adjacent pipeline. Depending on the magnitude of the signal generated by the device 8, the flow area of the corresponding throttles 6 is adjusted so as to ensure the optimum mode of operation of the cylinder,

0 При запуске двигател по команде системы управлени (не показана) устройство 14 переключает регул тор 9 на режим пуска, блокиру сигнал датчика 15 давлени . Дл этого переключатель 14 подает сигнал на0 When starting the engine at the command of a control system (not shown), device 14 switches regulator 9 to start mode, blocking the signal from pressure sensor 15. To do this, switch 14 sends a signal to

5 реле 12 выключени . Нормально открытое сопло закрываетс и отключает выходной сигнал от пневматического пропорционального регул тора 10, преобразованный от датчика 15 давлени . Сигнал от задатчи0 ка 11 управлени через открывшеес нормально закрытое сопло выключающего реле 12 поступает на устройства 8 сдвига и настраивает дозаторы 6 на режим пуска двигател .5 relay 12 off. The normally open nozzle closes and shuts off the output signal from the pneumatic proportional controller 10, converted from the pressure sensor 15. The signal from control unit 11 through the opened normally closed nozzle of the switching-off relay 12 is fed to the shift devices 8 and adjusts the metering units 6 to the engine start mode.

5По завершению пуска двигател сигнал5After completion of engine start signal

от переключател 14 снимаетс , реле 12 переключаетс и сигнал от пневматического регул тора 10 через пневмосопротивление 13 проходит на настройку устройств 8 сдвига . С этого момента регул тор 9 вырабатывает управл ющий сигнал в зависимости от уровн сигнала датчика 15 давлени (манометра ), т.е. от давлени в трубопроводе 2. Давление топливного газа в трубопроводе подачи плавно поднимаетс до рабочего. the switch 14 is removed, the relay 12 switches and the signal from the pneumatic controller 10 through the pneumatic resistance 13 passes to the setting of the shift devices 8. From this moment, the regulator 9 generates a control signal depending on the signal level of the pressure sensor 15 (pressure gauge), i.e. from the pressure in the pipe 2. The pressure of the fuel gas in the supply line smoothly rises to the working one.

При изменении нагрузки давление в трубопроводе 2 измен етс . Измен етс и уровень сигнала на выходе датчика 15. Пропорциональный регул тор 9 вырабатывает управл ющее воздействие, пропорциональ- ное полученному от датчика 15 давлени сигнала. As the load changes, the pressure in line 2 changes. The level of the signal at the output of the sensor 15 also changes. The proportional regulator 9 generates a control action proportional to that received from the sensor 15 of the signal pressure.

Claims

Claims of Invention A gas flow control system for an internal combustion engine comprising an adjustable throttle connected to a rotational speed controller and installed in the gas supply line, individual gas meters of each operating cylinder provided with a drive

from actuators, and an actuator regulator connected to a sensor for measuring the parameter of the supplied fuel gas, characterized in that, in order to increase the reliability of the engine by ensuring uniform load distribution between the cylinders, the system is additionally equipped with shifters according to the number of cylinders and a switch, and the controller of executive devices is proportional with two inputs, the sensor is designed as a pressure sensor, - the input of each shift device The hectare is connected to the output of the proportional regulator, and the output of the shifter is connected to the corresponding input of the actuator, the output of the switch is connected to one of the inputs of the proportional regulator, and the pressure sensor is connected to another input of the proportional regulator.

four-