RU181951U1 - DEVICE FOR REGULATING THE ROTARY FREQUENCY OF THE CRANKSHAFT OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
DEVICE FOR REGULATING THE ROTARY FREQUENCY OF THE CRANKSHAFT OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE Download PDFInfo
- Publication number
- RU181951U1 RU181951U1 RU2017139625U RU2017139625U RU181951U1 RU 181951 U1 RU181951 U1 RU 181951U1 RU 2017139625 U RU2017139625 U RU 2017139625U RU 2017139625 U RU2017139625 U RU 2017139625U RU 181951 U1 RU181951 U1 RU 181951U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- pulse
- control unit
- ram
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- RRLHMJHRFMHVNM-BQVXCWBNSA-N [(2s,3r,6r)-6-[5-[5-hydroxy-3-(4-hydroxyphenyl)-4-oxochromen-7-yl]oxypentoxy]-2-methyl-3,6-dihydro-2h-pyran-3-yl] acetate Chemical compound C1=C[C@@H](OC(C)=O)[C@H](C)O[C@H]1OCCCCCOC1=CC(O)=C2C(=O)C(C=3C=CC(O)=CC=3)=COC2=C1 RRLHMJHRFMHVNM-BQVXCWBNSA-N 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
- F02D31/001—Electric control of rotation speed
- F02D31/007—Electric control of rotation speed controlling fuel supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/0007—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for using electrical feedback
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Устройство предназначено для регулирования частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. Устройство содержит датчик частоты вращения (1), формирователь сигналов (2), аналого-цифровой преобразователь (3), анализатор сигналов (4), оперативное запоминающее устройство (5), дифференциатор (6), программатор (7), логический элемент «И» (8), пульт управления (9), схему сравнения (10), генератор импульсов (11), делитель частоты (12), блок управления (13), коммутатор (14), широтно-импульсный модулятор (15), усилитель мощности (16) и исполнительное устройство регулятора подачи топлива (17). Такое выполнение обеспечивает повышение качества регулирования частоты вращения коленчатого вала ДВС за счет обеспечения упреждающего воздействия по производной на положение исполнительного механизма регулятора подачи топлива с учетом скорости изменения регулируемого параметра. 1 ил.The device is designed to control the rotational speed of the crankshaft of an internal combustion engine. The device contains a speed sensor (1), a signal conditioner (2), an analog-to-digital converter (3), a signal analyzer (4), random access memory (5), a differentiator (6), a programmer (7), a logic element “AND »(8), control panel (9), comparison circuit (10), pulse generator (11), frequency divider (12), control unit (13), switch (14), pulse-width modulator (15), power amplifier (16) and the actuator of the fuel supply regulator (17). This embodiment provides an increase in the quality of regulation of the engine speed of the ICE by providing a proactive effect on the derivative on the position of the actuator of the fuel supply regulator, taking into account the rate of change of the adjustable parameter. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к автоматическому регулированию частоты вращения двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использована в машиностроении при производстве топливной аппаратуры ДВС.The utility model relates to automatic speed control of internal combustion engines (ICE) and can be used in mechanical engineering for the production of ICE fuel equipment.
Известен цифровой пропорционально-интегральный регулятор с воздействием по производной, использующий в качестве регулирующего воздействия отклонение текущего значения регулируемой величины в цифровой форме (см. авт. св. СССР №259226, МПК G06f, 1989 г.), содержащий сумматор, задатчики пропорциональной, дифференциальной и интегральной составляющих закона регулирования, кварцевый генератор, счетчик и дешифратор команд, выходной регистр, схему срабатывания на равенство двух чисел, частотный датчик, схемы совпадения и клавишный переключатель.Known digital proportional-integral controller with the action of the derivative, using as a regulatory effect the deviation of the current value of the controlled variable in digital form (see ed. St. USSR No. 259226, IPC G06f, 1989), containing an adder, proportional, differential and the integral components of the regulation law, a crystal oscillator, a counter and a command decoder, an output register, an operation circuit for the equality of two numbers, a frequency sensor, matching circuits, and a key switch.
Недостатками данного устройства является невозможность использования в современных системах автоматического управления и регулирования, а также необходимость установки с помощью клавишного переключателя заданного значения регулируемой величины.The disadvantages of this device is the inability to use in modern systems of automatic control and regulation, as well as the need to set using the key switch the set value of the adjustable value.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для регулирования частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания (см. патент РФ на изобретение №2168647, МПК F02D 31/00, F02D 35/02), содержащее датчик частоты вращения, компаратор, генератор импульсов, пульт управления с контроллером, управляемый счетчик импульсов, буфер микроконтроллера, арифметически-логическое устройство, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), делитель частоты, широтно-импульсный модулятор (ШИМ), усилитель мощности, исполнительное устройство регулятора подачи топлива, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и программатор, причем выход датчика частоты вращения соединен с входом компаратора, первый выход которого соединен с первым входом буфера микроконтроллера, а второй выход - с первым входом арифметически-логического устройства, выход пульта управления контроллера соединен с первым входом ОЗУ, выходы программатора соединены с первым входом счетчика импульсов и входом ПЗУ, выход генератора импульсов - с входом делителя частоты, выход делителя частоты - с первым входом ШИМ, выход счетчика импульсов соединен через буфер со вторым входом арифметически-логического устройства, выход ПЗУ - с третьим входом арифметически-логического устройства, а выход ОЗУ с четвертым входом арифметически-логического устройства, выходы арифметически-логического устройства соединяются с входом ОЗУ и вторым входом с широтно-импульсным модулятором выход которого последовательно соединен с входами усилителя мощности и исполнительного устройства регулятора подачи топлива.The closest in technical essence to the claimed device is a device for controlling the rotational speed of the crankshaft of an internal combustion engine (see RF patent for the invention No. 2168647, IPC F02D 31/00, F02D 35/02), comprising a speed sensor, a comparator, a pulse generator , a control panel with a controller, a controlled pulse counter, a microcontroller buffer, an arithmetic logic device, random access memory (RAM), a frequency divider, a pulse-width modulator (PWM), a power amplifier, an auxiliary device of the fuel supply regulator, read-only memory (ROM) and programmer, moreover, the output of the speed sensor is connected to the input of the comparator, the first output of which is connected to the first input of the microcontroller buffer, and the second output to the first input of the arithmetic-logic device, the output of the control panel the controller is connected to the first input of RAM, the outputs of the programmer are connected to the first input of the pulse counter and the input of the ROM, the output of the pulse generator is connected to the input of the frequency divider, the output of the divider is often s - with the first PWM input, the output of the pulse counter is connected through a buffer to the second input of the arithmetic logic device, the ROM output is connected to the third input of the arithmetic logic device, and the RAM output is connected to the fourth input of the arithmetic logic device, the outputs of the arithmetic logic device are connected to the RAM input and the second input with a pulse-width modulator, the output of which is connected in series with the inputs of the power amplifier and the actuator of the fuel supply regulator.
Недостатками данного устройства является ограниченная область использования, в первую очередь, в составе дизель-генераторных установок магистральных тепловозов, из-за невозможности регулирования величины среднего значения частоты вращения с учетом скорости изменения регулируемого параметра.The disadvantages of this device is the limited area of use, primarily in the composition of diesel generator sets of mainline diesel locomotives, due to the impossibility of regulating the average speed value taking into account the rate of change of the adjustable parameter.
Технической задачей заявляемой полезной модели является расширение области использования устройства и повышение качества регулирования частоты вращения коленчатого вала ДВС за счет более оперативного воздействия на орган управления топливоподачей.The technical task of the claimed utility model is to expand the scope of use of the device and improve the quality of regulation of the engine speed of the ICE due to more operational impact on the fuel control.
Для решения поставленной задачи устройство для регулирования частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик частоты вращения, генератор импульсов, делитель частоты, программатор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), пульт управления, широтно-импульсный модулятор (ШИМ), усилитель мощности и исполнительное устройство регулятора подачи топлива, снабжено формирователем сигналов, аналого-цифровым преобразователем (АЦП), анализатором сигналов, дифференциатором, логической схемой «И», схемой сравнения, блоком управления и коммутатором, причем выход датчика частоты вращения соединен с входом формирователя сигналов, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход АЦП с входом анализатора сигналов, первый выход анализатора сигналов соединен с входом дифференциатора, а второй - с первым входом ОЗУ, выход ОЗУ соединен с первым входом схемы сравнения, первый выход пульта управления соединен с первым входом блока управления, второй выход пульта управления соединен со вторым входом схемы сравнения, выход схемы сравнения соединен со вторым входом блока управления, выход дифференциатора соединен с первым входом логической схемы «И», выход программатора соединяется со вторым входом логической схемы «И», выход логической схемы «И» с третьим входом блока управления, выходы делителя частоты соединены со вторым входом ОЗУ и с первым входом ШИМ, выход блока управления с входом коммутатора, а выход коммутатора - со вторым входом широтно-импульсного модулятора.To solve the problem, a device for controlling the rotational speed of the crankshaft of an internal combustion engine, comprising a speed sensor, a pulse generator, a frequency divider, a programmer, random access memory (RAM), a control panel, a pulse-width modulator (PWM), a power amplifier and an executive the fuel supply regulator device is equipped with a signal shaper, an analog-to-digital converter (ADC), a signal analyzer, a differentiator, an “I” logic circuit, a comparison circuit a control unit and a switch, and the output of the speed sensor is connected to the input of the signal conditioner, the output of which is connected to the input of the analog-to-digital converter, the ADC output is connected to the input of the signal analyzer, the first output of the signal analyzer is connected to the input of the differentiator, and the second to the first input RAM, the RAM output is connected to the first input of the comparison circuit, the first output of the control panel is connected to the first input of the control unit, the second output of the control panel is connected to the second input of the comparison circuit, circuit output comparison is connected to the second input of the control unit, the output of the differentiator is connected to the first input of the logic circuit “And”, the output of the programmer is connected to the second input of the logic circuit “And”, the output of the logic circuit “And” with the third input of the control unit, the outputs of the frequency divider are connected to the second RAM input and the first PWM input, the output of the control unit with the input of the switch, and the output of the switch with the second input of the pulse-width modulator.
Сущность технического решения поясняется чертежом, где приведена блок-схема устройства для регулирования частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.The essence of the technical solution is illustrated by the drawing, which shows a block diagram of a device for controlling the rotational speed of the crankshaft of an internal combustion engine.
Устройство состоит из датчика частоты вращения 1, например, оптического датчика в виде энкрементального энкодера с большим количеством меток на один оборот, формирователя сигналов 2, аналого-цифрового преобразователя 3, анализатора сигналов 4, оперативного запоминающего устройства 5, дифференциатора 6, программатора 7, логического элемента «И» 8, пульта управления 9, схемы сравнения 10, генератора импульсов 11, делителя частоты 12, блока управления 13, коммутатора 14, широтно-импульсного модулятора 15, усилителя мощности 16 и исполнительного устройства регулятора подачи топлива 17. Выход формирователя сигналов 2, получающего сигналы от датчика частоты вращения 1, соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 3, выход которого соединен с входом анализатора сигналов 4. Первый выход анализатора сигналов соединяется с входом дифференциатора 6, а второй - с первым входом ОЗУ 5. Для обеспечения работы ОЗУ и широтно-импульсного модулятора второй вход ОЗУ 5 и первый вход ШИМ 15 через делитель частоты 12 соединены с генератором импульсов 11. Выход дифференциатора 6 соединен с первым входом логической схемы «И» 8, а второй вход логической схемы «И» 8 - с выходом программатора 7. Выход генератора импульсов 11 соединяется с входом делителя частоты 12, первый выход которого соединен с первым входом широтно-импульсного модулятора 15, а второй - со вторым входом ОЗУ 5. Первый выход пульта управления 9 соединен с первым входом блока управления 13, а второй - со вторым входом схемы сравнения 10. Выход ОЗУ соединяется с первым входом схемы сравнения 10, а выход схемы сравнения 10 - со вторым входом блока управления 13, а его выход - с входом коммутатора 14, выход которого, в свою очередь, соединен со вторым входом широтно-импульсного модулятора 15. Выход логической схемы «И» 8 соединяется с третьим входом блока управления 13. Выход широтно-импульсного модулятора 15 соединен с входом усилителя мощности 16, выход которого соединяется с входом исполнительного устройства регулятора подачи топлива 17.The device consists of a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Первоначально осуществляют монтаж датчика частоты вращения 1, который закрепляют на двигателе внутреннего сгорания, например, на носке коленчатого вала. Затем монтируют исполнительное устройство регулятора подачи топлива на приводе рейки топливного насоса. После монтажа и подключения питания устройство готово к работе. При этом сигнал от датчика частоты вращения 1 поступает на формирователь сигналов 2, далее на аналого-цифровой преобразователь 3 и после преобразования в двоичный цифровой код и выхода из аналого-цифрового преобразователя 3 поступает на вход анализатора сигналов 4. На этом этапе оцифрованные значения сигнала датчика частоты вращения (энкодера) в результате анализа превращаются в одномерный массив временных меток формата t0, t1, t2, …, tn, где период между двумя временными метками является шагом энкодера, и в дальнейшем преобразуются программным обеспечением анализатора сигналов 4, путем соответствующих вычислений, в физические характеристики - частоту вращения и ускорение. Частота вращения определяется по формуле ni=1(ti-ti-1), где ti, ti-1 - время, соответствующее точкам с частотой вращения соответственно ni и ni-1. Для управления заданным режимом работы двигателя внутреннего сгорания значения частоты вращения поступают на первый вход оперативного запоминающего устройства 5 и далее на второй вход схемы сравнения 10, на первый вход которой и на первый вход блока управления 13 поступают сигналы от пульта управления 9 о заданных значениях частоты вращения. В случае их несовпадения схема сравнения 10 подает управляющий сигнал на второй вход блока управления 13, который посредством коммутатора 14, широтно-импульсного модулятора 15, усилителя мощности сигнала 16 и исполнительного устройства регулятора подачи топлива 17 регулирует топливоподачу, например, перемещая рейку топливного насоса высокого давления в сторону уменьшения либо увеличения подачи топлива.Initially, the
Полученные с помощью анализатора сигналов 4 значения частоты вращения передаются также на вход дифференциатора 6. Здесь интенсивность изменения частоты вращения (угловое ускорение коленчатого вала) рассчитывается как дифференциал приращения рассчитанных значений частоты вращения по времени по следующей формуле: ε=[(ni-ni-1)/(ti-ti-1)]⋅π. Полученные значения сравниваются логической схемой «И» 8 с заданными с помощью программатора 7 значениями и в случае их совпадения подается сигнал на блок управления 13, который с помощью коммутатора 14, широтно-импульсного модулятора 15, усилителя мощности сигнала 16 и исполнительного устройства регулятора подачи топлива 17 обеспечивает увеличение или же уменьшение на определенную величину подачи топлива путем изменения положения органа управления топливоподачей по сравнению с требуемым на основании информации от схемы сравнения 10 уровнем.The rotational speed values obtained using the
Заявленное устройство в сравнении с прототипом позволяет обеспечить универсальность устройства и повысить качество регулирования частоты вращения коленчатого вала ДВС, за счет оперативного воздействия на орган управления топливоподачей и снижения величины фазового запаздывания процессов регулирования путем обеспечения упреждающего воздействия по производной на положение исполнительного механизма регулятора подачи топлива с учетом скорости изменения регулируемого параметра.The claimed device in comparison with the prototype allows to ensure the versatility of the device and to improve the quality of regulation of the engine speed of the engine crankshaft, due to the operational impact on the fuel control and reducing the phase delay of the regulation processes by providing a proactive effect on the derivative on the position of the actuator of the fuel supply controller, taking into account rate of change of an adjustable parameter.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017139625U RU181951U1 (en) | 2017-11-14 | 2017-11-14 | DEVICE FOR REGULATING THE ROTARY FREQUENCY OF THE CRANKSHAFT OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017139625U RU181951U1 (en) | 2017-11-14 | 2017-11-14 | DEVICE FOR REGULATING THE ROTARY FREQUENCY OF THE CRANKSHAFT OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU181951U1 true RU181951U1 (en) | 2018-07-30 |
Family
ID=63141932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017139625U RU181951U1 (en) | 2017-11-14 | 2017-11-14 | DEVICE FOR REGULATING THE ROTARY FREQUENCY OF THE CRANKSHAFT OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU181951U1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1430572A1 (en) * | 1986-06-11 | 1988-10-15 | Всесоюзный Сельскохозяйственный Институт Заочного Образования | Device for controlling rotational speed of internal combustion engine shaft |
RU2076049C1 (en) * | 1988-12-05 | 1997-03-27 | Красноярский Политехнический Институт | Automatic control device for automobile internal combustion engine |
RU2168647C1 (en) * | 1999-12-14 | 2001-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-производственное предприятие Дизельавтоматика" | Method to control speed of rotation of internal combustion engine crankshaft |
-
2017
- 2017-11-14 RU RU2017139625U patent/RU181951U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1430572A1 (en) * | 1986-06-11 | 1988-10-15 | Всесоюзный Сельскохозяйственный Институт Заочного Образования | Device for controlling rotational speed of internal combustion engine shaft |
RU2076049C1 (en) * | 1988-12-05 | 1997-03-27 | Красноярский Политехнический Институт | Automatic control device for automobile internal combustion engine |
RU2168647C1 (en) * | 1999-12-14 | 2001-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-производственное предприятие Дизельавтоматика" | Method to control speed of rotation of internal combustion engine crankshaft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103195975B (en) | Method for controlling piezoelectric valve positioner capable of changing PWM (pulse-width modulation) duty ratio | |
CN1854501B (en) | Controller | |
KR960031785A (en) | High-pressure fuel injection device | |
DE102009047116A1 (en) | Method for operating hybrid drive of motor vehicle, involves determining rotational speed irregularity, and controlling and/or regulating electric motor, so as to reduce rotational speed irregularity by counter torque | |
RU181951U1 (en) | DEVICE FOR REGULATING THE ROTARY FREQUENCY OF THE CRANKSHAFT OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
JP2017082662A (en) | Engine torque estimation device, engine torque estimation system, and engine torque estimation method | |
GB2600350A (en) | Free piston engine control | |
CN101943070B (en) | Control method of motorcycle engine electronic injection system open-loop air-fuel ratio | |
CN103345271A (en) | Gas flow regulation control device based on embedded system | |
Kreinin et al. | A systematic approach to synthesis of a drive system | |
CN111525853B (en) | Motor rotation control method and terminal | |
CN102472194A (en) | Engine speed calculating device and governor control system | |
JPH03199646A (en) | Idle speed controller of engine | |
US4982330A (en) | Arrangement for detecting input signals of a control device in an internal combustion engine | |
CN106460682B (en) | Method for running internal combustion engine | |
CN113006931B (en) | Control method and device for non-intelligent electronic actuator of variable-section supercharger | |
RU2332581C1 (en) | Gas turbine engine automatic control system | |
ATE29765T1 (en) | ARRANGEMENT FOR CONTROLLING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE. | |
UA138508U (en) | METHOD OF MICROCONTROLLER CONTROL OF FREQUENCY OF DIESEL CRANKSHAFT | |
CN105911881A (en) | Simulation method of variable valve timing mechanism | |
RU2446298C1 (en) | Gas turbine engine acs | |
RU2468230C1 (en) | Rotation frequency control method of diesel electric power unit | |
RU2543105C2 (en) | Procedure to up electrical power plant diesel efficiency | |
RU2506556C1 (en) | Apparatus controlling flexible walls of nozzle of wind tunnel | |
Arzhanov et al. | Highly Efficient Control of Electric Drives with Synchronous Motors with Permanent Magnets for Uninhabited Underwater Vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201115 |