Система автоматического управления двигателем

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ(71) Заявитель Могилевский машиностроительный институт(73) Патентообладатель Могилевский машиностроительный институт(57) Система автоматического управления двигателем, содержащая по крайней мере один регулятор и связанную с ним управляемую шлицевую муфту, соединяющую валы привода механизма двигателя, отличающаяся тем, что муфта имеет шлицы с двух сторон с различным углом наклона, в качестве регулятора использована система автоматического регулирования, содержащая микропроцессор с запоминающим устройством,по крайней мере один датчик, аналогоцифровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь, по крайней мере один шаговый электродвигатель, кинематически связанный с управляемой шлицевой муфтой посредством рычажной, винтовой или реечной передачи, при этом выход датчика соединен с входом аналогоцифрового преобразователя, выход которого соединен с входом микропроцессора, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выходы которого соединены с входами шагового электродвигателя.(56) Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей. - Ленинград Машиностроение, 1990. - С. 182-184.2006634 С 1, 1994.4441814 1, 1995. Изобретение относится к системам автоматического управления поршневыми двигателями внутреннего сгорания (ДВС), преимущественно к ДВС с самовоспламенением, т.е. к дизелям. Известны автоматические гидромеханические, пневматические и механические регуляторы дизелей 1. 4732 1 Известны электронные системы управления агрегатами автомобиля, содержащие микропроцессор, запоминающее устройство, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) и цифро-аналоговый преобразователь(ЦАП) 2. Известны автоматические центробежные муфты регулирования положения одной ее части относительно другой. Объектом регулирования может являться кулачковый вал топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизеля. При этом регулируется угол поворота кулачкового вала ТНВД относительно коленчатого вала ДВС, при котором происходит начало подачи топлива в каждый цилиндр дизеля 3. Указанные муфты имеют следующие основные элементы ведущую и ведомую полумуфты, соединенные с помощью подвижных грузов. Ведущая полумуфта имеет жесткую кинематическую связь с коленчатым валом ДВС. Ведомая полумуфта имеет жесткую связь с кулачковым валом ТНВД. В результате подвижности грузов и действия центробежных сил обеспечивается изменение относительного положения (угла поворота) ведомой полумуфты относительно ведущей в зависимости от угловой скорости вала ТНВД, что и обеспечивает заданное положение коленчатого вала, а значит и поршня в каждом цилиндре двигателя, при котором осуществляется начало подачи топлива в каждый цилиндр дизеля. Данные муфты имеют значительную массу (близкую к массе ТНВД). С помощью таких муфт невозможно получить заданный оптимальный закон изменения угла начала подачи топлива, так как регулирование этого угла осуществляется по ограниченному количеству информационных переменных (чаще всего по угловой скорости коленчатого вала двигателя). Задачей настоящего изобретения является уменьшение вращающихся масс привода объекта регулирования ДВС,обеспечение регулирования по большему количеству информационных переменных, что позволит улучшить показатели ДВС экономичность, токсичность, приемистость, шумность. Указанные задачи достигаются тем, что система автоматического управления двигателем содержит, по крайней мере, один регулятор и связанную с ним управляемую шлицевую муфту для соединения валов привода механизмов двигателя, согласно изобретения, муфта имеет шлицы с двух сторон с различным углом наклона, в качестве регулятора использована система автоматического регулирования, содержащая микропроцессор с запоминающим устройством, по крайней мере, один датчик, аналогоцифровой преобразователь,цифроаналоговый преобразователь, по крайней мере один шаговый электродвигатель, кинематически связанный с управляемой шлицевой муфтой посредством рычажной, винтовой или реечной передачей, при этом выход датчика соединен с входом аналогоцифрового преобразователя, выход которого соединен с входом микропроцессора, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выходы которого соединены с входами шагового электродвигателя. Шлицевая муфта для соединения валов привода соответствующего механизма двигателя выполнена в виде втулки,имеющей внутренние шлицы с двух концов, или в виде стержня, имеющего наружные шлицы с двух концов, при этом и в том, и в другом случае муфта имеет в средней части кольцевую канавку или буртик, а шлицы с разных сторон муфты, выполненные с различным углом наклона относительно оси валов, не превышающим 30, со шлицами муфты подвижно соединены шлицевые концы валов привода соответствующего механизма двигателя, при этом шлицевая муфта имеет возможность перемещаться в осевом направлении. Микропроцессор имеет запоминающее устройство. Вал шагового электродвигателя кинематически соединен через винтовую, рычажную или реечную передачу с канавкой или буртиком муфты. Таким образом обеспечивается перемещение муфты вдоль соединяемых валов привода соответствующего механизма (в обе стороны) при вращении вала шагового электродвигателя в соответствующую сторону. В качестве объекта регулирования используется кулачковый вал ТНВД двигателя и(или) вал другого(их) механизма(ов) двигателя. В последнем случае управление осуществляется по меньшей мере двумя объектами регулирования (механизмами двигателя). Сущность изобретения поясняется рисунком. На фиг. 1 приведена функциональная схема системы автоматического регулирования угла начала подачи топлива ТНВД дизеля. Система автоматического управления двигателем содержит объект регулирования 1, в качестве которого может быть кулачковый вал ТНВД и(или) распределительный вал ДВС и(или) рейка (дозатор) ТНВД, соединенный с приводным механизмом через шлицевую муфту 2, имеющую в средней части кольцевую канавку или буртик и с двух сторон шлицы 3 и 4 с разным углом наклона, одного или нескольких датчиков 5, рычага механизма привода шлицевой муфты 6, винтовой или реечной передачи 7, шагового электродвигателя 8, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 10, микропроцессора 11 с запоминающим устройством. Система автоматического управления двигателем работает следующим образом. При поступлении сигналов от датчика(ов) 5 через АЦП 10 на микропроцессорный блок 11 последний по заданному алгоритму помещенной в его запоминающем устройстве программы определяет количество и направление управляющих импульсов для шагового электродвигателя 8 и через ЦАП 9 передает их на шаговый электродвигатель 8. При повороте вала шагового электродвигателя 8 происходит перемещение кинематически связанного с винтовым или реечным редуктором 7 конца рычага 6. При этом другой конец этого рычага, шарнирно соединенный с канавкой или буртиком шлицевой муфты 2 переместит ее в осевом направлении. Так как муфта 2 с разных своих сторон имеет шлицы с разным наклоном, то произойдет поворот вала ТНВД 1 относительно вала при 2 4732 1 водной шестерни 12. Причем определенным сигналам датчика(ов) в соответствии с заданным алгоритмом программы, помещенной в запоминающем устройстве, будет соответствовать определенное положение вала 1 относительно шестерни 12. Источники информации 1. Основы теории автоматического регулирования / Под ред. В.И. Крутова. - М. Машиностроение, 1984.- С. 77-92. 2. Гируцкий О.И., Есеновский-Лашков Ю.К., Поляк Д.Г. Электронные системы управления агрегатами автомобиля. -М. Транспорт, 2000. - С. 14-18. 3. Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей. -Л. Машиностроение, 1990. - С. 182184. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.