Транспортное средство

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Могилевский машиностроительный институт(72) Авторы Геращенко Василий Васильевич Жадик Александр Васильевич(73) Патентообладатель Могилевский машиностроительный институт(57) Транспортное средство, содержащее дизельный двигатель, топливный насос со всережимным регулятором, рейку топливного насоса, сравнивающий элемент, выполненный в виде первого и второго регуляторов напряжения, соленоид с обмотками и подвижным сердечником, соединенный с рейкой топливного насоса, гидротрансформатор, импульсный преобразователь частоты вращения маховика дизельного двигателя, импульсный преобразователь частоты вращения насосного колеса гидротрансформатора, усилитель мощности, формирователи, блок определения запаздывания, при этом импульсные преобразователи, формирователи и блок определения запаздывания выполнены в целом в виде датчика крутящего момента, установленного на валу, соединяющем маховик дизельного двигателя с насосным колесом гидротрансформатора, усилитель мощности выполнен фазочувствительным, обмотки соленоида соединены по дифференциальной схеме, первый вход сравнивающего элемента подключен к выходу датчика крутящего момента, второй вход сравнивающего элемента подключен к источнику напряжения постоянного тока, а выходом сравнивающий элемент соединен с входом фазочувствительного элемента мощности, выход которого подключен к обмоткам соленоида, отличающееся тем, что оно снабжено червячной передачей, червяк которой выполнен на подвижном сердечнике соленоида, а колесо червячной передачи кинематически связано со вторым регулятором напряжения сравнивающего элемента.(56)2011563 1, 1994.2006386 1, 1994.4570770 , 1986.2177765 , 1987. Изобретение относится к транспортным средствам с дизельными двигателями и может быть использовано для улучшения топливной экономичности машин. Известно транспортное средство, содержащее дизель, два датчика частоты вращения,элемент сравнения, усилитель, соленоид с обмотками и подвижным сердечником, соединенным с рейкой топливного насоса дизеля, при этом первый датчик частоты вращения установлен на ведущем колесе транспортного средства, второй датчик частоты вращения установлен на ведомом колесе транспортного средства, первый вход элемента сравнения соединен с выходом первого датчика частоты вращения, второй вход элемента сравнения соединен с выходом второго датчика частоты вращения, усилитель выполнен релейным с зоной нечувствительности, а транспортное средство снабжено делителем, выполненным в виде логометра, первая обмотка которого подключена к выходу элемента сравнения, вторая обмотка - к выходу первого датчика частоты вращения, индукционным трансформаторным преобразователем, поворотная катушка которого механически соединена с осью стрелки логометра, выпрямителем, подключенным на электрические выводы поворотной катушки индукционного трансформаторного преобразователя, вторым элементом сравнения и источником задающего напряжения постоянного тока, при этом первым входом второй элемент сравнения подключен к выходу выпрямителя, вторым входом к источнику задающего напряжения постоянного тока, а выходом - к входу релейного усилителя с зоной нечувствительности, выход которого подключен к обмотке соленоида 1. Недостатком известного транспортного средства является недостаточный выигрыш в улучшении топливной экономичности. Объясняется это тем, что в нем корректируется подача топлива только в зависимости от величины буксования и тем самым поддерживается только касательная сила тяги на максимальных пределах, а подача топлива в дизель в зависимости от нагрузки осуществляется всережимным регулятором, динамические свойства которого не обеспечивают достаточного качества регулирования, происходит запаздывание в перемещении рейки, возникают колебания рейки, происходит перерегулирование при отработке сигналов. В результате топливная экономичность известного транспортного средства недостаточна, что недопустимо. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является транспортное средство, содержащее дизель, топливный насос со всережимным регулятором, рейку топливного насоса, сравнивающий элемент, соленоид с обмотками и подвижным сердечником, соединенный с рейкой топливного насоса, первый импульсный преобразователь частоты вращения маховика дизеля, второй импульсный преобразователь частоты вращения насосного колеса гидротрансформатора, усилитель мощности, формирователи, блок определения запаздывания, при этом импульсные преобразователи, формирователи и блок определения запаздывания выполнены в целом в виде датчика крутящего момента, установленного на валу, соединяющего маховик дизеля с насосным колесом гидротрансформатора, усилитель мощности выполнен фазочувствительным, обмотки соленоида соединены по дифференциальной схеме, первый вход сравнивающего элемента подключен к выходу датчика крутящего момента, второй вход сравнивающего элемента подключен к источнику напряжения постоянного тока, а выходом сравнивающий элемент соединен с входом фазочувствительного усилителя мощности, выход которого подключен к обмоткам соленоида 2. 5034 1 Однако известное транспортное средство обладает недостаточной топливной экономичностью. Объясняется это тем, что при уменьшении или увеличении момента на валу двигателя, то есть при переходе на новые нагрузочные режимы его работы на втором входе сравнивающего элемента, подключенного к источнику постоянного тока, устанавливаются новые значения момента, относительно которых далее будет происходить увеличение или уменьшение подачи топлива в зависимости от изменения нагрузки, с недостаточной точностью. В результате этого происходит снижение топливной экономичности транспортного средства. Поэтому известное транспортное средство необходимо совершенствовать. Задачей изобретения является улучшение топливной экономичности транспортного средства путем совершенствования системы автоматического управления подачей топлива в цилиндры дизельных двигателей. Сущность изобретения заключается в том, что транспортное средство, содержащее дизельный двигатель, топливный насос со всережимным регулятором, рейку топливного насоса, сравнивающий элемент, выполненный в виде первого и второго регуляторов напряжения, соленоид с обмотками и подвижным сердечником, соединенный с рейкой топливного насоса, гидротрансформатор, импульсный преобразователь частоты вращения маховика дизельного двигателя, импульсный преобразователь частоты вращения насосного колеса гидротрансформатора, усилитель мощности, формирователи, блок определения запаздывания, при этом импульсные преобразователи, формирователи и блок определения запаздывания выполнены в целом в виде датчика крутящего момента, установленного на валу, соединяющем маховик дизельного двигателя с насосным колесом гидротрансформатора, усилитель мощности выполнен фазочувствительным, обмотки соленоида соединены по дифференциальной схеме, первый вход сравнивающего элемента подключен к выходу датчика крутящего момента, второй вход сравнивающего элемента подключен к источнику напряжения постоянного тока, а выходом сравнивающий элемент соединен с входом фазочувствительного усилителя мощности, выход которого подключен к обмоткам соленоида, согласно изобретению, снабжено червячной передачей, червяк которой выполнен на подвижном сердечнике соленоида, а колесо червячной передачи кинематически связано со вторым регулятором напряжения сравнивающего элемента. На фиг. 1 изображено ступенчатое изменение момента сопротивления на валу дизельного двигателя на фиг. 2 - перемещение рейки в дополнительной системе управления по возмущению на фиг. 3 - перемещение рейки в существующем транспортном средстве на фиг. 4 - перемещение рейки в заявленном транспортном средстве на фиг. 5 - общая схема транспортного средства на фиг. 6 - графики сигналов на входе вычитающего элемента при отсутствии момента на валу двигателя на фиг. 7 - фазовое смещение импульсных процессов, возникающее с появлением момента на валу на фиг. 8 - сигнал на выходе вычитающего элемента при появлении момента на валу на фиг. 9 - сигнал на выходе выпрямителя на фиг. 10 - сигнал на выходе датчика момента. Транспортное средство (фиг. 5) содержит дизельный двигатель 1, топливный насос 2 со всережимным регулятором, рейку 3 топливного насоса, сравнивающий элемент 4, выполненный в виде регуляторов 5 и 6 напряжения, соленоид 7 с обмотками 8, 9 и подвижным сердечником 10, соединенный с рейкой 3 топливного насоса 2, гидротрансформатор 11,импульсный преобразователь 12 частоты вращения маховика дизельного двигателя 1, импульсный преобразователь 13 частоты вращения насосного колеса гидротрансформатора 11,усилитель 14 мощности, формирователи 15 и 16, блок 17 определения запаздывания, при этом импульсные преобразователи 12 и 13, формирователи 15 и 16 и блок 17 определения запаздывания выполнены в целом в виде датчика 18 крутящего момента, установленного на валу, соединяющего маховик дизельного двигателя 1 с насосным колесом гидротрансформатора 11, усилитель 14 мощности выполнен фазочувствительным, обмотки 8 и 9 соленоида 7 соединены по дифференциальной схеме, первый вход сравнивающего элемента 4 3 5034 1 подключен к выходу датчика 18 крутящего момента, второй вход сравнивающего элемента 4 подключен к источнику 19 напряжения постоянного тока, а выходом сравнивающий элемент 4 соединен с входом фазочувствительного усилителя 14 мощности, выход которого подключен к обмоткам 8 и 9 соленоида 7, червячную передачу, червяк 20 которой выполнен на подвижном сердечнике 10 соленоида 7, а колесо 21 червячной передачи кинематически связано со вторым регулятором 6 напряжения сравнивающего элемента 4. Датчик 18 крутящего момента включает в себя импульсные преобразователи 12, 13,имеющие металлические диски 22 с радиальными прорезями, закрепленные неподвижно соответственно на маховике двигателя 1 и насосном колесе гидротрансформатора 11, щелевые преобразователи 23, установленные соответственно вблизи маховика и насосного колеса, с тремя электрическими выводами, выполненные с возможностью вхождения в их щели выступов металлических дисков 22, вычитающий элемент 24, выпрямитель 25 и конденсатор 26. Фазочувствительный усилитель 14 мощности имеет транзисторы 27,28,резисторы 29, 30, 31, 32, 33. Транспортное средство работает следующим образом. При движении транспортного средства металлические диски 22 проходят в щели преобразователей 12, 13, в результате чего на электрических выводах преобразователей 12, 13 формируются прямоугольные импульсы одинаковой высоты и длительности, которые поступают на вычитающий элемент 24 таким образом, что их выходные сигналы находятся в противофазе. Графики сигналов на выходе вычитающего элемента 24 при отсутствии момента на валу показаны на фиг. 6. С появлением момента на валу возникает фазовое смещение импульсных процессов (фиг. 7), при этом на выходе вычитающего элемента 24 появляется сигнал (фиг. 8), который выпрямляется выпрямителем 25 (фиг. 9) и сглаживается конденсатором 26 (фиг. 10). При увеличении момента на валу двигателя (фиг. 1) на выходе датчика 18 увеличивается сигнал, на выходе сравнивающего элемента 4 формируется сигнал отрицательной полярности. Этот сигнал усиливается фазочувствительным усилителем 14 мощности, при этом включается транзистор 28, появляется ток в обмотке 8 соленоида 7, сердечник 10 которого перемещает рейку 3 в сторону увеличения подачи топлива за время, например равное 0,2 с, что показано на фиг. 2. Одновременно начинается процесс перемещения рейки 3 под действием центробежного регулятора (фиг. 3). Синхронно с перемещением подвижного сердечника 10 соленоида 7 вращается червячное колесо 21 и воздействует на регулятор 6 напряжения сравнивающего элемента 4 в сторону увеличения заданного значения момента до тех пор, пока напряжение на выходе сравнивающего элемента не станет равным нулю. В сумме происходит переходный процесс (фиг. 4), который имеет высокие показатели качества регулирования малое перерегулирование, практически отсутствует колебательность, время регулирования снизилось в несколько раз и составило 0,35 с, этим достигается повышение топливной экономичности, а своевременное уменьшение или увеличение подачи топлива в цилиндры снижает также и токсичность отработавших газов. При уменьшении момента на валу дизельного двигателя на выходе сравнивающего элемента 4 формируется сигнал положительной полярности, он усиливается усилителем 14,при этом включается транзистор 27, появляется ток в обмотке 9 соленоида 7, сердечник 10 перемещается в противоположную сторону, уменьшая подачу топлива. Одновременно центробежный регулятор уменьшает подачу топлива, но запаздывает с этим, например это происходит за 0,5 с. Синхронно с перемещением подвижного сердечника 10 соленоида 7 вращается червячное колесо 21 и воздействует на регулятор 6 напряжения сравнивающего элемента 4 в сторону уменьшения заданного значения момента до тех пор, пока напряжение на выходе сравнивающего элемента не станет равным нулю. В итоге происходит более качественный переходный процесс, чем и достигается улучшение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов транспортного средства. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.