Оценка смещения угловой шкалы для повышения точности управления одноцилиндровым двигателем

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Существенного снижения затрат на управление одноцилиндровым двигателем с принудительным воспламенением для средств малой механизации можно добиться путем замены материальных датчиков виртуальными. Необходимая для управления информация может быть извлечена из частоты вращения коленчатого вала. Достоверность оценки состава смеси по внутрицикловой вариации угловой скорости коленчатого вала зависит от множества факторов, в том числе и от точности установки датчика положения данного вала и диска синхронизации либо другого элемента для определения углового положения коленчатого вала в выбранной системе отсчета.

Выявлены свойства одноцилиндрового двигателя, позволяющие значительно ослабить влияние смещения угловой шкалы на точность оценки состава смеси по кинематическим параметрам работы двигателя, а также произвести оценку самого смещения.

Эксперименты проведены на двигателе общего назначения Honda iGX440 с рабочим объемом 0,44 л, оснащенном опытной электронной системой управления впрыскиванием топлива, зажиганием и дросселированием. Нагрузкой служил гидротормоз.

Смещение угловой шкалы может быть определено различными способами: по отклонению фазы гармоники кинетической энергии кривошипно-шатунного механизма любого наблюдаемого порядка в экстремуме зависимости данной фазы от угла опережения зажигания при прочих равных условиях; по сдвигу производной по углу опережения зажигания указанной зависимости; по сдвигу зависимости разности данной фазы и угла опережения зажигания от последнего; по отклонению фазы гармоник кинетической энергии кривошипно-шатунного механизма высших порядков при угле опережения зажигания, нивелирующем действие смещения шкалы на фазу основной гармоники кинетической энергии кривошипно-шатунного механизма.

Уточнение положения коленчатого вала за счет оценки смещения шкалы предложенными способами позволит сохранить необходимую точность управления углом опережения зажигания на одноцилиндровых двигателях при увеличении допуска на установку элементов для определения углового положения коленчатого вала.

Об авторах

П. В. Абрамов

ОП ООО «НПП «ИТЭЛМА»

Автор, ответственный за переписку.
Email: abhpv@yandex.ru

к.т.н.

Россия, Владимир

Список литературы

  1. Ravenhill P., et al. Low cost electronic fuel injection for motorcycles and utility engines // SAE Paper 2009-32-0149.
  2. Service manual. EX13, 17, 21, 27, SP170, SP210, EX21 electronic fuel injection engines. Robin America, Inc., 2009. URL: https://www.subarupower.com/media/manuals/129036362809063750.pdf (дата обращения: 14.08.2021).
  3. Takano Y., et al. Development of intake air pressure sensorless fuel injection system for small motorcycles // SAE Paper 2011-32-0564.
  4. Nishida K., et al. Estimation of indicated mean effective pressure using crankshaft angular velocity variation // SAE Paper 2011-32-0510.
  5. Seuling S., et al. Model based engine speed evaluation for single-cylinder engine control // SAE Paper 2012-32-0044.
  6. Абрамов П.В., Свирин О.А., Сухов С.П., Кочетков А.А. Оценка наполнения и состава смеси в одноцилиндровом двигателе с принудительным воспламенением по внутрицикловой вариации угловой скорости коленчатого вала // Фундаментальные проблемы совершенствования поршневых двигателей: материалы XII Междунар. науч.-практ. конф. Владим. гос. ун-т. Владимир, 2010. С. 79−86.
  7. Абрамов П.В. Фазовый регулятор состава смеси для одноцилиндрового двигателя // Двигателестроение. 2021. № 2. С. 26−30.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Зависимость фазы основной гармоники кинетической энергии КШМ от угла опережения зажигания при n = 2000 мин–1, нагрузке около 50 % и различных составах смеси

Скачать (98KB)
3. Рис. 2. Зависимость производной по углу опережения зажигания фазы основной гармоники кинетической энергии КШМ от угла опережения зажигания при n = 2000 мин–1, нагрузке около 50 % и различных составах смеси

Скачать (76KB)
4. Рис. 3. Зависимость разности фазы основной гармоники кинетической энергии КШМ и угла опережения зажигания от последнего при n = 2000 мин–1, нагрузке около 50 % и различных составах смеси

Скачать (86KB)
5. Рис. 4. Влияние смещения угловой шкалы на зависимость фазы основной гармоники кинетической энергии КШМ от угла опережения зажигания при n = 2000 мин–1, нагрузке около 50 % и α = 1

Скачать (59KB)
6. Рис. 5. Влияние смещения угловой шкалы на зависимость от угла опережения зажигания разности фазы основной гармоники кинетической энергии КШМ и угла опережения зажигания и производной данной фазы по углу опережения зажигания при n = 2000 мин–1, нагрузке около 50 % и α = 1

Скачать (92KB)
7. Рис. 6. Влияние смещения угловой шкалы на отклонение фазы основной гармоники кинетической энергии КШМ при α = 1 и регулирование состава смеси фазовым регулятором (n = 2000 мин–1, нагрузка – около 50 %)

Скачать (80KB)

© Абрамов П.В., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).