СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Таблица 1. Передаточные функции элементов структурной схемы

Вариант	W1(P)	W2(P)	W3(P)	W4(P)
1.		T∙P+ 1	k∙P
2.	k	k∙P		k
3.		k∙P
4.			k	T∙P+1
5.	k	k∙P
6.
7.		T∙P+1
8.			T∙P+1
9.
10.			k
11.			T∙P+1	T∙P+1
12.		k∙(TP+1)

 

Выводы: при выполнении лабораторной работы был изучен принцип действия, составлена функциональная схема, структурная схема и определена передаточная функция автоматической системы управления частотой вращения электропривода постоянного тока токарного станка.

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Цель работы: изучить принцип действия, составить функциональную схему, структурную схему и определить передаточную функцию автоматической системы управления частотой вращения двигателя внутреннего сгорания с гибкой обратной связью

Теоретические сведения

Рисунок. 7.1. Принципиanьная схема автоматической системы управления
частотой вращения двигателя внутреннего сгорания:
1- центробежный маятник; 2- рычаг; 3- золотник; 4 - топливный насос;
5- сервомотор; 6 - изодромное устройство; 7- пружина

Решение

Воспринимающий орган ВО - центробежный маятник 1 через рычаг АВ действует на золотник 3, представляющий собой на функ­циональной схеме УО. Поршнем сервомотора 5 - НО управляют при помощи золотника. Сервомотор переставляет рейку топливного насо­са 4, который по функциональному назначению выполняет роль РО, изменяющего подачу топлива в цилиндры

 

двигателя - ОУ. Блоком питания является насос гидросистемы.

Система имеет две обратные связи. Гибкая обратная связь ОС₁ с выхода исполнительного органа с усилительным органом образуется благодаря рычагу АВ и изодрому 6 с пружиной 7. Вторая обратная связь ОСг с объектом управления на регулирующий орган, появляется в результате конструктивной связи топливного насоса с валом двигателя - частота вращения насоса п₁ пропорциональна числу оборотов двигателя n.

Изодромное устройство обеспечивает астатическую характеристику регулирования, т. е, точную стабилизацию частоты вращения при изменении в широких пределах возмущения М(t) - момента на валу двигателя. Например, при уменьшении нагрузки частота враще­ния двигателя увеличится, рычаг АВ повернется вокруг точки В и пе­реместит поршни золотника 3 вверх. Масло М₁ под давлением посту­пит в верхнюю полость сервомотора 4, и его поршень, двигаясь вниз, передвинет рейку насоса в сторону уменьшения подачи топлива.

Одновременно переместится вниз поршень 6 изодрома и растянется пружина 7, так как масло из нижней полости цилиндра изодрома не успевает быстро перетечь в верхнюю полость через малое отверстие в поршне. При этом рычаг АВ поворачивается вокруг точ­ки А и закрывает окна золотника 3, вследствие чего поршень серво­мотора прекращает свое движение при частоте вращения двигателя несколько выше первоначальной. Затем под действием пружины 7 точка В рычага АВ постепенно, по мере перетекания масла в цилинд­ре 6, поднимается в свое исходное положение и снова открывает ок­на золотника 3.

Процесс повторяется до тех пор, пока в системе не наступит равновесие, которому соответствует строго определенная частота вращения двигателя. Такой регулятор называют астатическим, или изодромным.

Учитывая вышеизложенное пояснение, построим функциональ­ную схему, представленную на рис. 7.2, и структурную схему, пред­ставленную на рис. 7.3, автоматической системы управления частотой вращения двигателя внутреннего сгорания.

 

Рисунок 7.2. Функциональная автоматической системы управления

частотой вращения двигателя внутреннего сгорания

 

Рисунок 7.3 Структурная схема АСУ частотой вращения
двигателя внутреннего сгорания

 

Выделим в системе следующие элементы с передаточными функциями:

- для управляемого объекта (двигатель);

- для воспринимающего органа (центробежный ма­ятник);

- для дополнительной обратной связи (изодромное устройство);

- для дополнительной обратной связи (насос с двигателем);

- для усилительного органа (золотник);

-для исполнительного органа (сервомотор);

- для регулирующего органа (топливный насос).

 

Определим передаточные функции для двух частей системы, имеющих дополнительные отрицательные обратные связи:

Исходя из преобразований структурной схемы, определим передаточную функцию всей системы: