ПЕРЕНАСТРАИВАЕМЫЙ РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДИЗЕЛЯ Российский патент 1994 года по МПК F02D1/10 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а более конкретно, к центробежным регуляторам частоты вращения дизелей.

Известны трехрежимные регуляторы частоты вращения автомобильных дизелей, содержащие центробежные грузы, муфты, пружины сжатия, рычаг управления, дозатор топлива, обеспечивающие трехрежимные статические характеристики, и всережимные регуляторы, содержащие центробежные грузы, муфту, силовой рычаг, связанный через пружину с рычагом управления, обеспечивающие всережимные статические характеристики.

Для транспортных работ экономичнее и эффективнее применение известных трехрежимных регуляторов, а для выполнения технологических функций сельскохозяйственными тракторами, агрегатирующимися с сельскохозяйственными машинами, или технологических функций строительными и дорожными машинами - эффективнее применение всережимных регуляторов, так как при этом обеспечивается необходимая точность регулирования частоты вращения. Кроме того, дизели, оснащенные известными трехрежимными регуляторами, работают недостаточно эффективно при торможении двигателя на промежуточных скоростных режимах между минимальным и максимальным.

Таким образом, целью настоящего изобретения является повышение точности регулирования при выполнении технологических операций машинами сельскохозяйственного и строительно-дорожного назначения и повышение эффективности торможения двигателя на промежуточных скоростных режимах между минимальным и максимальным.

Таким образом, объективно существует необходимость работы тракторного дизеля по различным регуляторным характеристикам: при выполнении технологических операций - по всережимным, а транспортных - трехрежимным, причем с более крутым протеканием характеристик ниже холостого хода, чтобы повысить и эффективность торможения двигателем.

В связи с этим можно разработать конструкцию регулятора, отвечающую этим требованиям.

Техническое исполнение предлагаемого регулятора наиболее близко к конструкции регулятора частоты вращения дизеля (авт.св. N 1048146, кл. F 02 D 1/10).

Этот регулятор содержит приводной вал с тяжелыми и легкими центробежными грузами, подпружиненую муфту тяжелых грузов, установленную с возможностью перемещения вдоль оси вала и с возможностью взаимодействия с тяжелыми грузами и с муфтой легких грузов, муфта легких грузов установлена с возможностью осевого перемещения вдоль вала и с возможностью взаимодействия с легкими грузами и с дифференциальным рычагом, кинематически связанными с муфтой легких грузов, через тягу с органом дозирования топлива и через упругий элемент с рычагом управления, стакан с подпружиненной шайбой, установленный коаксиально приводному валу и с возможностью взаимодействия через пружину и подпружиненную шайбу с муфтой легких грузов.

Недостатки упомянутой конструкции регулятора в том, что она не обеспечивает всережимных регуляторных характеристик для качественного выполнения технологических функций трактора и не обеспечивает крутого протекания регуляторных характеристик ниже уровня холостого хода, что необходимо для эффективного торможения двигателем при выполнении транспортных работ.

Конструктивно устранение этого недостатка достигнуто тем, что регулятор снабжен полым валом с первой соединительной полумуфтой, установленным коаксиально приводному валу, второй соединительной полумуфтой, установленной на приводном вале с возможностью перемещения вдоль оси приводного вала и совместного с ним вращения и с возможностью взаимодействия с первой соединительной полумуфтой, дополнительным стаканом, установленным коаксиально приводному валу, шарнирно связанным с рычагом управления и подпружиненным через пружину минимальных скоростных режимов относительно муфты легких центробежных грузов, втулку с всережимной пружиной, установленную коаксиально приводному валу и жестко связанную со стаканом, пружину промежуточных скоростных режимов, установленную между стаканом и дополнительным стаканом, причем легкие центробежные грузы установлены на полом вале, муфта тяжелых центробежных грузов кинематически связана с органом дозирования топлива, последний выполнен подпружиненным, а муфта тяжелых центробежных грузов установлена с возможностью взаимодействия с всережимной пружиной.

На фиг.1 изображена кинематическая схема регулятора; на фиг.2, 3 - статические характеристики регулятора соответственно для всережимного и трехрежимного вариантов настройки.

На фиг. приняты следующие обозначения: К - координата дозатора топлива, С - частота вращения, Х - координата рычага управления.

Регулятор состоит из следующих элементов (фиг.1). На приводном валу 1 жестко укреплена державка 14 с тяжелыми центробежными грузами 15. На полом валу 4 с первой соединительной полумуфтой, установленным коаксиально приводному валу, жестко укреплена державка 5 с легкими центробежными грузами 6. Вторая соединительная полумуфта 2 установлена на приводном валу 1 с возможностью перемещения вдоль оси приводного вала 1 (с помощью, например, рукоятки 3), совместного с ним вращения и с возможностью взаимодействия с первой соединительной полумуфтой. Муфта 16 тяжелых центробежных грузов установлена с возможностью перемещения вдоль приводного вала 1, взаимодействия с тяжелыми центробежными грузами 15 и через двуплечий рычаг 17 связана с органом дозирования топлива 23, подпружиненным относительно корпуса пружиной 24. Муфта 7 легких центробежных грузов установлена с возможностью перемещения вдоль приводного вала 1, взаимодействия с грузами 6 и связана через рычаг 8 с органом дозирования топлива 23. Стакан 12 с подпружиненной пружиной промежуточных скоростных режимов 13 шайбой установлен коаксиально приводному валу 1. Дополнительный стакан 10, установленный коаксиально приводному валу 1 и подпружиненный относительно муфты 7 легких грузов пружиной минимальных скоростных режимов 9, шарнирно связан с рычагом управления 22, причем поворот последнего ограничен регулируемыми упорами 21 и 22. Между стаканом 12 и дополнительным стаканом 10 установлена пружина максимальных скоростных режимов 11. Коаксиально приводному валу 1 установлена втулка 19 с всережимной пружиной 18 и возможностью взаимодействия через нее с муфтой 16 тяжелых центробежных грузов и жестко связана с дополнительным стаканом 10, причем муфта 16 тяжелых центробежных грузов установлена с возможностью взаимодействия со стаканом 12.

Регулятор работает следующим образом. Если вторая соединительная полумуфта 2 занимает положение 1 (фиг.1), то полый вал 4 неподвижен, а приводной вал 1 вращается, и тяжелые центробежные грузы 15 под действием центробежных сил расходятся, поворачиваясь вокруг своих шарнирных опор и, сжимая всережимную пружину 18, перемещают муфту 16 вправо. Шарнирно соединенный с ней двуплечий рычаг 17 поворачивается против часовой стрелки и, растягивая пружину 24, перемещает орган дозирования топлива 23 на уменьшение подачи топлива. При этом регулятор работает как всережимный в соответствии со статическими характеристиками на фиг.2, каждая из которых зависит от положения рычага управления 20 (Х₁, Х₂ - Х), поворот которого ограничивается регулируемыми упорами 21 и 22.

Если полумуфта 2 занимает положение II, то подключен полый вал 4. Предположим, что рычаг управления 20 занимает промежуточное положение между минимальным и максимальным (например, это соответствует координате Х₄). При увеличении частоты вращения полого вала 4 легкие грузы 6, шарнирно установленные на державке 5, под действием центробежных сил расходятся и перемещают вправо муфту 7, сжимая пружину минимальных скоростных режимов 9 до тех пор, пока муфта 7 не упрется в пружину 13. Орган дозирования 23 через рычаг 8 перемещается на уменьшение подачи топлива. Таким образом формируется характеристика, а-б (фиг.3). Пружина 13 начинает сжиматься при частоте вращения С₁. Муфта 7 при дальнейшем увеличении частоты вращения продолжает перемещаться вправо, сжимая пружину 9 и 13, выдвигая при этом орган дозирования 23 на уменьшение подачи и формируя участок характеристики б-в.

Пока с помощью легких грузов 6 формировался участок характеристики а-б-в, тяжелые грузы не воздействовали на орган дозирования топлива 23 на всех скоростных режимах С₂ (при одинаковой координате рычага управления Х₄). В точке "в" происходит касание муфты 16 с буртиком стакана 12, т.е. зазор К_м становится равным нулю, что на статических характеристиках (фиг.2, 3) соответствует уменьшению координаты органа дозирования 23 на величину К_р от номинального значения, и далее обе муфты одновременно сжимают пружину 11, формируя участок характеристики в-г. Если рычаг управления 20 занимает положение, соответствующее Х₆, то предварительное натяжение пружин 9 в стакане 10 и 13 в стакане 12 увеличивается, поэтому несмотря на рост частоты вращения вала 4, изменения координаты К органа дозирования 23 не происходит до тех пор, пока центробежная сила грузов 6 не сравняется с усилием предварительного натяжения пружин 9 и 13, что соответствует точке "ж". Участок характеристики ж-д формируется аналогично участку б-в. При частоте вращения С₄ в точке "д" начинает сжиматься пружина 11; причем после того, как выберется зазор К_м, она сжимается сразу под воздействием обеих пар грузов и легких 6, и тяжелых 15. Таким образом формируется участок д-е.

Ожидаемая технико-экономическая эффективность может быть достигнута за счет повышения точности регулирования при выполнении технологических операций машинами сельскохозяйственного и строительно-дорожного назначения, а следовательно, за счет улучшения качества выполнения работ, а также за счет повышения эффективности торможения двигателем.

Использование: автоматические регуляторы частоты вращения дизелей. Сущность изобретения: центробежный регулятор частоты вращения при помощи двухпозиционной муфты может настраиваться как всережимный, либо как трехрежимный. Регулятор снабжен полым валом 4 с первой соединительной полумуфтой, установленным коаксиально приводному валу 1, второй соединительной полумуфтой 2, установленной на приводном вале с возможностью перемещения вдоль оси приводного вала, совместного с ним вращения и с возможностью взаимодействия с первой соединительной полумуфтой. Дополнительно стакан 10 установлен коаксиально приводному валу 1, шарнирно связан с рычагом управления 22 и подпружинен через пружину минимальных скоростных режимов 9 относительно муфты 7 легких центробежных грузов. Втулка 19 с всережимной пружиной 18 установлена коаксиально приводному валу 1 и жестко связана с дополнительным стаканом 10. Муфта 16 тяжелых центробежных грузов, кинематически связанная с подпружиненным органом 23 дозирования топлива, установлена с возможностью взаимодействия с тяжелыми центробежными грузами 15, со стаканом 12 и через всережимную пружину 18 с втулкой 19. 3 ил.

ПЕРЕНАСТРАИВАЕМЫЙ РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДИЗЕЛЯ, содержащий приводной вал с тяжелыми центробежными грузами, легкие центробежные грузы, муфты тяжелых и легких центробежных грузов, установленные с возможностью перемещения вдоль оси приводного вала и с возможностью взаимодействия соответственно с тяжелыми и легкими центробежными грузами, стакан с подпружиненной шайбой, установленной коаксиально приводному валу, рычаг управления, орган дозирования, кинематически связанный с муфтой легких грузов, причем последняя установлена с возможностью взаимодействия с подпружиненной шайбой, отличающийся тем, что регулятор снабжен полым валом с первой соединительной полумуфтой, установленным коаксиально приводному валу, второй соединительной полумуфтой, установленной на приводном валу с возможностью перемещения вдоль оси приводного вала и совместного с ним вращения и с возможностью взаимодействия с первой соединительной полумуфтой, дополнительным стаканом, установленным коаксиально приводному валу, шарнирно связанным с рычагом управления и подпружиненным через пружину минимальных скоростных режимов относительно муфты легких центробежных грузов, втулкой с всережимной пружиной, установленной коаксиально приводному валу и жестко связанной с дополнительным стаканом, пружиной максимальных скоростных режимов, установленной между стаканом и дополнительным стаканом, причем легкие центробежные грузы установлены на полом валу, муфта тяжелых центробежных грузов кинематически связана с органом дозирования топлива, последний выполнен подпружиненным, а муфта тяжелых центробежных грузов установлена с возможностью взаимодействия с всережимной пружиной.