ТРЕХРЕЖИМНЫЙ РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДИЗЕЛЯ Российский патент 1995 года по МПК F02D1/04 

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

Известны двух- и трехрежимные регуляторы частоты вращения транспортных дизелей, содержащие центробежные грузы, муфту, рычаги, пружины, рычаг управления, пружинные корректор и антикорректор и устройства пусковой подачи топлива [1,2 и 3]
Большое распространение получили устройства пусковой подачи топлива для транспортных дизелей, которые обеспечивают пусковую подачу без вмешательства водителя, т.е. автоматическе [4 и 5]
Однако такие устройства выводят дизель в режим повышенной подачи не только для его пуска, но и во время работы при выходе на внешнюю характеристику на минимальных частотах вращения, что приводит к излишним затратам топлива и дымности отработавших газов [6]
Известно также, что большое распространение получили антикорректоры, устанавливаемые на рычагах регулятора, для ограничения подачи топлива на минимальных скоростных режимах при работе дизеля на внешней характеристике [1 и 2]
Однако существующие конструкции антикорректоров уменьшают подачу топлива не только на внешней характеристике, но и на частичных, что приводит к уменьшению фактора устойчивости регулятора. Для двух- и трехрежимных регуляторов это является крайне нежелательным, так как ухудшает качество регулирования и в конечном счете приводит к увеличенным эксплуатационным расходам топлива.

Указанного недостатка можно избежать переставив антикорректор с рычагов на корпус, но это приводит к лишению регулятора пусковой подачи топлива. Поэтому упомянутые проблемы целесообразно решать комплексно.

Для реализации этой идеи, а именно для обеспечения пусковой подачи топлива только на режимах холодного пуска, а также для повышения точности регулирования частоты вращения дизеля на малых скоростных режимах наиболее приемлемой является конструкция регулятора, которую можно принять за прототип.

Этот регулятор содержит корпус, приводной вал с крестовиной, центробежные грузы, шарнирно установленные на крестовине, муфту, расположенную с возможностью взаимодействия с центробежными грузами, рычаг управления, промежуточный и силовой рычаги, установленные на одной оси в корпусе, двуплечий рычаг, шарнирно установленный на промежуточном рычаге и кинематически связанный первым плечом с тягой рейки топливного насоса дизеля, дополнительный рычаг, шарнирно установленный на силовом рычаге и связанный одним плечом через пружины минимального и промежуточного скоростных режимов с рычагом управления, а другим плечом через пружину максимального скоростного режима с силовым рычагом и пружинные корректор и антикорректор.

Однако он обладает известными недостатками: искажением частичных характеристик из-за влияния антикорректора, автоматическим выводом дизеля на режим пусковой подачи всякий раз, когда рейка оказывается на внешней характеристике в зоне минимальных частот вращения. С учетом того, что пусковая подача требуется для пуска только непрогретого дизеля, а антикорректор должен влиять на протекание только внешней характеристики, то упомянутые недостатки приводят к снижению точности регулирования и соответственно к повышению эксплуатационного расхода топлива и дымности отработавших газов (см [6]).

Чтобы избежать этих недостатков, предлагаемый регулятор отличается от прототипа тем, что он снабжен подпружиненным сердечником тяги рейки, поворотным рычагом с эксцентриком, установленном на первом плече двуплечего рычага с возможностью взаимодействия с подпружиненным сердечником тяги рейки, подпружиненным штоком и регулируемым упором, установленными в корпусе с возможностью взаимодействия с поворотным рычагом, причем корректор установлен между силовым и промежуточным рычагами, антикорректор установлен на корпусе с возможностью взаимодействия своим штоком и двуплечим рычагом, а последний установлен с возможностью взаимодействия вторым плечом с муфтой.

Сопоставительный анализ предлагаемого регулятора показывает, что техническое решение не имеет соответствующих ему признаков, так как установка антикорректора на корпусе регулятора в сочетании с устройством пусковой подачи топлива, состоящим из поворотного рычага с эксцентриком, установленного с возможностью взаимодействия с подпружиненным сердечником тяги рейки, а также с подпружиненным штоком и регулируемым упором, установленными в корпусе.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема регулятора; на фиг.2 статические характеристики, обеспечиваемые им; на фиг.3 пусковое устройство в положении, соответствующем номинальной подаче топлива; на фиг.4 установка положения, соответствующего пусковой подаче. На статических характеристиках обозначено: С частота вращения; К координата рейки.

Конструкция регулятора состоит из следующих элементов.

На приводном валу 1 с крестовиной 2 и шарнирно установленными на ней центробежными грузами 3 установлена муфта 4 с возможностью перемещения вдоль вала 1 и с возможностью взаимодействия с центробежными грузами 3 и через ролик 5 с двуплечим рычагом 6, шарнирно установленным на промежуточном рычаге 7 с возможностью взаимодействия со штоком 8 антикорректора, подпружиненным относительно корпуса пружиной 9. На первом плече двуплечего рычага 6, кинематически связанного с подпружиненной с помощью пружины 11 тягой 12 рейки 13 топливного насоса, шарнирно установлен поворотный рычаг 10 с эксцентриком с возможностью взаимодействия с подпружиненным штоком 15 и регулируемым упором 14, установленными в корпусе.

Между промежуточным рычагом 7 и силовым рычагом 16, установленными на одной оси в корпусе с возможностью взаимодействия через ограничительные упоры 18 и 29 установлена пружина корректора 17. На силовом рычаге 16 шарнирно установлен дополнительный рычаг 19, имеющий палец 20 и связанный одним плечом через пружины минимального скоростного режима 22 и промежуточных скоростных режимов 24, оснащенную серьгой 23, с рычагом управления 21, установленным в корпусе, а другим плечом через пружину максимального скоростного режима 25 с силовым рычагом 16, причем поворот дополнительного рычага 19 ограничен регулируемым упором 26. Поворот силового рычага 16 ограничен винтом номинальной подачи топлива 27, поворот рычага управления 21 регулируемым упором 28.

Регулятор работает следующим образом.

Если поворотный рычаг 10 с эксцентриком занимает положение пусковой подачи (фиг. 1), а рычаг управления 21 прижат к упору 28, то координата рейки соответствует К₄ (фиг.2). Силовой рычаг 16 при помощи пружины 22 через дополнительный рычаг 19 прижат к головке винта номинальной подачи 27, промежуточный рычаг 7 к головке винта 29, а двуплечий рычаг 6 прижат рычагом 7 к муфте 4 и штоку 8 антикорректора. При увеличении частоты вращения до значений С₁ изменений координаты рейки не происходит. При частоте С₁ начинает сжиматься пружина антикорректора 9 и двуплечий рычаг 6 под воздействием центробежной силы грузов 3, передаваемой через муфту 4 и ролик 5, поворачивается против часовой стрелки. Рейка 13 перемещается на увеличение подачи топлива, формируется участок характеристики "а-б". После того, как при частоте вращения С₃ (точка "б") ролик 5 коснется рычага 7, при дальнейшем увеличении частоты вращения не происходит изменения координаты рейки К₅. При частоте вращения С₄ начинает сжиматься пружина корректора 17, и рычаг 7 совместно с рычагом 6 поворачиваются по часовой стрелке, рейка 13 выдвигается на уменьшение подачи топлива (формируется участок характеристик "в-г"), пока при частоте С₅ рычаг 7 не коснется винта 18. При частоте С₆ начинает растягиваться пружина 25, а рычаг 19 удерживается пружинами 22 и 24, поэтому рычаг 16 поворачивается по часовой стрелке, а рычаг 19 против часовой стрелки. Формируется участок характеристики "д-м". В точке "м", соответствующей координате рейки К_н, поворотный рычаг 10 входит в зацепление с регулируемым упором 14 на величину К_в и поворачивается против часовой стрелки вокруг своей оси. В дальнейшем рычаг 10 поворачивается под действием пружины 11 в положение, при котором не касается упора 14, так как между рычагом 10 и упором 14 образуется зазор К_с (фиг.3). Регулятор работает по статическим характеристикам, начерченным сплошными линиями (фиг.2), поскольку координата рейки уменьшилась на величину К_п. Если рычаг 16 вновь занимает положение, когда касается винта 27, то координата рейки соответствует номинальной подаче К_о.

Если рычаг управления 21 занимает промежуточное положение, то при увеличении частоты вращения регулятор сначала формирует характеристику "е-з", при этом все рычаги 6, 7, 16 и 19 поворачиваются по часовой стрелке, растягивая пружину 22, пока имеется зазор в серьге 23. Как только серьга 23 касается пальца 20, начинает растягиваться пружина промежуточных скоростных режимов 24, и формируется участок "з-ж". При частоте вращения С₄ срабатывает пружина корректора 17 (участок "ж-о"). Антикорректор 9 не оказывает влияния на формирование частотных характеристик, так как работает только вблизи внешней характеристики.

Возврат рычага 10 в положение пусковой подачи осуществляется вручную посредством подпружиненного штока 15 (фиг.4).

Таким образом, предлагаемый регулятор при установке его на транспортные дизели позволяет улучшить качество регулирования на частичных характеристиках, поскольку антикорректор установлен на корпусе регулятора, уменьшить эксплуатационные расход топлива и величину вредных выбросов в атмосферу, поскольку рейка выводит на пусковую подачу только во время пуска холодного дизеля и "случайные" выходы рейки на внешнюю характеристику исключены.

Использование: в двигателестроении, в частности в трехрежимных регуляторах частоты вращения дизелей. Сущность изобретения: регулятор включает промежуточный 7 и силовой 16 рычаги, которые установлены на одной оси в корпусе. Двуплечий рычаг 6 установлен на промежуточном рычаге 7 с возможностью взаимодействия первым плечом через подпружиненный пружиной 11 сердечник тяги 12 рейки 13 топливного насоса, а вторым плечом с муфтой 4 регулятора. Поворотный рычаг 10 с эксцентриком установлен на первом плече двуплечего рычага 6 с возможностью взаимодействия с подпружиненным сердечником тяги 12 рейки 13 топливного насоса и подпружиненным штоком 15 и регулируемым упором 14. Шток 8 антикорректора установлен с возможностью взаимодействия с первым плечом двуплечего рычага 6. Рычаг управления 21 через пружины минимального скоростного режимма 22, промежуточного скоростного режима 24 и максимального скоростного режима 25 и дополнительный рычаг 19 связан с силовым рычагом 16. Между промежуточным и силовым рычагом 16 установлен корректор 17. 4 ил.

ТРЕХРЕЖИМНЫЙ РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДИЗЕЛЯ, содержащий корпус, приводной вал с крестовиной, центробежные грузы, шарнирно установленные на крестовине, муфту, расположенную с возможностью взаимодействия с центробежными грузами, рычаг управления, промежуточный и силовой рычаги, установленные на одной оси в корпусе, двуплечий рычаг, шарнирно установленный на промежуточном рычаге и кинематически связанный первым плечом с тягой рейки топливного насоса дизеля, дополнительный рычаг, шарнирно установленный на силовом рычаге и связанный одним плечом через пружины минимального и промежуточного скоростных режимов с рычагом управления, а вторым плечом через пружину максимального скоростного режима с силовым рычагом, пружинные корректор и антикорректор, отличающийся тем, что регулятор снабжен подпружиненным сердечником тяги рейки, поворотным рычагом с эксцентриком, установленным на первом плече двуплечего рычага с возможностью взаимодействия с подпружиненным сердечником тяги рейки, подпружиненным штоком и регулируемым упором, установленным в корпусе с возможностью взаимодействия с поворотным рычагом, причем корректор установлен между силовым промежуточным рычагами, антикорректор на корпусе с возможностью взаимодействия своим штоком с двуплечим рычагом, а последний установлен с возможностью взаимодействия вторым плечом с муфтой.