ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДИЗЕЛЯ Российский патент 1998 года по МПК F02D1/04 

Изобретение относится к автоматическому регулированию дизеля для транспортных средств, в частности к производству топливорегулирующей аппаратуры.

Известны центробежные регуляторы частоты вращения дизеля, содержащие корпус, датчик частоты вращения со ступицей, муфту, кинематически связанную с органом дозирования топлива, и упругое звено с главной пружиной, в которых муфта и, по крайней мере, главная пружина упругого звена расположены по одну сторону от ступицы.

Так, в регуляторе [1] рычажный механизм, связывающий рычаг управления с органом дозирования топлива, шарнирно установлен на муфте, расположенной между ступицей датчика частоты вращения и упругим звеном с главной пружиной. Упругое звено установлено в корпусе регулятора коаксиально ступице.

Известный регулятор прост по устройству, но не может быть использован в случае повышенных требований к компактности топливорегулирующей аппаратуры.

Известны также регуляторы, в которых, с целью повышения компактности, в частности уменьшения продольных размеров, связь муфты с упругим звеном осуществлена кинематически, например, посредством рычага, шарнирно установленного на оси, закрепленной в корпусе регулятора.

Так, в регуляторе [2] главный рычаг, связывающий муфту с упругим звеном, шарнирно установлен на валу рычага управления и одним концом через упор взаимодействует с упругим звеном, размещенным в корпусе регулятора, а другим - через рычаг антикорректора связан с муфтой. Рычаг рейки, связанный с органом дозирования топлива, рычагом управления и через рычаг антикорректора - с муфтой, также установлен на валу рычага управления, но на его эксцентриковом выступе.

Описанный регулятор, по сравнению с упомянутым выше, обладая практически такими же регулировочными возможностями, более компактен в продольном направлении, но имеет более сложное устройство. Кроме того, расположение упругого звена этого известного регулятора в зоне, близкой к органу дозирования топлива, с выступанием упругого звена из корпуса регулятора, обуславливает сложную конфигурацию рычагов и значительные поперечные размеры регулятора.

Цель предлагаемого изобретения - повышение компактности регулятора и упрощение его конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом регуляторе, содержащем корпус, датчик частоты вращения со ступицей и муфту, кинематически связанную с органом дозирования топлива и упругим звеном, включая главную пружину, упругое звено, по крайней мере, его главная пружина, расположено вне корпуса регулятора со стороны топливовпрыскивающего насоса и связано с муфтой посредством тяги, проходящей сквозь расточки корпуса и ступицы, коаксиально оси вращения ступицы. При этом ступица установлена на шестерне с центральной сквозной проточкой, причем шестерня является ведомой или паразитной по отношению к шестерне привода кулачкового вала топливовпрыскивающего насоса или иного агрегата дизеля, постоянно связанного с его коленчатым валом. Кроме того, главная пружина упругого звена установлена в коаксиальном ступице стакане, снабженном резьбовой втулкой, взаимодействующей с главной пружиной, причем стакан закреплен на корпусе регулятора с упором в корпус и возможностью фиксации его углового положения относительно корпуса коаксиально ступице, а поворот резьбовой втулки относительно корпуса заблокирован.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого регулятора.

Корпус 1 регулятора закреплен на фланце корпуса топливовпрыскивающего насоса 2 (на чертеже показан условно). В сквозной расточке 3 корпуса 1 подвижно, с возможностью вращения, установлена шестерня 4, находящаяся в зацеплении с шестерней кулачкового вала 5 топливовпрыскивающего насоса 2. На шестерне 4 установлена ступица 6 датчика частоты вращения с центробежными грузами 7.

Ступица 6 может быть установлена на шестерне 4 неподвижно, как это показано на чертеже предлагаемого регулятора, так и посредством демпфирующих элементов, препятствующих передаче к грузам 7 возмущающих импульсов, вызванных неравномерностью вращения кулачкового вала 5 топливовпрыскивающего насоса 2. Грузы 7 своими лапками упираются через муфту 8 в упорную гайку 9, установленную на резьбовом конце тяги 10 и законтренную гайкой 11. Тяга 10 проходит сквозь расточки ступицы 6, шестерни 4 и корпуса 1 и связывает муфту 8 с пружинами 12, 13 и 14, расположенными вне корпуса 1. Пружина 12 установлена на тяге 10 посредством резьбовой втулки 15 с контргайкой 16 и снабжена упорной тарелкой 17 и регулировочными гайками 18. Пружина 12 установлена с некоторым предварительным натяжением. На тяге 10 подвижно установлена нажимная втулка 19, одним торцом взаимодействующая с тарелкой 17, а другим - с пружиной 13. Тяга 10 снабжена упорным выступом 20, расположенным между втулками 15 и 19. Главная пружина 14 установлена с предварительным натяжением в стакане 21, снабженном упорной тарелкой 22 и резьбовой втулкой 23. Пружина 13 установлена на тяге 10 между втулкой 19 и тарелкой 22 посредством стакана 24, сцентрированного внутренней расточкой по втулке 19, а наружной поверхностью - в расточке тарелки 22 с упором в нее. Стакан 21 установлен на центрирующем выступе 25 корпуса 1 коаксиально ступице 6 и посредством фланца 26, шпилек 27 и гаек 28 прижат к торцу корпуса 1. Резьбовая втулка 23 снабжена выступом 29, введенным в продольный паз выступа 25 корпуса 1. Стакан 21 снабжен крышкой 30. Муфта 8 посредством последовательно сопряженных рычагов 31, 32 и 33, а также тяги 34 связана с поводком 35 органа дозирования топлива 36. Рычаг 32 в своей средней части посредством кулисного паза связан с рычагом управления 37, угловое перемещение которого ограничивается упорами 38 и 39. Орган дозирования топлива 36 снабжен резьбовой втулкой 40 с упорным буртом. Поводок 35 установлен во втулке 40 подвижно, снабжен гайкой 41 и поджат к торцу втулки 40 посредством пружины 42. На корпусе 1 установлено корректирующее устройство 43 (на чертеже показано условно), которое через рычаг 44 и упорный бурт втулки 40 ограничивает перемещение органа дозирования 36 в направлении увеличения подачи топлива. Ограничение величины подачи топлива устройством 43 производится в зависимости, например, от давления воздуха во впускном коллекторе дизеля.

Кроме того, корректирующее устройство 43 снабжено приспособлением, позволяющим при запуске двигателя разрешать перемещение органа дозирования 36 под действием регулятора в стартовое положение.

В зависимости от конструктивных особенностей, которые здесь не рассматриваются, перевод корректирующего устройства 43 из стартового положения в ограничивающее может осуществляться непосредственно оператором либо автоматически, например, в момент, когда после пуска двигателя регулятор переместит орган дозирования 36 в положение подачи холостого хода.

Предлагаемый регулятор работает следующим образом.

При запуске двигателя рычаг управления 37, в зависимости от теплового состояния двигателя и температуры окружающей среды, устанавливается в одно из положений между упорами 38 и 39.

Орган дозирования подачи топлива 36 под действием пружины 13 смещен в положение пусковой подачи. Положение органа дозирования 36, соответствующее максимальной пусковой подаче топлива, определяется либо корректирующим устройством 43, либо ограничением хода органа дозирования 36 непосредственно в топливовпрыскивающем насосе. При этом поводок 35 под действием рычага управления 37 и пружины 13 может быть вдвинут в орган дозирования 36.

При запуске двигателя и увеличении частоты вращения центробежные грузы 7 через муфту 8, гайки 9 и 11, тягу 10, втулку 15, пружину 12, тарелку 17 и втулку 19 сжимают пружину 13. Муфта 8 смещается вправо и через рычаги 31, 32 и 33 перемещает орган дозирования 36 также вправо, уменьшая подачу топлива.

При увеличении частоты вращения сжатие пружины 13 происходит до тех пор, пока втулка 19 не упрется в торец стакана 24. При дальнейшем увеличении частоты вращения перемещение органа дозирования 36 в направлении уменьшения подачи топлива сопровождается сжатием пружины 12.

Предварительное натяжение пружины 12 регулируется гайками 18. Сжатие пружины 12 происходит до момента упора выступа 20 в торец втулки 19. Величина рабочей деформации пружины 12 регулируется втулкой 15. При увеличении частоты вращения сверх номинальной перемещение органа дозирования 36 в направлении уменьшения подачи топлива сопровождается сжатием пружины 14. Предварительная затяжка пружины 14 регулируется поворотом стакана 21 относительно его оси при ослаблении затяжки гаек 28. При повороте стакана 21 резьбовая втулка 23, блокированная от проворота относительно корпуса 1, перемещается вдоль стакана 21 и изменяет предварительную затяжку пружины 14.

После запуска дизеля, когда орган дозирования подачи топлива 36 под действием регулятора переместится в положение, соответствующее подаче топлива при минимальной частоте холостого хода, корректирующее устройство 43 перемещает рычаг 44 из стартового положения в ограничивающее. При работе дизеля ограничивающее положение рычага 44 изменяется корректирующим устройством 43 в зависимости от давления воздуха во впускном коллекторе дизеля.

Предлагаемый регулятор является предпочтительно двухрежимным, в котором посредством рычага управления устанавливается величина подачи топлива, обеспечивающая желаемую частоту вращения дизеля, а следовательно, и скорость перемещения транспортного средства. Регулятор же автоматически контролирует минимальную и максимальную частоты вращения, а также ограничивает возможность увеличения подачи топлива сверх допустимой, в частности, в зависимости от давления воздуха во впускном коллекторе дизеля.

При работе двигателя в зоне малых частот вращения, пока втулка 19 не упрется в торец стакана 24, оператор, воздействуя рычагом управления 37 на орган дозирования 36, может изменять величину частоты вращения двигателя, например, холостого хода.

Кроме того, путем уменьшения предварительной затяжки главной пружины 14 и увеличения хода рычага управления 37 в направлении упора 39, возможно формирование зоны всережимного регулирования при частотах вращения, близких к номинальной. При этом увеличенный ход рычага управления 37 не приводит к увеличению подачи топлива сверх допускаемого корректирующим устройством 43, но сопровождается вдвигом поводка 35 в орган дозирования 36 и сжатием пружины 42.

При размещении топливорегулирующей аппаратуры на двигателе предлагаемый регулятор может устанавливаться на некотором удалении от топливовпрыскивающего насоса и по компоновочным соображениям привод датчика частоты вращения может быть осуществлен от иного, нежели топливовпрыскивающий насос, агрегата, постоянно, например посредством зубчатого зацепления, связанного с коленчатым валом двигателя. Однако в любом случае шестерня, на которой установлена ступица датчика частоты вращения, по отношению к шестеренчатому приводу агрегатов двигателя, включая и топливовпрыскивающий насос, должна быть ведомой или паразитной для обеспечения возможности прохода тяги, связывающей муфту с упругим звеном, через центральную сквозную проточку этой шестерни.

Расположение упругого звена вне корпуса регулятора со стороны топливовпрыскивающего насоса в зоне, удаленной от органа дозирования топлива, позволяет повысить компактность регулятора, а применение тяги для связи упругого звена с муфтой - упростить его устройство.

Размещение же главной пружины в стакане с резьбовой втулкой, поворот которой относительно корпуса заблокирован, позволяет производить подрегулировку номинальной частоты вращения доступным способом.

Изобретение относится к средствам автоматического регулирования дизелей. Центробежный регулятор содержит корпус, датчик частоты вращения со ступицей и муфту, кинематически связанную с органом дозирования топливоподачи посредством последовательно сочлененных промежуточных рычагов. Один из рычагов кинематически связан с рычагом управления, а упругое звено с главной пружиной, размещенное вне корпуса регулятора со стороны топливовпрыскивающего насоса, связано с муфтой посредством тяги, проходящей сквозь расточки корпуса и ступицы коаксиально оси вращения ступицы. Предлагаемое размещение упругого звена, а также использование тяги для связи упругого звена с муфтой имеет цель повысить компактность и упростить устройство регулятора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Центробежный регулятор частоты вращения дизеля, содержащий корпус, датчик частоты вращения со ступицей и муфту, кинематически связанную с органом дозирования топлива и упругим звеном с главной пружиной, отличающийся тем, что упругое звено, по крайней мере его главная пружина расположена вне корпуса регулятора со стороны топливовпрыскивающего насоса и связана с муфтой посредством тяги, проходящей сквозь расточки корпуса и ступицы, коаксиально оси вращения ступицы. 2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что ступица закреплена на шестерне с центральной сквозной расточкой, причем шестерня является ведомой или паразитной по отношению к шестерне привода кулачкового вала топливовпрыскивающего насоса или иного агрегата дизеля, постоянно связанного с его коленчатым валом. 3. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что главная пружина упругого звена установлена в коаксиальном ступице стакане с резьбовой втулкой, взаимодействующей с главной пружиной, причем стакан закреплен на корпусе регулятора с упором в корпус и возможностью фиксации его углового положения относительно корпуса коаксиально ступице, а поворот резьбовой втулки относительно корпуса заблокирован.