РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С НАДДУВОМ Российский патент 1998 года по МПК F02D23/02 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к устройствам для управления режимом работы двигателя внутреннего сгорания с наддувом.

Известен регулятор частоты вращения, обеспечивающий согласование подачи топлива с подачей воздуха, но не устраняющий повышенную частоту вращения коленчатого вала двигателя при малых нагрузках, что также приводит к перерасходу топлива (см. авторское свидетельство СССР N 969928, МПК F 02 D 23/02, 1982).

В качестве прототипа выбран регулятор частоты вращения, который автоматически переводит двигатель на частичный скоростной режим при малых нагрузках, не требующих максимальной частоты вращения коленчатого вала, чем обеспечивается снижение расхода топлива (см. авторское свидетельство СССР N 1270393, МПК F 02 D 23/02, 1986).

Недостатком является то, что данный регулятор снижает динамические качества двигателя, так как использует в качестве измерителя нагрузки двигателя давление наддува, создаваемое турбокомпрессором, которое при резком увеличении нагрузки на двигатель нарастает с запаздыванием, что приводит к разгону двигателя на частичной скоростной характеристике, снижает его динамические качества.

Задача - улучшение динамических качеств двигателя при разгоне.

Решение задачи достигается тем, что регулятор частоты вращения для двигателя внутреннего сгорания с наддувом содержит рычаг управления, центробежный измеритель частоты вращения, орган регулирования подачи топлива, пружину регулятора, промежуточный рычаг, пневматический измеритель нагрузки двигателя, расположенный между рычагом управления и промежуточным рычагом и состоящий из корпуса, разделенного на полость наддува и полость разрежения передвижной стенкой, и штока, соединенного с последней и промежуточным рычагом, который в свою очередь через пружину регулятора соединен с главным рычагом, связанным с центробежным измерителем частоты вращения и органом регулирования подачи топлива, причем полость разрежения измерителя нагрузки двигателя соединена трубопроводом с эжектором, установленным в выпускной трубе двигателя; передвижная стенка может быть выполнена в виде диафрагмы.

На чертеже показана принципиальная схема регулятора.

Регулятор содержит рычаг управления 1, жесткий упор 2, причем рычаг управления 1 шарнирно соединен с корпусом пневматического измерителя 3 нагрузки двигателя, содержащего диафрагму 4 измерителя, наддувочную полость 5, в которой расположен жесткий упор 2, и полость разрежения 6. Диафрагма 4 измерителя связана через шток 7 с промежуточным рычагом 8. Пневматический измеритель 3 нагрузки двигателя расположен между рычагом управления 1 и промежуточным рычагом 8. Пружина 9 соединена с главным рычагом 10, главный рычаг 10 связан с центробежным измерителем 4 частоты вращения и органом регулирования подачи топлива 12. Увеличение подача топлива обозначено +g, уменьшение -g. Давление наддува обозначено P_к. Регулировочные винты 13, 14 ограничивают перемещение рычагов 1, 8, пружина 15 воздействует на диафрагму 4. Эжектор 16 установлен в выпускной трубе 17 двигателя и через трубопровод 19 соединен с полостью разрежения 6.

Работа регулятора происходит следующим образом.

При работе двигателя на холостом ходу или с малой нагрузкой давление наддува в полости 5 и величина разрежения в полости 6 имеют малое значение. Пружина 15 перемещает диафрагму 4 в крайнее левое положение до упора 2. Рычаг управления 1 через корпус пневматического измерителя 3 мощности, упор 2, шток 7, промежуточный рычаг 8 задает пружине 9 натяжение, соответствующее частичному скоростному режиму работы двигателя, который задается регулировочным винтом 14. Заданный скоростной режим далее поддерживается центробежным измерителем 11 частоты вращения.

При увеличении нагрузки на двигатель давление наддува в полости 5 и разрежение в полости 6 начинают повышаться. При достижении перепадом давления между полостями 5 и 6 определенного значения диафрагма 4 начинает перемещаться вправо, преодолевая сопротивление пружины 15 и увеличивая натяжение пружины 9. При увеличении натяжения пружины 9 частота вращения коленчатого вала двигателя повышается и при упоре рычага 8 в ограничительной винт 13 двигатель выходит на свой номинальный скоростной режим. Далее скоростной режим двигателя поддерживается центробежным измерителем частоты вращения 11.

При снижении нагрузки на двигатель работа регулятора происходит в обратном порядке.

При резком увеличении нагрузки давление наддува, вследствие инерционности ротора турбины, нарастает медленно.

Следовательно, давление наддува в полости 5 будет нарастать с опозданием. В то же время разрежение в полости 6 изменяется практически мгновенно, чем и будет обеспечено своевременное перемещение диафрагмы 4 и выход двигателя на номинальный скоростной режим.

Таким образом, скоростной режим двигателя регулируется автоматически в зависимости от давления наддува и скорости выхлопных газов, а так как скорость выхлопных газов изменяется практически мгновенно, в зависимости от нагрузки, то двигатель своевременно выходит на свой номинальный скоростной режим, что обеспечивает улучшение его динамических качеств. При резком увеличении нагрузки на двигатель данный регулятор улучшает динамические качества двигателя путем снижения инерционности срабатывания измерителя нагрузки двигателя, увеличивая тем самым производительность трактора и повышая приспособляемость тракторного двигателя к нагрузкам. Регулятор частоты вращения для двигателя внутреннего сгорания с наддувом легко может быть реализован в производстве.

Регулятор предназначен для управления режимом работы двигателя внутреннего сгорания с наддувом. Пневматический измеритель нагрузки двигателя содержит полости наддува, разрежения, диафрагму и расположен между рычагом управления и промежуточным рычагом. Главный рычаг связан с органом дозирования топлива, центробежным измерителем частоты вращения двигателя и через пружину регулятора с промежуточным рычагом. Полость разрежения соединена трубопроводом с эжектором, установленным в выпускной трубе двигателя. Диафрагма через шток соединена с промежуточным рычагом. Технический результат заключается в улучшении динамических качеств двигателя при разгоне. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Регулятор частоты вращения для двигателя внутреннего сгорания с наддувом, содержащий рычаг управления, центробежный измеритель частоты вращения, орган регулирования подачи топлива, пружину регулятора, промежуточный рычаг, пневматический измеритель нагрузки двигателя, расположенный между рычагом управления и промежуточным рычагом и состоящий из корпуса, разделенного на полость наддува и полость разрежения передвижной стенкой, и штока, соединенного с последней и промежуточным рычагом, который, в свою очередь, через пружину регулятора соединен с главным рычагом, связанным с центробежным измерителем частоты вращения и органом регулирования подачи топлива, отличающийся тем, что полость разрежения измерителя нагрузки двигателя соединена трубопроводом с эжектором, установленным в выпускной трубе двигателя. 2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что передвижная стенка выполнена в виде диафрагмы.