(54) ВСЕРЕЖИМНЫЙ РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ
С ОГРАНИЧЕНИЕМ ПОДАЧИ ТОПЛИВНЫХ НАСОСОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ПРИ ПОЛНОЙ
1
Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания.
Изобретение касается, в частности, регуляторов частоты вращения с ограничением подачи топливных насосов в зависимости от частоты вращения при полной нагрузке для дизельных двигателей с центробежным измерителем частоты вращения, перестановочный палец которого может перемещаться к топливному насосу при повышении частоты вращения. При этом рейка через исполнительное звено, выполненное в виде двуплечего рычага, перемещается верхней точкой его щарнирного соединения с силовым замыканием в направлении увеличения подачи и с кинематическим замыканием - в направлении нулевой подачи.
На исполнительном звене имеется передвигаемая средняя точка шарнирного соединения, причем нижняя точка шарнирного соединения исполнительного звена находится у перестановочного пальца центробежного измерителя и имеет управляемое центробежным измерителем расположение в зависимости от частоты вращения, которое формируется упором рейки и другим
НАГРУЗКЕ
упором, связанным рейкой. При этом все механизмы размещены в одном корпусе. Согласно ДВР 1 185 413 известен всережимный регулятор частоты вращения для топливных насосов, в котором рейка может
5 перемещаться с кинематическим замыканием в направлении нулевой подачи исполнительным звеном, выполненным в виде двуплечего рычага. Двуплечий рычаг имеет нижнюю выполненную особым образом с
,0 небольшим ходом точку шарнирного соединения с силовым и кинематическим замыканием у перестановочного пальца центробежного измерителя и среднюю перемещаемую точку шарнирного соединения для сопряжения с рычагом управления. Извест15 ный регулятор не имеет зависимого от час- тоты вращения ограничения подачи топлива, что является его недостатком.
Кроме того, известен всережимный регулятор частоты вращения с зависимой от
20 частоты вращения подачей .согласно ДЕ-Р 814 812. . Регулятор имеет сопряжение с силовым замыканием исполнительного звена с перестановочным пальцем в направлении уменьшения подачи. Однако в направлении движения грузов центробежного измерителя при повышении частоты вращения существует соединение с кинематическим замыканием при регулировании на уменьшение подачи топлива. Помимо этого исполнительное звено имеет непосредственное шарнирное соединение с рейкой, а средняя точка исполнительного звена смещается под действием рычага управления. На конце рейки предусмотрен упор, выполненный как неподвижным, так и упругим, при необходимости зависимым от перемещения с различными характеристиками упругости. В случае упругого исполнения упора рейка перемещается к нему в направлении больщой подачи. За счет взаимодействия образующих силовое замыкание с центробежным измерителем тяговых пружин у исполнительного звена и перестановочного пальца, а также пружины у упора рейки происходит с нарастающей частотой вращения после касания упора рейкой. Недостатком регулятора является то, что можетбыть достигнута только снижающаяся подача топлива при повышении частоты вращения.
Известно также расположение аналогичной выравнивающей пружиной системы на стороне регулятора.
Согласно DE-OS 2334729 известен регулятор с конструкцией описанного выще типа, В вышеописанном регуляторе исключен упор на конце рейки, удаленном от регулятора, и заменен выравнивающим устройством в корпусе регулятора. В отличие от решения предложенного в ДЕ-Р 814812, исполнительное звено расположено не непосредственно у рейки, а связано с ней через промежуточную пластинчатую деталь. Пластинчатая деталь имеет расположенный в середине качающийся палец, который, преодолевая усилие пружины, после прилегания к неподвижному упору через коромысло может отклоняться. Создаваемая при этом противодействующая сила, которая непрерывно нарастает после прилегания к упору при смещении в сторону увеличения подачи топлива, вызывает выравнивание подачи при полной нагрузке в сочетании с тяговой пружиной на перестановочном пальце центробежного измерителя при дальнейшем нарастании частоты вращения. После достижения частоты вращения, заданной рычагом управления, рейка перемещается в сторону нулевой подачи. Недостаток такого регулятора в том, что реализуется только выравнивание снижающейся подачи при полной нагрузке в случае повышения частоты вращения.
Цель изобретения - регулятор частоты вращения согласно изобретению должен обеспечивать зависимое от частоты вращения ограничение подачи при полной нагрузке, которое реализует ограничение подающей и нарастающей подачи при полной нагрузке с помощью предусмотренного для
регулирования на предельное значение центробежного регулятора. Такой вид ограничения гарантирует малое загрязнение окружающей среды отработавшими газами дизельных двигателей.
В основе изобретения лежит задача обеспечить во всережимном регуляторе частоты вращения регулирование подачи топлива в зависимости от частоты вращения при полной нагрузке с обеспечением падающей
fl и нарастающей характеристик ограничения, при этом внешние габариты корпуса регулятора не должны существенно изменяться.
Согласно изобретению эта задача решается тем, что подвешенный в верхней части
корпуса поворачивающийся в направление управляющего движения центробежного измерителя тяговый рычаг охватывает внешней кулисой поводок перестановочного пальца, а средняя кулиса имеет поводок поворотного рычага, закрепленного в вертикальном положении в нижней части корпуса, поворачивающегося в направлении управляющего движения центробежного измерителя, отжимаемого упругим усилием против направления движения перестановочного
пальца при повышении частоты врашения. С его шарнирным плечом в вершине шарнирно связан ограничивающий угольник, причем его поворотное плечо с упором доходит до установочной направляющей упора рейки, а упорное плечо прижимается упругим усилием в направлении увеличения подачи топлива с возможностью поворота к опоре упорного плеча. Поворотный упор жестко установлен на таком расстоянии от поворотного плеча ограничительного угольника в неподвижном состоянии, что поворотное плечо ограничительного угольника прилегает у поворотного упора только при достижении средних оборотов двигателя.
В другом варианте рещения согласно
0 изобретению кулиса тягового рычага по отношению к поводку у перестановочного пальца имеет такое завышение размера в направлении управляющего движения в сторону большей частоты вращения, что
, поводок перестановочного пальца заходит в кулису со стороны топливного насоса только при повышении частоты вращения холостого хода.
Кроме того, согласно изобретению деле сообразно то, что поворотный упор для
0 ограничительного угольника может перестанавливаться с помощью исполнительного звена из зоны поворотного плеча ограничительного угольника.
На фиг. 1 приведена кинематическая схема регулятора в исходном положении;
на фиг. 2 - схема регулятора в действии при регулировании частоты вращения от п до nj с ее нарастанием, подача топлива регулируется на понижение; на фиг. 3 -
характеристика подачи VE в зависимости от частоты вращения п,..где I, П - области регулирования.
Весь механизм всережимнбго регулятора размещен в неизображениом корпусе. Все имеющиеся в этом корпусе точки опоры, точки крепления, упоры и направляющие условно обозначены как Gj -Gg. От неизображенного топливного насоса в корпус регулятора вводится рейка 1. На рейке 1 с возможностью поворота размещена регулировочная рейка 101. На этой регулировочной рейке 101 расположена направляющая скольжения 102, которая давит в направлении полной нагрузки через пружину 103 к опоре 1012, жестко закрепленной на регулировочной рейке 101. В направлении нулевой подачи направляющая скольжения 102 прижата к упору 1011 регулировочной рейки 101.
Эта конструкция обеспечивает передачу движения направляющей скольжения 102 на рейку 1 в направлении увеличения подачи с силовым замыканием, а в направлении нулевой подачи направляющая скольжения 102 воздействует на упор 1011 и далее на рейку 1 с кинематическим замыканием. G направляющей скольжения 102 щарнирно связано исполнительное звено 16, причем это исполнительное звено 16 на другом конце сопряжено с поводком 171 перестановочного пальца 17. На исполнительном звене 16 с возможностью перемещения размещена направляющая скольжения 161, к которой щарнирно прикреплен рычаг управления 15, выполненный в виде коленчатого рычага. Рычаг управления 15 может поворачиваться в точке опоры GI в корпусе. При перемещении рычага управления 15 направляющая скольжения 161 поворачивается вокруг точки опоры G, в корпусе.
Центробежный измеритель 190 частоты вращения расположен на приводном валу 20 топливного насоса. В центробежном измерителе 190 имеются грузики 19, которые отклоняются наружу при увеличении частоты вращения и передают при этом через коленч атый рычаг регулятора 18 регулирующее движение на перестановочный палец 17. Характер отклонения грузиков 19 определяется пружинами 4 и 5, противодействующими центробежной силе, создаваемой грузиками. Пружины 4 и 5 практически не натянуты при нулевой частоте вращения. Перестановочный палец 17 установлен известным образом с возможностью перемещения в направляющей G4 и через кулису 112 прилегает к упору Gg при нулевой частоте вращения. Подвещенный в верхней части в точке опоры G2 поворачиваемый в направлении управляющего движения центробежного измерителя 190 тяговый рычаг 11 своей наружной кулисой 112 охватывает поводок 171 перестановочного
пальца 17. Кулиса 112 имеет завыщение размера по откощению к поводку 171, которое распространяется на завыщенную частоту вращения. Это превыщение размера SSL выбрано таким образом, что поводок 171 перестановочного пальца прилегает к кулисе 112 только при частоте вращения, превышающей частоту вращения холостого хода.
Через среднюю кулису III (фиг. 2) создается связь тягового рычага 11 с пово ротным рычагом 14 с кинематическим замыканием. При этом поводок 141 поворотного рычага 14 входит в кулису 111. Поворотный рычаг 14 расположен с возможностью вращения в опоре Gj в корпусе и
5 может поворачиваться в направлении управляющего движения центробежного измерителя 190. На поворотный рычаг 14 постепенно воздействует пружина 8 через упорное плечо 142, поворачивая его вправо. Пружина 8 закреплена в точке G,- корпуса.
0 Кроме того, поворотный рычаг 14 имеет шарнирное плечо 143, с концом которого в вершине шарнирно связан ограничительный угольник 12. Вспомогательное плечо 121 ограничительного угольника постоянно при5 жимается пружиной 7 к упорному BHHjy 1420 упорного плеча 142. Поворотное плечо 122 ограничительного угольника 12 имеет упор 123, к которому движется упор рейки 104 при наибольшей подаче. На определенном расстоянии от поворотного пле0 ча 122 с возможностью поворота расположен поворотный упор 131, закрепленный в точке вращения Gg в корпусе. Этот поворотный упор 131 можно вывести пусковым рычагом 13, преодолевая усилие пружины 132, из области соприкосновения с
поворотным плечом 122.
Регулятор работает следующим образом.
При неподвижном приводном вале топливного насоса перестановочный палец 17
Q центробежного регулятора почти без нажима прилегает через кулису 112 к упору Gg в корпусе. В этом положении пружины 4 и 5 практически не натянуты. Тяговый рычаг 11 также- прилегает своей кулисой 112 к упору Gg. Это осуществляется через поворотный
5 рычаг 14, поводок 141 которого входит в среднюю кулису 111 тягового рычага и при этом находится под действием пружины 8, которая закреплена в точке G в корпусе. Для кулисы 112 тягового рычага 11 превышение размера Sgu обеспечивает пере мещение поводком 171 кулисы 112 тягового рычага 11 в сторону центробежного измерителя 190 только в случае превышения частоты вращения холостого хода. Таким образом центробежный измеритель 190 всегда определяет положение поворота тягового рычага И, причем поворотный рычаг 14 устанавливается через кулису 11 тягового рычага 111 и его поводок 141, им также
одновременно определяется положение упора 123 для рейки. Как видно на фиг. 1, с нарастанием частоты вращения центро бежный измеритель 190 перемещает пово-. ротный рычаг 14 с упором 123 в направле-i НИИ больщей подачи, а именно до числа оборотов Пд, когда поворотное плечо 122 ограничительного угольника 12 прилегает к поворотному упору 131 (фиг. 2).
С дальнейщим нарастанием частоты вращения и таким образом с большим отклонением поворотного рычага 14 влево, центр вращения ограничительного угольника 12 на щарнирном плече 143 непрерывно смещается влево, за счет чего упор 123 у поворотного плеча 122 перемещается в направлении нулевой подачи. Это смещение осуществляется от упорного винта 1420 против усилия пружины 7. При понижающейся частоте.вращения центр вращения ограничительного угольника 12 за счет движения поворотного рычага 14 смещается вправо. Вследствие этого происходит перемещение упора 123 поворотного плеча 122 в направлении увеличения подачи. Усилие пружины 7 при этом всегда направлено на то, чтобы прижать опорное плечо 121 ограничительного угольника 12 к упорному винту 1420. При дальнейщем понижении частоты вращения упор 124 поворотного плеча 122 следует движению поворотного рычага 14 в направлении нулевой подачи.
Для достижения избыточной подачи при запуске существует возможность выворачивать поворотный упор 131 пускового рычага 13 против усилия пружины 132 от упора Gj из области поворотного плеча 122 или оттягивать упор 131 в направлении, перпендикулярном плоскости рисунка. Тем самым обеспечивается возможность перемещения упора 123 на максимальную подачу без ввода регулирования на понижение. В области I (фиг. 3) от nj до п существует нарастающая характеристика ограничения подачи по отнощению к частоте вращения. В области II при частоте вращения Пд, п и п существует падающая характеристика ограничения подачи топлива при повыщении частоты вращения. Процесс регулирования на понижение частоты вращения осуществляется в зависимости от заданной частоты вращения.
Использование предложенного регулятора позволяет регулировать избыточную подачу топлива при пуске и выравнивать подачу при полной нагрузке в зависимости от частоты вращения.
Формула изобретения
1. ВсережимнЫй регулятор частоты вращения с ограничением подачи топливных насосов в зависимости от частоты вращения при полной нагрузке для дизельных двигателей с центробежным измерителем частоты вращения, перестановочный
палец которого может перемещаться при повыщении частоты вращения в напр леНИИ к топливному насосу, причем рейка может перемещаться выполненным в виде двуплечего рычага исполнительным звеном
через верхнюю точку щарнирного соединения с силовым замыканием в сторону увеличения подачи топлива и кинематическим замыканием в сторону нулевой подачи, а исполнительное звено снабжено передвигаемой рычагом управления средней точкой щарнирного соединения и нижней точкой щарнирного соединения, расположенной около перестановочного пальца центробежного измерителя и регулируемой центробежным измерителем механизма ограничения подачи топлива при полной нагрузке, образованной упором, связанным с рейкой, причем все механизмы расположены в одном корпусе, отличающийся тем, что в в ерхней части корпуса подвещен поворачивающийся в направлении центробеж ного измерителя 190 тяговый рычаг 11, охватывающий внещней кулисой 112 поводок 171 перестановочного пальца 17, и средняя кулиса 111 снабжена поводком 141, установленным вертикально в нижней части
5 корпуса и поворачиваемым в направлении центробежного измерителя, прижимаемым пружиной в направлении, противоположном движению перестановочного пальца 17, при повыщении частоты вращения к поворотному рычагу 14, на щарнирном плече
0 143 которого в верщине щарнирно закреплен ограничительный угольник 12, причем его поворотное плечо 12 с упором 123 входит в установочную направляющуюупора рейки 104, и упорное плечо 121 отжимается с возможностью поворота пружиной в направлении увеличения подачи к опоре 1420 упорного плеча 142, и кроме того, поворотный упор 131 расположен на таком расстоянии от поворотного плеча 122 ограничительного угольника 12, что поворот0 ное плечо 122 ограничительного угольника 12 опирается на поворотный упор 131 только при средней частоте врац1ения.
2.Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что кулиса 112 у тягового рычага 11 относительно поводка 171 перестановочного
5 пальца 17 имеет такое завыщение размера Sgi, в направлении регулирующего движения на повыщение частоты вращения, что поводок 171 прилегает к кулисе 112 со стороны топливного насоса только при
частоте вращения выще частоты вращения холостого хода.
3.Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что поворотный упор 131 можно выводить из области поворотного плеча 122 с поМОЩЬЮ исполнительного звена.
Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской демократической республики. Ш /
F2
Itj
Vei
