Устройство для равномерного хода двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК F16F15/30 

Изобретение относится к машиностроению,-в частности к двигателестроению, и может быть использовано на двигателях для транспортных, строительных, дорожных и сельскохозяйственных машин. Известно устройство для равномерного хода двигателя внутреннего сгорания, снабженного органом подачи топлива, содержащее маховик, состоящий из трех частей, причем две части связаны между собой черед кинематический привод,а с третьей частью - через электромагнитную передачу, катушки которой снабжены электрической цепью управления напряжением 1. Недостатком известного устройства является то, что кинематический привод составных частей маховика имеет постоянное передаточное отношение и, следовательно, постоянные максимальные пределы регулирования величин аккумулируемой кинетической энергии, не зависящие от режимов работы.двигателя. Это приводит к тому, что стремление обеспечить максимальную энергоемкость маховика ведет к максимальному росту частоты вращения составно части маховика, имеющей наибольшую угловую скорость. Следовательно, ухудшается надежность устройства вследствие повышенных значений центробежиых сил, действующих на детали маховика. Стремление уменьшить максимальное значение частоты вращения cocTaBHolS части маховика приводит к уменьшению среднего значения энергоемко1:ти маховика, что снижает эффективность устройства. Цель изобретения - повышение равномерности режима работы двигателя путем обеспечения регулирования передаточного отьошения кинематического привода составных частей маховика в зависимости от режимов работы двигателя. Постам тенкая цель достигается тем, что в устройстве для равномерного хода двигателя внутреннего сгорания, снабженном органом подачи топлива, содержащем маховик И.Ч трех частей, причем две части связаны между собой через кинематический привод и связаны с третьей частью через э/1ектромагнитную передачу, катушки которой снабжены электрической цепью управления напряжением, кинематический привод выполнен бесступенчатым и снабжен исполнительным механизмом, который кинематически связан с органом подачи топлива и з лючен в электрическую цепь управления напряжением. Выполнение кинематического привода составных частей маховика бесступенчатым лозволяет регулировать верхние и нижние Ьределы значений частот (вращения указанйых составных частей . Снабжение бесс737 снчатого привода исполнительным заккзмом позволяет производить плавное

«-вменение пе даточного отношения между

гии двигателя идет на увеличение кинетичес составными частями махоника. Кинематическая связь исполнительного .механизма с органом подачи топлива позволяет производить автоматическое регулирование бесступенчатого привода в зависимости от изменения режимов работы двигатеЛЯ. Подсоединение исполнительного механи м а к цепи управления подачи напряжения на катушки электромагнитной передачи позволяет производить автоматическое ограничение максимального значения частоты вращения составной части маховика и автоматическое регулирование пределов изменения значений аккумулируемой кинетической энергии составных частей маховика. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 показан разрез А-А на фиг. I. Корпус 1 закреплен на блоке 2 двигателя, на хвостовике 3 ко денчатого вала которого и подшипниках 4 размещен соответственно внутренний 5 и охватывающий внещиий б элементы маховика 7 и передаточный механизм 8 элементов 5 и 6. Внешний элемент выполнен из двух частей 9 и ГО, кинематически связанных между собой. Передаточный механизм 8 выполнен в йиде электромагнитной передачи II, катушки 12 которой размещены со стороны внутренней поверхности 3 охватывающего внещнего элемента 6. На наружной цилиндрической поверхности 14 внутреннего элемента 5 выполнены продольные выступы 15 и впадины 16 для взаимодействия с магнитным полем катушек 12. Электромагнитная передача 11 включена в цепь управления подачи напряжения на катушки 12. Цепь управления подачи напряжения включает блоки 17 питания (например, аккумуляторную батарею системы зажигания двигателя), электрические контакты 18 и 19, подпружиненные соответственно пружинами 20 и 21. Орган 22 подачи топлива, например рейка топливного насоса дизеля, снабжен тягой 23 его привода при помощи кронштейна 24. Составные части 9 и 10 внешнего элемента 6 кинематическн связаны между со посредством бесступенчатого привода 25, выполненного в зиде бесступенчатой передачи, например фрикционного типа, и снабженного исполнительным механизмом в вие электромагнитов 26 тягового действия. Устройство работает следующим образом. Развиваемый двигателем эффективный рутящий момент передается на элемент 5. При постоянной величине момента сопротивения вся мощность двигателя идет на преооление внешних сопротивлений. В случае, огда изменяется момент сопротивления или ндикаторный крутящий момент, происходит ерераспределение мощности и избыток энеркой энергии вращающихся частей 9 и 10 элемента 6, связанных между собой посрсдCTBov бесступенчатого привода 25. Передача энергии от элемента 5 к частям 9 и 10 элемента 6 осуществляется посредством эле«тромагнитной передачи 11. Управление электромагнитной передачей 11 осуществляется посредством включения или выклюнения напряжения подаваемого на катущки 12.

Изменение напряжения приводит к изменению величин тормозных моментов между частями 9 и 10 и внутренним элементом 5. При избытке мощности двигателя происходит поглощение мощности, а при недос татке - восполнение.

При увеличении момента сопротивления и недостатке мощности двигателя в данный момент времени орган 22 подачи топлива перемещается в сторону увеличения подачи топлива (например, в результате работы регулятора угловой скорости двигателя). При перемещении орган 22 подачи топлива замыкает контакт 18 при разомкнутом контакте 19. В результате в цепь управления подачей напряжения на катушку 12, расположенную в составной части 9 внешнего элемента 6, подается напряжение нз блока 17 питания. Одновременно напряжение подается на соответствующую катушку электромагнита 26. При этом, так как контакты 19 разомкнуты, отсутствует подача напряжения в цепь управления подачи напряжения на катущку 12, расположенную в составной части 10 внешнего элемента 6. После замыкання контакта 18 электромагнит 26 воздействует на бесступенчатый привод 25 и увеличивает его передаточное отношение или передаточное отношение между составными частями 9 и 10 элемента 6. Последнее означает, что частота вращения составной части 10 элемента 6 уменьшается. Кроме того, частота вращения составной части 10, равно как частота вращения составной части 9 элемента 6 уменьшается в результате возникновения тормозного момента между частью 9 и внутренним элементом 5 (тормозной момент между частью 10 и внутренним элементом 5 в рассматриваемый момент времени отсутствует). При уменьшении частот вращения частей 9 и 10 происходит восполнение мощности двигателя за счет кинетической энергии,.заключенной в частях 9 и 10, пропорционально суммарному изменению их частот вращения.

При уменьшении момента сопротивления и избыточной мощности двигателя орган 22 подачи топлива перемещается в сторону уменьшения подачи rotuiMBa (например, в pt

зультате работы регулятора углоном скорости). При перемещении орган 22 полачн топлива замыкает контакт 19 при-разомкнутом контакте 18. В результате в цепь управления подачей напряжения на катушку 12, расположенную в составной части 10 внен1него элемента 6, подается напряжение из блока 17 питания. Одновременно напряжение подается на соот-ветствующую катушку электромагнита 26. Прн этом, так как контакты 18 разомкнуты, отсутствует подача напряжения в цепь управ,1ення подачи напряжения на катушку 12, расположенную в составной -части 9 внешнего элемента 6. После замыкания контакта 19 электромагнит 26 воздействует на бесступенчатый привод 25 и уменьшает его передаточное отношение или передаточное отношение между составными частями 9 и 10 элемента 6. Последнее означает, что частота вращения составной части 9 элемента 6 уменьшается (по отношению к частоте вращения части 10). Кроме того, частота вращения составной части 9, равно как частота вращения части 10 элемента 6 увеличивается в результате возникновения тормознь1х моментов между частью 10 и внутренним элементом 5 (тормозной момент между частью 9 и внутренним элементом 5 в рассматриваемый момент времени отсутствует). При увеличении частот вращения частей 9 и 10 пронсходит поглощение избытка мощности двигателя за счет увеличения кинетической энергии составных частей 9 и 10 элемента 6.

Использование предлагаемого устройства ограничивает максимальное значение частоты вращения составной части маховика, имеющей угловую скорость выше, чем угловая скорость коленчатого вала двигателя. Кроме того, появляется возможность дополнн тельного уменьшения частоты вращения составной части маховика, имеющей угловую скорость ниже, чем угловая скорость коленчатого вала двнгателя. Последнее означает, что появляется возможность дополнительного выделения кинетической энергии и воспа,,1нения его недостающей мощности двигателя. Ограничение максимальных зна-i чений частот вращения частей маховика позволяет уменьшить величину цеитрх;.бежных; ГИЛ, действу|6щих на детали маховика, потерн на трение в подшипниках, снизить требования к балансировке вращающихся час-, тей. Повыщается быстродействие всей системы регулирования двигателя внутреннего сгорания. Все это позволяет повыснть эффективность и надежность предлагаемого устройства.

фиг 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАВНОМЕРНОГО ХОДА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, снабженного органом подачи топлива, содержащее маховик, состоя щий из трех чаете, причем две части связаны между собой через кинематический привод и связаны с третьей частью через электромагнитную передачу, катушки которой снабжены электрическойцепью управления напряжением, отличающееся тем, что, с целью повышения равномерности режима работы двигателя, кинематический привод выполнен бесступенчатым и снабжен исполнительным механизмом, который кинематически связан с органом подачи топлива и включен в электрическую цепь управле НИН напряжением. 19 пг1 гъ сл 4ib. 00 Од ел фКс-/