Устройство для регулирования силовой установки трактора Советский патент 1983 года по МПК F02D35/00 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к двигателям внутреннего сгорания тракторов.

Известно устройство для регулирования силовой установки, содержащее задатчики нагрузки, и частоты вращения двигателя, связанные соответственно через блок задания мощности и центробежный регулятор с управляющим органом топливного насоса 1

Недостатками устройства являются невозможность автоматического регулирования цикловой подачи топлива в зависимости от загрузки и невозможность перевода двигателя На работу на частичных режимах.

Целью изобретения является повыщение эффективности автоматического регулироваНИН цикловой подачи топлива дизельного двигателя в зависимости от реальной загрузки трактора, перевод и работа его на частичных режимах.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования силовой установки трактора, содержащем задатчики нагрузки и частоты вращения двигателя, связанные соответственно через блок задания мощности и центробежный регулятор с управляющим органом топливного насоса, блок задания мощности выполнен в виде электромотора и генератора сигнала нагрузки, причем якорь последнего кинематически связан с валом двигателя, а катущка возбуждения генератора установлена с возможностью перемещения относительно якоря в зависимости от перемещения задатчика нагрузки и электрически связана с обмоткой возбуждения электромотора.

.На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из механически связанного с рейкой топливного насоса HI высокого давления механизма 1 (соединение детали с валом подвижное без вращения), возвратно-поступательное движение которому передается от центробежных регуляторов 2 и 3 через пружины 4 и 5. Центребежные регуляторы получают вращение: один от коленчатого вала двигателя Т и другой от электромотора М. Часть обмотки 6 возбуждения электромотора включена в электросеть, состоящую из аккумулятора 7 и выключателя 8. Источником питания обмотки возбуждения электромотора 9 является генератсф сигнала нагрузки, состоящий из катущки 10, закрепленной на поворотном рычаге 11 и помещенной в зону действия магнитного потока якоря генератора 12, возбуждаемого катущкой 13. Якорь генератора кинематически связан с валом 14 двигателя трактора. Поворотный рь1чаг 11 механически соединен с задатчиком Нагрузки, которьш выполнен в виде- тяги 15 навесного механизма трактора и силового звена 16. Система питания двигателя состоит из фор: сунки 17, подкачивающего насоса Н2, фильтра Ф топливного бака Б. Рейка топливного насоса HI механически через поводок 18 соединяется с ножным приводом 19. Устройство работает следующим образом.

Запуск двигателя Т осуществляется при включенном выключателе 8 и положении ножного привода 19 соответствующем нулевой подаче топлива. При этом рейка топливного насоса HI находится в положении максимальной подачи топлива, так как центробежный регулятор 3 еще не вращается, а центробежный регулятор. 2 получает вращение от электромотора М, настроенного на обороты, соответствующие минимально устойчивой частоте вращения коленчатого вала двигателя. Поэтому усилие от центробежного регулятора 2 через пружину 4 смещает подвижной элемент механизма 1 и связанную с Ним рейку топливного насоса в сторону максимальной подачи топлива (влево), что необходимо для запуска двигателя. Ножной привод 19 Не препятствует смещению ре.йки, так как он соединен с ней через поводок 18.

Когда двигатель запустится, то вследствие того, что в начальный период рейка находится в положении максимальной подачи топлива, частота вращения коленчатого вала соответствует максимальной холостой, т.е. значительно больщей, чем частота вращения электромотора, соответств/ющая минимально устойчивой частоте вращения двигателя. Поэтому усилие, передаваемое на подвижной элемент механизма 1 центробежным регулятором 3 окажется больщим, чем усилие от центробежного регулятора 2, и рейка топливного насоса HI начнет смещаться в сторону уменьщения частоты вращения (вправо). Смещение рейки происходит до те пор. пока усилие, передаваемое центробежным регулятором 3 через пружину 5 подвижному элементу механизма 1, не уравновесится усилием от центробежного регулятора 2. Подвижный элемент тиехаНизма 1 при этом занимает 1:реднее положение, так как на него с обоих сторон действуют одинаковые усилия. Это положение механизма 1 соответствует минимально устойчивой частоте вращения коленчатого вала двигателя.

При отсутствии деформации силового зве на 16 {отсутствие тягового усилия) катушка возбуждения генератора 10 расположена под некоторьш углом к силовым линиям магнитного потока, создаваемого якорем генератора Д2. В этом случае величина индуктируемой в катущке электродвижущей силы пропорциональна только числу оборотов вала 14 двигателя, на котором закреплей якорь при большой частоте вращения она больще, при меНьщей частоте вращения - меньще. Таким образом электродвижущая сила, возникающая в катущке возбуждения 10, пропорциональна Нагрузке трактора. Частота вращения электромотора соответст:ренно меняется, так как обмотка возбуждения электромотора 9 последовательно включена в цепь катушки 10: с увеличением потребной мощности частота вращения электромотора увеличивается, с уменьшением - уменьшае-Е. ся. Соответственно меняется и усилие от центробежного регулятора 2 на подвижный элемент механизма 1. Частота вращения электромотора Я находится в пределах «.Т««м где715-минимально устойчивая частота вращения коленчатого вала двигателя; nj -максимальные холостые обороты коленчатого вала двигателя. С увеличением частоты вращения электромотора выше п подвижный элемент тиеханизма 1 смещается вправо, а рейка топливного Насоса HI - влево в сторону увеличения подачи топлива и увеличения частоты вращения колейнатого вала двигателя. Но при этом увеличивает усилие от центробежного регулятора 3 и подвижный элемент механизма 1 стремится сдвинуться влево. Однако подвижным элементом механизма 1 нельзя достигнуть среднего положения, так как при этом частота вращения коленчатого вала двигателя должна снизится до ti (среднее положение подвижного элемента механизма 1 соответствует минимально устойчивой частоте вращения коленчатого вала двигателя и он останется сдвинутым вправо. Соответственно рейка топливного насоса смещается влево, и работа двигателя происходит на частичном режиме с учетом величины потребной мощности трактора на его перемещение. При Наличии тягового усилия происходит деформация силового звена 16 и тем большая, чем больше это усилие. Изменение деформации силового звена 16, пропорциональное тяговому усилию, передается поворотному рычагу 11. Вследствие этого рычаг 11 с закрепленной на нем катушкой 10 отклоняется в сторону большего угла пересечения катушки магнитными силовыми линиями якоря генератора 12. Это приводит к увеличению в катушке 10 электродвижущей силы и увеличению оборотов якоря электромотора. Дальнейшая работа двигателя (при наличии тяговой нагрузки на трактор) такая же, как и на перемещение трактора с той лишь разницей, что подвижный элемент механизма 1 больше сдвинут вправо, а рейка топливного Насоса HI - больше влево, т.е. на другом частичном режиме. Использование устройства в тракторостроении дает экономию топлива, снизить загрязняемость окружающей среды выхлопными газами. Кроме того, увеличится моторесурс двигателя за счет исключения работы двигателя в -холостом режиме на максимальной частоте вращения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ ТРАКТОРА, содержащее задатчики нагрузки и частоты вращения двигателя, связанные соответственно через блок задания мощности и центробежный регулятор с управляющим органом топливного насоса, отличающееся тем, что с целью повыщения эффективности регулирования в зависимости от реальной загрузки трактора, блок задания мощности выполнен в виде электромотора и генератора сигнала нагрузки, причем якорь последнего кинематически связан с валом двигателя, а катущка возбуждения генератора установлена с возможностью перемещения относительно якоря в зависимости от перемещения задатчика нагрузки и электрически соединена с обмоткой возбуждения электромотора.