Регулятор частоты вращения для двигателя внутреннего сгорания с наддувом Советский патент 1983 года по МПК F02D23/02 

iLioopCTCiiiie относится к ;;виг;1те/ с-с-: }(), в частности к с:;с1смя,1 pei , inpoiu: го11;1ив()нодачи при осунтести.тснии иаддуиа в двигатель. Известен регулятор чги.-тоты вращения для двигателя внутреннего С14)рания с наддувом, содержащий размещенные в корнусе центробежные грузы, унравляющне через муфту си.товьгч рычагом, который соединен с главной пружиной регулятора, с рейкой топливного насоса и с корректируюпшм устройством, которое включает в себя гидравлический сервомотор и мембрану, управляемую давлением наддува и имеющую связь с подпружиненным золотником сервомотора. Такой регулятор обеспечивает требуемый закон топливоподачи в зависимости от давления наддува и стартовую нодачу для запуска двигателя 1|. Основной недостаток этого регулятора состоит в то.м.что при обеспечении чувствительности мембраны к давлению наддувочного воздуха снижается быстродействие серводвигателя, увеличиваетея влияние вязкости и плотности рабочей жидкости, что приводит к снижению чувствительности и стабильности регулятора в работе. Этот недостаток вызван ориентацией золотника серво.мотора относительно крышки и использованием пружин для выполнения одновременно двух функций: уравновешивание .ме.мбраны, чувствительной к давлению наддува; уравновешивание поршня сервомотора. При сборке крышка устанавливается с перекосом относительно корпуса из-за технологически.х погрешностей ее изготовления и ориентация золотника относительно КРЫШКИ приводит к соответствующему перекосу его относительно поршня, что вызывает повышенное трение при скольжении золотника внутри поршня и снижение чувствительности серводвигателя и еоответственно регулятора. Для уравновешивания усилия, действующего иа ме.мбрану со стороны наддувочного воздуха, требуется пружина с небольшим усилие.м предварительного натяжения и соответственно .малым коэффициентом жесткости, так как давление наддува на низких скоростных режимах мало, а для обеспечения быстродействия серводвигателя и снижения влияния вязкости и плотности рабочей жидкости необходима пружина с большим предварительным натяжением. В известном регуляторе выполнение двух противоречивых требований невозможно. При усовершенствовании известного регулятора можно обеспечить необходи.мую чувствительность мембраны, однако из-за последовательного включения пружин в работу усилие предварительного натяжения пру /к1ны с ма.1ым коафф1 циент().м жесткости },чсг iH/.iJCi ;ii4).) д;1я обеспечения быстродействия серводвигателя и надежного запуска холодного двигателя, так как холодное масло имеет большую вязкость. В этом случае уеилие со .сторон1,1 рабочей жидкости будет болыие усилия малой пружины, что приве.:1ет к смещению поршня сервомотора влево и уменьшению стартовой подачи. Педостатка.ми известного регулятора являются также сложность конструкции; наличие набора пружин, что требует регулировочных прокладок или устройства для осупдеетвления настройки регулятора. Цель изобретения - повышение чувствительности регулятора. Поставленная цель достигается тем,что в регуляторе частоты вращения для двигателя е наддувом, содержащем размещенные в корпусе центробежные грузы, управляющие через муфту силовым рычагом, который соединен с главной пружиной регулятора, с рейкой топливного насоса и с корректирующим устройством, которое вклю чает в себя гидравлический сервомотор и ме.мбрану, управляемую давлением наддува и имеющую связь с подпружиненным золотнико.м сервомотора, связь мембраны с эолотпико.м сервомотора выполнена в виде двуплечего рычага, установленного на оси закрепленной в корпусе, и имеющего регулировочный упор, причем усилие мембраны паправлено иод углом к оси золотника. На фиг. 1 схематически изображен регулятор при запуске двигателя, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, при экеплуатации двигателя. Механический чувствительный эле.м.ент имеет вал 1, связанный через зубчатую передачу 2 с коленчатым вало.м двигателя (не показан). На валу 1 установлена крестовина 3, е которой щарнирно связаны центробежные грузы 4, взаимодействующие свои.ми лапками с муфтой 5, опирающейся на силовой рычаг 6. Последний подвижно установлен на оси 7, закрепленной в корпусе 8регулятора, щарнирно соединен с рейкой 9топливного насоса и прижат к упору 10 корректирующего устройства главной пружиной 11, затяжка которой определяется рычагом. 12 управления. Корректирующее устройство состоит из гидравлического сервомотора и мембранного узла. Серво.мотор включает корпус 13 с расточкой 14, поршень 15, рабочую камеру 16, образованную торцовыми поверхностями порщня и корпуса и соединенную каналом 17 с источником давления рабочей жидкости (системой смазки двигателя). Пружина 18 серво.мотора размещена между поршнем 15 и кольцом. 19, закрепленным в корпусе 13. Между кольцом 19 и пружиной 18 установлена тарельчатая шайба 20. Упор 10, соединенный с поршнем 15 при помощи резьбы, контрится гайкой 21. Золотник 22 сервомотора, скользящий в отверстии 23 порщня 15,выполнен в виде полого вала с торцовым фланцем 24. В поршне 15 выполнены окна 25. Мембранный узел состоит из корпуса 26, имеющего расточку 27, соединенную с полостью 28 отверстием 29. Мембрана 30 закреплена центральной частью на щтоке 31 между шайбами 32 и 33 гайкой 34 и по контуру зажата между корпусом 26 и крышкой 35 болтами 36. Между мембраной 30 и крышкой 35 расположена герметичная полость 37,соединенная через трубопровод 38 с впускным патрубком двигателя (не показан. В полости 28 подвижно установлен на оси 39, закрепленной в корпусе 26, двуплечий рычаг 40, плечо 41 которого опирается на шток 31, плечо 42 охватывает вал золотника и взаимодействует с его фланцем 24, регулировочный упор 43 взаимодействует в процессе эксплуатации двигателя с регулируемым винтом 44, ввинченным в корпус 26 и законтренным гайкой 45. Пружина 46 мембраны установлена между фланцем 24 золотника 22 и регулируемым упором 47, законтренным гайкой 48. Отверстие 49 в корпусе 26 служит для отвода рабочей жидкости (масла). Мембранный узел крепится винтом 50 к корпусу 13 сервомотора. Корректирующее устройство крепится винтами 51 к корпусу 8 регулятора. Между корпусами 26, 13 и 8 установлены прокладки 52 и 53. При сборке мембранного узла между головкой регулируемого винта 44 и корпусом 26 устанавливается определенный зазор. Регулятор работает следующим образом. При неработающем двигателе в системе смазки двигателя и соответственно рабочей камере 16 отсутствует давление маела, и пружина 18 сервомотора сдвигает влево до упора корпус 13 и поршень 15 с упором 10, а в герметичной полости 37 отсутствует давление наддувочного воздуха, и пружина 46, действуя на фланец 24, перемещает золотник 22 вправо и мембрану 30 (через плечи 42 и 41 двуплечего рычага и шток 31) до упора шайбы 32 в крышку 35. При этом-золотник 22 перекрывает окна 25 поршня 15 и рабочая камера 16 не имеет сообщения со сливом. Для запуска двигателя поворачивают рычаг 12 управления против часовой стрелки при этом главная пружина .11 перемещает рычаг 6 с рейкой 9 влево до контакта рычага 6 с упором 10 (фиг. 1). После запуска двигателя давление в системе смазки возрастает, а давление наддувочного возду.ха в гсрмет чной полости 37 недостаточно для преодоления мембраной 30 усилия пружины 46. При этом окна 25 поршня 15 остаются перекрытыми золотником 22, и масло не вытекает из рабочей камеры 16, поэтому давление в ней увеличивается и, преодолевая усилие пружины 18, перемещает поршень 15 с упором 10 вправо до тех пор, пока не откроются окна 25 поршня 15 - рабочее положение корректирующего устройства (фиг. 2), т.е. безнаддувная подача. Соответственно упор 10 и центробежные грузы 4 перемещают рычаг 6 с рейкой 9 вправо (уменьшение подачи), преодолевая усилие главной пружины П. Равновесное положение поршня сервомотора возникает при некотором соотношении величины перекрытия б окон 25 порщня 15 золотником 22, которое определяет величину давления масла в рабочей камере 16 и усилие пружин 18 и 11. При увеличении частоты вращения двигателя давление наддувочного воздуха в герметичной полости 37 возрастает, и мембрана 30, действуя на двуплечий рычаг и преодолевая усилие пружины 46, перемещает золотник 22 влево, увеличивая величину б. При этом увеличивается площадь проходного сечения,и давление в рабочей камере уменьшается настолько, что пружина 18, действуя на поршень 15,и пружина 11,действующая через рычаг 6 на упор 10, преодолевая усилие, действую1дее со стороны масла на порщень 15, перемещают последний с упором 10 влево до установления нового равновесного положения. Рычаг 6 с рейкой 9 также перемещаются влево, топливоподача увеличивается, т.е. обеспечивается наддувочная подача. Величина максимальной наддувочной топливоподачи ограничивается регулирующим винтом 44, обеспечивающим ее подрегулиpoBky на двигателе за счет увеличения хода золотника влево. При этом увеличение топливоподачи можно осуществить только на определенную величину, которая -регламентируется зазором а между головкой винта и корпусом 26. При уменьшении частоты вращения двигателя давление наддувочного воздуха в герметичной полости 37 уменьщается, и усилие пружины 46, преодолевая усилие, действующее на мембрану ,перемещает золотник 22 вправо, уменьшая величину б, и давление масла в рабочей камере 16 возрастает, и, преодолевая усилие пружины 18 и 11, перемещает поршень 15 с упором 10 и рычаг 6 с рейкой 9 вправо. В результате топливоподача уменьшается. Поршень 15 будет перемещаться вправо до тех пор, пока шток 31 с мембраной не станет на упор в крышку 35. Дальнейшее

nOjiiiiriJi вправо Ic. ;.;:;; г licleiHK масла уменьи1нтся,и пру1 1 начнут переметать поршень

iS ,1

в,лево.

ТакиА i)6pa3OM, поршень 15 сервомото|)а поетоянно следит за золотником 22, управляемым мембраной, чувствительной к давлению iia;uiyBO4noro воздуха, а регулятор обеспечивает требуемый закон топливоподачн для наддувного двигателя.

Выключение топливоподачи осуществляется механическим чувствительным элементом независимо от корректирующего устройства. С увеличением частоты вращения двигателя усилие центробежных грузов 4, преодолевая усилие главной пружины 11, перемеп1ает рычаг 6 с рейкой 9 вправо,уменьП1ая топливоподачу до нуля.

При эксплуатации, в случае дымления двигателя, наддувная топливрподача может бьггь уменьи1ена до безнаддувной регулиJO /7 J J7 || / / JV J3

ровочным винтом 44. При выворачивании винта 44 ограничивается ход двуплечего рычага до нуля, при это.м давление наддувочного воздуха, действующее на мембрану, не сможет переместить золотник 22 влево, и соответственно топливоподача остается безнаддувной.

Таким образом, чувствительность регулятора повыщается.

Кроме того, повышается быстродействие регулятора, удобство регулировок для настройки регулятора и его подрегулировок в эксплуатации.

Использование предлагаемого регулятора обеспечивает снижение дымности отработавших газов двигателя,уменьшает опасность выхода его из строя при нарушениях в режиме работы турбокомпрессора, улучшает протекание рабочего процесса двигателя, и, как следствие, его топливную экономичность. 36

РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С НАДДУВОМ, содержащий размещенные в корпусе центробежные груJ5 30 W зы, управляющие через муфту силовым рычагом, который соединен с главной пружиной регулятора, с рейкой топливного насоса и с корректирующим устройством, которое включает в себя гидравлический сервомотор и мембрану, управляемую давлением наддува и имеющую связь с подпружиненным золотником сервомотора, отлыча/ои{ы«ся тем, что, с целью повыщения чувствительности регулятора, связь мембраны с золотником сервомотора выполнена в виде двуплечего рычага,установленного на оси, закрепленной в корпусе, и имеющего регулировочный упор, причем усилие мембраны направлено под углом к оси золотника. (Л О5 ГС Иш О5