Устройство для регулирования дизеля Советский патент 1986 года по МПК F02D23/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к устройствам для регулирования дизельных силовых установок.

Цель изобретения - повышение качества регулирования дизеля на переходных режимах путем уменьшения времени подачи дополнительного воздуха для наддува в цилиндры.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Дизель 1 снабжен турбокомпрессором 2, который подключен к наддувочному ресиверу 3. Регулятор 4 частоты вращения связан :С органом 5 дозирования подачи топлива в цилиндры 6 дизеля через рычаг 7. Источник 8 сжатого воздуха подключен к магистрали 9 подачи дополнительного воздуха через запорный орган 10, который выполнен в виде золотника 11 с приводом от сердечника 12 электромагнита 13. Между золотником и его неподвижной опорой установлена пружина 14. Первый зажим обмотки электромагнита 13 соединен с катушкой первого 15 и второго 16 диодов. Анод первого диода 15 подключен к аноду тиристора 17 и положительному полюсу источника 18 питания. Катод тиристора 17 через катушку 19 индуктивности связан с первой обкладкой конденсатора 20 и первым зажимом первого резистора 21. Вторая обкладка конденсатора 20 подключена к отрицательному полюсу источника 18 питания, второй зажим первого резистора 21 соединен с вторым зажимом второго резистора 22 и вторым зажимом обмотки электромагнита 13. Первый зажим второго резистора 22 подключен к аноду третьего диода 23, катод которого соединен с управляюш,им электродом тиристора 17. Неподвижный 24 и подвижный 25 контакты подключены соответственно к отрицательному полюсу источника 18 питания и второму зажиму электромагнита 13. Подвижный контакт 25 через пружину 26 связан с кнопкой 27, которая сопряжена с подвижным упором 28 ограничителя 29 перемеш,ения органа дозирования подачи топлива. Ограничитель 29 выполнен с приводом от датчика 30 давления наддува, который сообщен с магистралью 9 подачи дополнительного воздуха непосредственно через канал 31 и с ресивером 3 через обратный клапан 32. Дополнительное плечо 33 рычага 7 связано с ограничителем 34 хода.

Устройство работает следующим образом.

При разомкнутых контактах 24 и 25 после подачи напряжения питания с зажимов источника 18 к катоду тиристора 17 через разряженный конденсатор 20 прикладывается отрицательный потенциал напряжения питания, к аноду тиристора 17 - положительный потенциал напряжения питания, а к

управляющему электроду тиристора положительный потенциал прикладывается через первый диод 15, обмотку электромагнита 13, второй резистор 22 и третий

диод 23, в результате чего тиристор 17 открывается и через него, катушку 19 и конденсатор 20 протекает ток. Индуктивность катушки 19 и емкость конденсатора 20 таковы, что процесс заряда конденсатора носит колебательный характер. Тиристор 17 пропускает только положительную полуволну зарядного тока, по окончании которой напряжение на конденсаторе достигает максимума и превышает напряжение питания. Так как при этом напряжение на катоде тиристора выше напряжения на аноде, тиристор заперт, а так как третий диод 23 и управляющий электрод тиристора 17 находятся под действием запираюшего напряжения, то ток управления тиристора при его запирании прекращается. В результате изложенного цепь для разряда конденсатора 20 отсутствует и напряжение на нем (превыщаю- шее напряжение источника питания) сохраняется в течение всего времени, пока контакты 24 и 25 разомкнуты.

При работе дизеля на установившихся режимах регулятор 4 частоты вращения посредством рычага 7 устанавливает орган 5 дозирования подачи топлива в положение, соответствующее данным частоте вращения

и нагрузке дизеля. Турбокомпрессор 2 при этом работает также на установившемся режиме, подавая наддувочный воздух через ресивер 3 в цилиндры 6 дизеля и через обратный клапан 32 на датчик 30 давления наддува. Поскольку ограничитель 29 перемещения рейки топливного насоса выполнен с приводом от датчика 30 давления наддува, то подвижный упор 28 находится в положении, соответствующем давлению наддува в указанном установившемся режиме, пружина 26 расслаблена, а контакты 24 и 25 разомкнуты. В связи с последним обстоятельством катущка электромагнита 13 обесточена, запорный орган 10 закрыт и подача сжатого воздуха из источника 8 в магистраль 9 не имеет места. В описанном случае работа устройства идентична работе устройства-прототипа.

При резком увеличении (набросе) нагрузки дизеля его частота вращения падает, на что регулятор 4 частоты вращения реагирует поворотом рычага 7 против часовой стрелки и перемещением органа дозирования в сторону увеличения подачи топлива. При этом дополнительное плечо 33 рычага 7, поворачиваясь против часовой стрелки (по чертежу), воздействует на пружину 26, сжимая ее и прижимая кнопку 27 к подвижному упору 28, и замыкает подвижный 25 и неподвижный 24 контакты. Благодаря замыканию контактов отрицательно

заряженная обкладка конденсатора 20 оказывается подключенной к второму зажиму электромагнита 13 и второму зажиму первого резистора 21 и конденсатор 20 разряду тиристора 17 в этом случае приложены соответственно отрицательные и положительные напряжения, он остается закрытым, поскольку к его управляющей цепи, приложается на резистор 21 непосредственно и 5 нулевое напряжение (так как потенна обмотку электромагнита 13 через диод 16. Тиристор 17 при этом сохраняет закрытое состояние, так как к его управляющей и силовой цепи приложены запирающие напряжения. В связи с тем, что перед замыканием контактов 24 и 25 напряжение между обкладками конденсатора 20 превышает напряжение источника 18 питания, то при замыкании контактов 24 и 25 первый диод 15 закрыт вследствие действия между его

циал катода более высокий, чем потенциал второго зажима второго резистора 22, и третий диод 23 закрыт). Поскольку доза- ряд конденсатора 20 через тиристор 17 и катушку 19 невозможен, то напряжение на конденсаторе стремится к нулю.

Дополнительный сжатый воздух поступает в цилиндры 6 дизеля до тех пор, пока контакты 24 и 25 замкнуты. По мере набора нагрузки дизеля 1 частота вращения его

электродами запирающего напряжения и 5 - возрастает, в результате чего регулятор 4 частоты вращения перемещает орган 5 дозирования подачи топлива в положение, соответствующее меньшей цикловой подаче топлива, рычаг 7 и его плечо 33 поворачиваются по часовой стрелке, разчерез обмотку электромагнита 13 под действием повышенного напряжения на конденсаторе 20 протекает только разрядный ток этого конденсатора. Мгновенные значения этого тока больще, чем его мгновенные

значения в те же моменты времени после 20 мыкая контакты 24 и 25. Последнее приво- замыкания контактов в устройстве-прото-дит к выключению электромагнита 13 и

типе, поскольку в первом случае этот ток прекращению подачи дополнительного воз- протекает под действием напряжения, боль-духа в цилиндры. Наступает установившийшего напряжения источника питания, а во ся режим работы дизеля, при котором час- втором случае - под действием напряже- 25 вращения совпадает с заданной. ния источника питания. Повышенное на-После размыкания контактов 24 и 25

пряжение на обмотке электромагнита ус- происходит колебательный заряд разряженкоряет его срабатывание и перемещение золотника 11 в сторону открытия источника 8 сжатого воздуха. При открытии резервуаного конденсатора 20 через тиристор 17 и катущку 19 до напряжения, превыщаю- щего напряжение источника 18 питания.

ра 8 сжатый воздух поступает через ма- 30 согласно указанному

гистраль 9 подачи дополнительного воздуха в цилиндры б дизеля 1, а через канал 31 - на датчик 30 давления наддува. В результате этого ограничитель 29 перемещения топливодозирующего органа смеВ случае уменьщения нагрузки на дизель частота вращения вала увеличивается, в результате чего регулятор 4 частоты вращения уменьщает подачу топлива, стремясь восстановить заданный скоростной режим.

щает вправо подвижный упор 28, который 35 При этом рычаг 7 и плечо 33 поворачивают- выходит из соприкосновения с ограничи-ся по часовой стрелке, контакты 24 и 25

телем 34 хода и дает возможность повора- остаются разомкнутыми, электромагнит 13 чиваться рычагу 7 и его плечу против ча- не выключается и подача дополнительного совой стрелки. Поворот рычага 7 в этомвоздуха в цилиндры не происходит. В даннаправлении приводит к перемещению ор- Q ном случае работа устройства аналогична гана топливодозирования в положение, со-работе прототипа.

В устройстве за счет форсирования электромагнита сокращается время от момента набора нагрузки до момента подачи дополнительного воздуха в цилиндры, благодаря

напряжение на нем падает и при дости- 45 чему возросшее на начальной стадии пере- жении этим напряжением величины, равнойходного процесса количество топлива, понапряжению источника 18 питания, второй диод 16 закрывается, первый диод 15 открывается и к обмотке электромагнита 13 прикладывается через диод 15 и замкнуответствующее большей подаче топлива.

По мере разряда конденсатора 20 на резистор 21 и обмотку электромагнита 13

тые контакты 24 и 25 напряжение источника 18 питания. Конденсатор 20 в дальнейшем разряжается через первый резистор 21. Несмотря на то, что к катоду и ано50

даваемого в цилиндры, сгорает более полно, индикаторный КПД и индикаторная мощность дизеля повышаются, дизель быстрее принимает нагрузку, а провал оборотов и длительность переходного процесса сокращаются. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокое качество регулирования дизеля на переходных режимах.

Составитель В. Ищенко

Редактор М. ДылынТехред И. ВересКорректор Т. Колб

Заказ 3468/29Тираж 523Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патеит, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ду тиристора 17 в этом случае приложены соответственно отрицательные и положительные напряжения, он остается закрытым, поскольку к его управляющей цепи, прилож но нулевое напряжение (так как потенциал катода более высокий, чем потенциал второго зажима второго резистора 22, и третий диод 23 закрыт). Поскольку доза- ряд конденсатора 20 через тиристор 17 и катушку 19 невозможен, то напряжение на конденсаторе стремится к нулю.

Дополнительный сжатый воздух поступает в цилиндры 6 дизеля до тех пор, пока контакты 24 и 25 замкнуты. По мере набора нагрузки дизеля 1 частота вращения его

- возрастает, в результате чего регулятор 4 частоты вращения перемещает орган 5 дозирования подачи топлива в положение, соответствующее меньшей цикловой подаче топлива, рычаг 7 и его плечо 33 поворачиваются по часовой стрелке, размыкая контакты 24 и 25. Последнее приво- дит к выключению электромагнита 13 и

происходит колебательный заряд разряженного конденсатора 20 через тиристор 17 и катущку 19 до напряжения, превыщаю- щего напряжение источника 18 питания.

согласно указанному

В случае уменьщения нагрузки на дизель частота вращения вала увеличивается, в результате чего регулятор 4 частоты вращения уменьщает подачу топлива, стремясь восстановить заданный скоростной режим.

При этом рычаг 7 и плечо 33 поворачивают- ся по часовой стрелке, контакты 24 и 25

чему возросшее на начальной стадии пере- ходного процесса количество топлива, по

даваемого в цилиндры, сгорает более полно, индикаторный КПД и индикаторная мощность дизеля повышаются, дизель быстрее принимает нагрузку, а провал оборотов и длительность переходного процесса сокращаются. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокое качество регулирования дизеля на переходных режимах.