Регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК F02D1/00 

,

2. Регулятпр по п. 1 , о т и -га

ч а 10 m и и с я тем, чт игорл вее

середине нторого суммируч шеа-о рыча-иы.

1

Изобретение относится к пнтомати- ческому регулированию двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - поньпиение точности регулирования на частичных нагрузках.

На чертеже показана прши иниаль- ная схема регулятора.

Рет улятор содержит вал 1 , связан- Hbiii с коленчатым валом двигателя. На ва,п жестко насажены к 1естови- на 2 с шарнирно установленными г ру- зами 3 и подвилсная муфта 4, находящаяся в иостоянном соприкосновении через упорный подшипник 5 с грузами и промежуточным рычаг ом 6, который нижним концом шарнирно соединен с корпусом регулятора, а верхтгим через тягу 1-е одним концом первого суммирующего рычага 8, которьш своей средней точкой inapintpno соединен непосредственно с opi aHOM 9 дозирования топливоподачи топливного насоса 10. Другим концом суммирующий рычаг 8 соединяется с тягой 11, шар- иирио связанной с вторым суммирующим рычагом 12 в его средней части, пы полнениой в виде продольного паза таким образом, что обеспечивается поступательно-вращательная пара. Один конец второго суммирующего рычага 12 связан с одним концом д,вуги ечего рычага 13, друго1 1 конец которого соединен с рычагом 14 управлепия регулятора. Рычаг 12 другим концом через тягу 15 связан с верхней частью ос;нов- ного рычага 16, нижняя часгь которог связана с корпусом регулятора. К рычагу 14 присоединена одним концом восстанавливающая пружина 17, соединенная своим другим концом с основным рычагом 16, а также прудсина 18, работаклцая в режиме запуска двигателя, другой конец которой связан с корпусом 19 корректора. В корпусе 19 установлены регулировочный винт 20, пружина 21 и подвижт|1Й утгор 22, ко1):Ч1ппиет1а f пг1з 1С1жмогтью пс рсмЕ щения вдоль ei o дли

5

0

5

0

5

0

5

торым промежуто ПП.1Й рычаг 6 взаимодействует при работе дипт ятеля на кор- peKTOpiroM участке :-;арактеригтики с ос- ос-новным рычагом IЬ, иеремсмиение которого от раничииают пепод,вижпые упоры 23 и 24, сиячанпые с j.opnycoM ре- гуля1ора. Бгзаим(де1 и твие рычагов fi И 16 при работе Д1 игагеля на регуля- торном участке характеристики осу- це-стнляется посредством упора 25, жестко связанного с основпым рычагом 1 6.

Р1)1чаг 14 своим ниж1птм кош;ом щар- пирно соедине) с тягой 26 механпзма настройки скоростпоп; режима, включа- ющег рычаг 27 с фиксатуаром, сектор 28 и неподвижный упор 29.

Регулятор работает след,ующим образом.

В случае, когда нозмущаи. щее воз- де1(ствие (нагрузка) па дизель не действует, а рычаг 14 управления через тягу 26 удерживается механизмом иа- сгройки скоростного режима па упо- )е 29, угловая скг. дизеля максимальная и в р( зуЛ ыаге уравновешивания сил действия п 1ужииы 17 и центробежной силы 1-рузоБ 3 через упормьп ПОД111И1ПП1К 5, му рту 4, промежуточпы 6, тягу 7 и один первого суммирующего рычага 8, с одной сторо- jn,i, а через г)сновпой рычаг 16, тягу 15, второй сумми1)ук11и1п 1 рычаг 12, тягу 1 1 и друг(.)й конец первого суммирующего рычага В, с другой стороны, орган 9 дозирования топливоподачи удерживается в положении цикловой подачи, соответствующей заданному скоростному и пагрузоч К)му режимам работы дизеля. При этом рычаг 14 управления удерживает двуплечий рычаг 13, а через нег о - irropoii суммирующий рычаг 12 в самом нижнем положении, при котором его коэффициент усиле}1ия по каналу передачи регулирующего сигнала основной рычаг - орган дозирования топливоподачи минимальный.

3

11(1 мер( унпличеиия тючмущающего воздейс ПИЯ На ,n}rjf nii от нулевог О д HOMHHfUiiiHortj Ч11ачеинч его уг ловая cKopc cib умештшается, а имеете с )тим уменынается и центробежная сил rpv3()n 3, в ретул11тате дисб;и1анса J сил деГтетпия пружины 1 7 и центробежной грузов 3 Г ромежуточн1,1Й ры- чаг 6 через тягу 7 и один конец рычага 8 вочд.ейстпует на орган 9 топ- линоподачи, урел 1чниая нодачу топлива перемещением ег о в сторону компенсации иоямущаюгцего воздействия, с ОДНО стороны, а основной рычаг 1 чере-з тягу 15, рычаг 12, тягу И и другой конец рьп)аг а 8 также гсереме- шает ojiraH дозировании топливопода- чи п сторону компе}1сации возмущающего вг)-эд,ейстния, с другой стороны, обес11еч шая на номинальном нагрузоч ном и скоростном режимах ибщую статическую погрешность CHCTeNQji, обус- ловле1шую только возмущающим воздей стнием.

При работе регулятора па задан- пом с коростпом режиме в случае отключения дополнительных устройств кнала задающего воздействия на орган дозирС1иания тошшиоподачи промежуточны; и ocHOBHoi i р(,1чаги на регуля- TopHoii ветви характеристики действуют совместно.

В данном случае, когда розмущаю- щ(е воздет штвие на дизеле отсутствует, а рычаг 14 упрапления через тя- гу 26 удержи.,лгт -ч механизмом настройки скоростного режима не на упоре 29, ут. ювая скорость не макси- и в резул11тате уравновешивания сил де1 стния п,)ужины 1 7 и цент робежно СИЛ1.1 грузов 3 через упорный подшипник 5, Nfydrry 4, промежуточный рычаг Ь, тягу 7 и один конец первого суммирующего рычага 8 (согласно принятого условия он жестко связан с органом 9 топливоподачи). Оргап 9 дозиро а)ия топливоподачи удерживается в положении тщкловой подачи, соо гжп ствующей заданному )апиж( скоростному режиму рабо-

ты ДИЗ(и1Я.

Но мере увеличения возмущающего воздействия на дизель от нулевого до НО№1нального значения его угловая скорость умен1 шается, вместе с этим уменьшается и центробежная сила грузов 3,, в результате дисбаланса сил действия гфужипы 17 и центробежной

5184

силы грузов 3 промежутс1Ч1п,1Й рыч. П ( (с.овмесгно с ocHO OihiM 16) через т-л- гу 1 1 и рычаг 8 возде1 |стнует на орган 9 топливоподачи, увеличивая подачу топлива перемещением его в сторону компе}1сации возмущающего воздеГ ствич. При этом возникшее (отклонение угловой скорости дизеля компенсируется частично по сравнению с режимом pei-yjnipoBaHUH на внешней характерис- в резул1,тате меньшей интенсивности действия рег улирутощего сигнала из-за чего наклон регуляторной ветви на задан}юм скор(тстпом режиме увеличивается по сравнению с наклсмюм ветви номинального режима. Объясняется зт( тем, что общая погрешность системы регулиро} апия на частичном режиме всег да .гп1 П1вается и равна уже сумме двух погреиптостей - погрешности, обусловленной воздействием поз- ь У1иения, и погрешности, обусловленной гюздействием задающег О сигнала наст- ро11ки. По мере уведшчения задающего сигна.ча составляюп ая погрешность от его д.ействия, а следовательно, и общая noi peuiHocTb системы регулирования увеличи} аются.

Увеличею е обией пот реипюсти сис- тсм. автоматического регулирования ск(трости не может удовлетворить предъ я1шяе п-1М требованиям, что исклю ьтет о- можнс1с-ть применетшя таких регуляторов па TpaKTOpniiix дизелях, предназначенных для привода электрогене- IKiTcipoB. Поэто гу в таких случаях при- беган}т к замене их и установке других регуляторов с пониженной степенью не- )а}П1омерности (с меньшей noi peninocТ11Ю) .

II) работе регулятора на заданном частичном скоростном режтже (в случае, когда возмущающее воздействие к ;1,изе.чю еще не приложено) рычаг 14 управления через тягу 26 удерживается механизмом настройки скоростного режима не на упоре 29, а в положении второго ассматриваемого случая, уг- лоиая скорость дизеля не максимальная и также равна скорости второго случая. Тогда в результате уравновешивания сил действия пружины 17 и центробежной силы грузов 3 через унорньш подшипник 5, муфту 4, промежуточный рычаг 6, тягу 7 и один конец первого суммирующего рычага 8, с одной стороны, а основной рычаг 16 (действующий совместно с промежуточ

51

ным) черс тя1-у 15, pi,i4ar 12, тягу 1 и ;i,pyr(ii конец pi.iMara 8, с дру roi i стороны, орган 9 )1: зирпвания т оп линoп aпI удрр;кннается в положении циклопп{| нплачи, соотпетстнун гцей за- данному скоростному н нагрузочному режимам работы дияеля.

При этом рьпаг 14 угтрапления чере нопернутьй но ходу часовой стрелки двуплеш й р гч; г 11 у/1ержипает второй оуммируюппп рычаг 12 в положении, при кoтopo 1 соотношения дли н его Ш1СЧ расположены таким образом, что плечо, спячанное через тягу 15 с рычагом 16, несколько укоротилось, а гше чо, счяча.ниое с днунлечим рычагом 13, уд, ли кил ось с оставшимся прежним нол( средней точки, с вязынакидстг рычаг 12 с тягой 11. В таком случае ко-лЬ(1)ИЦиент усиле}И1я но каналу неред.ачи регу1Н1руюп(его сигнала осно)ик)й )ычаг - орган дозирования тонлиноподачи соотлетствен- Hf) упеличеи но сравнению с тем (ми- тимальным) , котор,1Й был при 1гастрой- ке на режиме внешней регуляторной характеристики,

По мере увеличения возмущающегчз воздействия на дизель от нулевот О до номииальног о значения его угловая скорость соответственно уменьшается, а вместе с этим уменьшается и центробежная сила грузов 3. В результате дисбаланса слит действия пружины 17 и центробежной силы грузов 3 лроме- жуточиьй рычаг 6 через тягу 7 и один конец рЕ.тага 8 иoз feйcтнyeт на орган 9 ч оп-гншонодачи перемещая его в сторону уио-.лнчения подачи топлива и комненсаиии этим прилагаемого воз- мущаюшего воздействия, с одной стороны, а основной рьг-(аг 16 через тягу 15, рычаг 12, тягу П и другой конец рычага 8 также перемещает (но уже с большим коэфсЬициентом усиле- ния) орган дозирования топливогюда- чи в сторону увеличения подачи топлива и компенсации этим заданного настройкой и прилагаемого возмущаю- щег О воздействия, с другой стороны, обеспеч1тая уменьшение угловой скорости с той же степенью интенсивности, с кс:)торой она компенсировалась на номинальном скоростном режиме, сохраняя при этом тот же наклон ее на регуляторной ветви. Полученная в рассматриваемом случае общая ногреш- ность системы регулирован1гя на участto

5

25

5 0 5 0 5

86

ке регуляторной ветви характеристики обуслг)влена только действием внешнего 13озмушения, а составляющая ногреипюсти от г .игнапа задающего воз- 71, е ист Т и я благодаря донсхтнительному усилении регулирующего сигнала по каналу основной рычаг - орган дозирования попливонодачи, как и на внешней :арактерист1п :е, будет равна ну.чю.

В случае увеличения задаюП1его воздействия w сторону настройки еще тюнижаюнщх частичных скоростных режимов коэ(})()ициет1т у.шгения по каналу основной рычаг - opi a) дозирования топливонодачи от действия увеличивающегося си1 Н.:ша настройки также пронор1шонально увеличил ается, обес- печ( на люб(5м заданном частичном скоростном режиме условие, при котором составпяющая norjieimiocTH от сигнала задающего воздействия всегда равна ну.лю. Поэтому протекание регу- лят fipubix xapaKTejincTHK на частичных скоростных режимах предстагзля- ется в виде , параллельш к наклонной рег-уляторной линии номинального режима внешне каракт(;ристики дизеля.

При работе дизеля на корректорной как внешней, так и характеристик частичп 11х скоростных режимов, ка- H;UI допол}ПП ельного усиления регулирующего сигнала (основной рычаг - г)рган дозироукания топливонодачи ) н работе не участвует, поскольку рычаг 16 13 этих случаях находится на упоре 24 регулируемого винта нo 1VHIa.пь- иого режима. Дальнейшее формирование корректорной ветви всех характеристик осуществляется по си1 налам изменения угловой скорости только по ка- напу действия нромеж точного рычага 6 во взаимодействии с корректором, настроенным с учетом коэффициента усиления, обусловленного введением первого суммирующего рычага 8. Особенности работы предлагаемого регулятора на этих участках характеристики дизеля не отличаются от известного регулятора. Учитывая, что на корректорной ветви характеристик работа дизеля с электрогенератором не осуществляется, указанное относится к другим приводимым машинам и агрегатам.

Возможность образования регуляторной ветви характеристики любого частичного скоростного режима параллель712525

HOI о наклона vt обеспечения при этом одинпконой iiorpemiiocTH позволяет осу- щестнлять перс1зод системт; рет улирова- мия тракторного лизеля работы с электрогенератором и:ги другг ми по- г требителями энергии дичеля с аналогичными требованиями к качеству поддержания яаданной уг лоиой скорости на г1С7ич-ных режимах их ра - боты.10

Составитель В. Ищенко Редактор А. Сабо Техред М.Ходанич

Заказ 4605/16Тираж 523Подписное

В11ИПШ1 Государствеиного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производстненно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

188

Таким образом, применение регулятора позволит повысить точность регулирования угловой скорости двигателей внутреннего сгорания на частичных скоростных режимах их работы y eнь- шение общей погрешности системы за счет компенсации той составляющей погрепшости, которая обусловлена сигналами задающего воздействия при настройке рет улятора.

Корректор В. Бутяга