Двухимпульсный регулятор угловой скорости Советский патент 1986 года по МПК G05D13/02 

s5

О5 ел

to ю

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно для первичных тепловых двигателей внутреннего сгорания (например, дизелей) строительных, мелиоративных, подъемнотранспортных, сельскохозяйственных и других MBQiMH, имеющих в гидросистеме по крайней мере два гидронасоса, снабжающих жидкостью их рабочее оборудование, для поддержания заданного скоростного режима в условиях переменных нагрузок их работы.

Цель изобретения - повышение точности регулирования.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема двухИмпульсного регулятора угловой скорости; на фиг. 2 - гидравлический шестеренчатый насос, вид сверху.

Двухимпульсный регулятор угловой скорости состоит из измерителя нагрузки, выполненного в виде гидравлического шестеренчатого насоса, последовательно включенного в силовой привод рабочего оборудования маншны, ведущая шестерня 1 которого жестко соединена с выходным валом 2 механической трансмиссии привода рабочего оборудования. Выходной вал, 2 посажен на подшипниках 3, которые установлены в корпусе 4 понижающего редуктора трансмиссии. Шестерня 1 находится в постоянном зацеплении с ведомыми левой 5 и правой 6 шестернями йасоса. Все шестерни размещены в корпусе 7 гидравлического насоса, который шарнирно связан с соединительным звеном 8 податливой опоры. Тяга 9 связывает соединительное звено 8 с седлом 10 основной пружины 11 измерителя момента и пружины 12 корректора по моменту, опирающихся в неподвижную направляющую 13.

Другой стороной соединительное звено 8 связано с штоком 14 гидравлического демпфера высокочастотных колебаний, состоящего из корпуса 15 с уплотнениями 16, поршня 17 и регулирующего дросселя 18.

Тяга 9 жестко соединяется с подвижным фланцем 19 приемного сильфона 20, которые перемещаются в неподвижной направляющей 21, связанной с неподвижным фланцем 22. Полость приемного сильфона 20 трубопроводом 23 сообщается с полостью исполнительного сильфона 24. Сильфон 24 с одной стороны соединен с неподвижным фланцем 25, жестко связанным с неподвижной направляющей 26, в которой перемещается подвижный фланец 27, соединенный с другой стороной сильфона 24. Для устранения гистерезиса материала стенок сильфона 24 между фланцем 27 и упором 28 установлена возвратная пружина 29. Сильфоны 20 и 24, соединенные трубопроводом 23, образуют сильфонную передачу.

Фланец 27 тягой 30 щарнирно соединяется с одним концом суммирующего рычага 31, который средней частью связан с рейкой 32 топливного насоса 33, а другим концом соединяется при помощи тяги 34 с выходом центробежного датчика угловой скорости.

Центробежный датчик угловой скорости включает ведущий вал 35, связанный с коленчатым валом дизеля. На валу 35 жестко посажена крестовина 36 с шарнирно установленными грузами 37 и муфта 38, находящаяся в постоянном соприкосновении с грузами и промежуточным рычагом 39, который нижним концом щарнирно соединен с корпусом регулятора, а верхним - с тягой 34. Диапазон регулирования угловой скорости задается от рычага 40 через восстанавливающую пружину 41, связанную с верхним концом основного рычага 42, нижний конец

которого соединен с корпусо.м регулятора. С рычагом 40 и с корпусом 43 корректора подачи топлива по угловой скорости, связана пружина 44, работающая в режиме запуска дизеля.

В корпусе 43 корректора установлен регулирующий винт 45, пружина 46 и подвижный упор 47, которым промежуточный рычаг 39 воздействует при работе дизеля на корректорном участке характеристики с основным рычагом 42, перемещение которого ограничивают неподвижные упоры 48 и 49,

связанные с корпусом регулятора. Взаимодействие промежуточного рычага 39 и основного 42 при работе дизеля на регуляторном участке характеристики осуществляется при помощи упора 50, жестко связанного с рычагом 42.

Цринцип действия двухимпульсного регулятора угловой скорости рассмотрен на примере наиболее характерных режимов работы дизельного двигателя: установившегося; резкого (мгновенного) сброса нагруз ки; резкого (мгновенного) наброса нагрузки; плавного изменения нагрузки.

В установившемся режиме в результате равенства развиваемого дизеле 1 крутящего момента и момента сопротивления рабочего оборудования потребителя устанавливается

определенный скоростной и нагрузочный режим его работы. При этом грузы 37 центробежного датчика угловой скорости занимают определенное положение и через муфту 38, промежуточный рычаг 39, тягу 34 и нижний конец суммирующего рычага 31

удерживают рейку 32 топливного насоса 33 в положении цикловой подачи топлива, соответствующей заданному установившемуся скоростному режиму.

С другой стороны, данному скоростному

Q режиму соответствует определенный нагрузочный режим, обусловленный сопротивлением гидравлического рабочего оборудования машины. Поэтому в определенном установившемся нагрузочном режиме корпус 7 гидравлического шестеренчатого насоса

5 (измерителя момента), преодолев сопротивление основной восстанавливающей нружины 11 податливой опоры, через соединительное звено 8, тягу 9, седло 10 воздействует

на подвижный фланец 19 приемного сильфона 20 и создает в HCIVI давление, которое трубопроводом 23 передается в исполнительный сильфон 24, повышая в нем давление. В результате подвижный фланец 27, преодолев сопротивление возвратной пружины 29, перемещается влево и через тягу 30 конец суммирующего рычага 31 удерживает рейку 32 топливного насоса 33 в положении цикловой подачи топлива, соответствующей установивщемуся нагрузочному режиму.

В случае резкого сброса нагрузки крутящий момент в насосе, а вместе с ним и опрокидывающий момент корпуса 7, резко исчезает и соединительное звено 8 под воздействием основной восстанавливающей пружины 11 через тягу 9, седло 10 перемещает подвижный фланец 19 в обратном направлении, образуя в сильфоне 20 разрежение, которое трубопроводом 23 передается в исполнительный сильфон 24. В результате подвижный фланец 27 под воздействием возвратной пружины 29 через тягу 30 и верхний конец суммирующего рычага 31 перемещает рейку 32 топливного насоса 33 в сторону уменьщения цикловой подачи топлива и удерживает ее в положении, соответствующем величине цикловой подачи на новом установившемся нагрузочном режиме. С другой стороны, по мере резкого сброса нагрузки угловая скорость дизеля в силу инерционности его и связанных с ним подвижных деталей приводимой мащины не успе вает измениться и в некоторый начальный период сохраняется прежней. Поэтому грузы 32, не изменяя своего положения, через муфту 38, промежуточныйрычаг 39, тягу 34 удерживают нижний конец суммирующего рычага 31 на протяжении некоторого сравнительно малого момента времени в положении, соответствующем прежней угловой скорости дизеля. Этого времени достаточно для регулирующего импульса по изменению нагрузки в виде перемещения тяги 30, чтобы через верхний конец суммирующего рычага 31 переместить рейку 32 толивного насоса 33 в сторону уменьщения цикловой подачи на такую величину, при которой угловая скорость дизеля после сброса нагрузки сохраняется прежней.

Таким образом, в этом режиме работы дизеля рейка топливного насоса перемещается под действием регулирующего импульса пропорционального изменению нагрузки, обеспечивая заданную угловую скорость, а регулирующий импульс по угловой скорости только поддержив.зет ее устойчивость.

При резком набросе нагрузки крутящий момент в гидравлическом щестеренчатом насосе, а следовательно, и опрокидывающий момент корпуса 7 возникает также резко. Тогда соединительное звено 8 под воздействием возникшего момента, преодолев усилие основной восстанавливающей пружины 11

(если величина возникшего момента мекььчс или равна номинальной наг рузке) и до1ю:1нительно усилие пружины 12 корректора по моменту (если величина момента больи с номинальной нагрузки), через тягу 9, седло 10 перемещает цодвижный фланец 19 в сторону сжатия приемного сильфона 20, повыщая в нем давление рабочей жидкости, которое по трубопроводу 23 передается в исполнительный сильфон 24. В результате повышения давления в сильфоне 24 его подвижный фланец 27, преодолев усилие возвратной пружины 29, через тягу 30 и верхний конец суммирующего рычага 31 перемещает рейку 32 топливного насоса 33 в сторону увеличения цикловой подачи топлива и удерживает ее в положении, соответствующем величине цикловой подачи на новом установивщемся (увеличенном) нагрузочном режиме.

Аналогично, как и при сбросе нагрузки, по мере резкого набора нагрузки угловая скорость дизеля, в силу инерционности, также не успевает измениться и в некоторый начальный период будет такой, которой она была до изменения нагрузки. В силу этого грузы 32, не изменяя своего положения, через муфту 38, промежуточный рычаг 39, тягу 34 удерживают нижний конец суммирующего рычага 31 на протяжении некоторого сравнительно малого момента времени в по.ложении, соответствующем тлок;;;1 скорости дизеля. Этого времени также достаточно для регулирующего импульса по нагрузке в виде перемещения тяги 30, чтобы, воздействуя через верхний конец суммирующего рычага 31, переместить рейку 32 топливного насоса 33 в сторону увеличения цикловой подачи на такую величину, которая соответствовала бы прежней угловой скорости дизеля, но уже при новой увеличенной нагрузке.

Таким образом, в режиме резкого наброса нагрузки, как и при резком ее сбросе, рейка топливного насоса перемещается под действием регулирующего импульса пропорционального изменению нагрузки, также обеспечивая заданную угловую скорость, а регулирующий импульс по угловой скорости только поддерживает ее устойчивость.

В случае плавного изменения (увеличения) нагрузки крутящий момент в щестеренчатом насосе, а следовательно, и момент, опрокидывающий корпус 7, изменяется медленно. При этом соединительное звено 8 под воздействием медленно изменяющегося момента, преодолевая усилие основной восстанавливающей пружины 11, через тягу 9, седло 10 перемещает подвижный фланец 19 в сторону сжатия приемного сильфона 20, медленно повышая в нем давление рабочей жидкости, которое по трубопроводу 23 передается в исполнительный сильфон 24. Под воздействием повышающего давления в ис

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для первичных тепловых двигателей внутреннего сгорания, имеющих в гидросистеме по крайней мере два гидронасоса. Цель изобретения - повышение точности регулирования - достигается за счет того, что у введенного шестеренчатого насоса ведуш,ая шестерня связана с выходным валом, а корпус через соединительное звено - с демпфером и через тягу, связанную с гидравлической передачей, с одним из концов суммируюш.его рычага, что позволяет иметь опережающий импульс по нагрузке при регулировании угловой скорости. 2 ил.