Устройство для регулирования дизель-генератора Советский патент 1986 года по МПК F02D23/02 

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - обеспечение повышения экономичности двигателя на переходных режимах. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Дизель 1 снабжен турбокомпрессором 2, подключенным к наддувочному ресиверу 3. Регулятор 4 частоты вращения связан с органом 5 дозирования подачи топлива в цилиндры 6 дизеля через рычаг 7. Резервуар 8 сжатого воздуха подключен к магистрали 9 подачи дополнительного воздуха через запорный орган 10, который выполнен в виде золотника 11 с приводом от штока 12 электродинамического преобразователя 13. Первый зажим обмотки электродинамического преобразователя 13 соединен через второй диод 14с положительным полюсом источник питания 15 и через первый диод 16 с первым выходом дифференцирующего бл ка 17. Второй зажим обмотки электро динамического преобразователя 13 соединен через первый контакт 18 и второй контакт 19 со вторым выходом датчика нагрузки 20 и вторым входом дифференцирующего блока 17. Отрицательный полюс источника питания 15 соединен с первым выходомчдатчика нагрузки 20 и первым входом дифференцирующего блока 17 , Второй Б;ОНтакт 19 через пружину 21 связан с кнопкой 22, которая сопряжена с под вижным упором 23 ограничителя 24 перемещения органа дозирования пода чи топлива. Ограничител: 24 выполне с приводом от датчика 25 давления наддува, который сообщен с магистралью 9 подачи дополнительного воздуха непосредственно через канал 26 и с ресивером 3 через обратный клапан 27. Дополнительное плечо 28 рычага 7 жестко соединено с первым контактом 18. Вход датчика нагрузки 20 соединен с якорной обмоткой гене ратора 29, вал которого механически связан с валом дизеля 1. Дифференцирующий блок 17 служит для выделения момента начала и вели чины наброса нагрузки и срабатывания электродинамического преобразователя на открытие подачи дополнительного воздуха в количестйе, соответствукщем величине изменения на 7 рузки, и может быть реализован на лементах Р и С (активное сопротивение и конденсатор ). Электродинамический преобрйзоваель служит для преобразования электрического сигнала в перемещение, пропорциональное величине этого сигнала, и может быть выполнен в виде величины этого осесимметричного,электромагнитного преобразователя броневого типа с подвижной обмоткой, закрепленной на перемещающемся штоке. Датчик нагрузки служит для получения постоянного напряжения с коэффициентом передачи, равным 0,75, пропорциональным величине нагрузки дизель-генератора. Источник питания постоянно обеспечивает подачу 25% величины дополнительного воздуха при замкнутых контактах, что происходит при набросе нагрузки. Остальное приращение величины дополнительного воздуха обеспечивает датчик нагрузки. При номинальной нагрузке обеспечивается 100%-ная подача дополнительного воздуха, при меньших нагрузках соответственно уменьшается напряжение на выходе датчика нагрузки и, следовательно, количество подаваемого дополнительного воздуха. Датчик нагрузки может быть реализован на полупроводниковых элементах, интегральных микросхемах (К155, К140, К176). I Устройство работает следующим образом. При запуске двигателя регулятор 4 резко увеличивает подачу топлива, поворачивая рычаг 7 против часовой стрелки. При движении рычага его дополнительное плечо 28, перемещаясь против часовой стрелки, через первый контакт 18 входит в соприкосновение с подвижной головкой, перемещая ее до подвижного упора 23. При этом первый 18 и второй 19 контакты замыкаются, а пружина 21 сжимается перемещающейся вправо кнопкой 22. При этом подключается источник питания 15 и согласованно включенный с ним датчик нагрузки 20 через второй диод 14 к обмотке электродинамического преобразователя 13. Так как при запуске на выходе датчика нагрузки 20 сигнал отсутствует, то суммарное напряжение от источника питания 15 и выходов датчика нагрузки 20 равно напряжению источника питания 15. При этом шток 12 перемещается вправо, увлекая за собой золотник 11, и обе печивает подачу определенной массы дополнительного воздуха из резервуара 8 в магистраль 9 и далее в ци линдре 6 дизеля 1. Напряжение источ ника питания 15 обеспечивает подачу дополнительного воздуха (при нулевом напряжении на вьгходе датчика нагруз ки 20) на величину, достаточную для запуска (порядка 25% от максимальной) . Этот воздух по каналу 26 поступает на датчик 25 давления.Сигнал датчика 25 вызывает перемещение подвижного упора 23 ограничителем 24, позволяя дополнительному плечу 28 перемещаться в сторону увеличения подачи топлива. Обратный клапан 27 препятствует поступлению дополнитель ного воздуха в ресивер 3 и не препят ствует поступлению импульса по давлению наддува на датчик 25. Дизель запускается. После окончания запуска рычаг 7 поворачивается по часовой стрелке и занимает установившееся по ложение. Дополнительное плечо 28 так же перемещается по часовой стрелке. Под действием пружины 21 размыкаются контакты 18 и 19, что вызывает отклю чение питающего напряжения от электродинамического преобразователя 13, который перемещает золотник 11 в исходное положение и перекрывает подачу дополнительного воздуха в цилиндры 6 дизеля 1. При работе дизель-генератора под нагрузкой на установившемся режиме подача дополнительного воздуха не производится, так как дополнительное плечо 28 находится в положении, при котором контакты 18 и 19 не замыкаются. При изменении нагрузки, например, при ее увеличении, выходной сигнал датчика нагрузки 20 (имеющего коэффициент передачи, равный 0,75) увели чивается, и на выходе дифференцирующего блока 17 получается положительный импульс с амплитудой, пропорциональной величине изменения нагрузки, который через первый диод 16 поступает на обмотку электродинамического преобразователя 13 и вызывает перемещение штока 12 пропорционально из:менению нагрузки. При этом золотник 11 перемещается вправо на величину хода штока 12 и обеспечивает подачу дополнительного воздуха из резервуа27ра 8 в магистраль 9 и далее в цилиндры 6 дизеля 1, причем количество дополнительного воздуха соответствует величине изменения нагрузки. К этому моменту времени ограничитель установил подвижный упор 23 в положение, соответствующее величине давления наддува в ресивере 3, обеспеченное турбокомпрессором 2. Допполнительный воздух через канал 26, датчик 25 и ограничитель 24 вызывает пере- мещение подвижного упора вправо на величину, соответствующую наброшенной нагрузке. Возникающие к этому времени провалы оборотов вызывают перемещение рычага 7 против часовой стрелки. Это перемещение ограничивается ходом дополнительного плеча 28 до подвижного упора 23. При этом такты 18 и 19 замыкаются, и источник питания 15 и согласованно включенный с ним выход датчика нагрузки 20 подключаются к обмотке электродинамического преобразовате Суммарное напряжение на обмотке получается пропорциональным нагрузке, которая в данный момент имеется на дизель-генераторе. Электродинамический преобразователь 13обеспечивает еще большее перемещение золотника 11 в сторону увеличения подачи дополнительного воздуха из резервуара 8, что в свою очередь вызывает известную реакцию ограничителя 24 и позволяет рычагу 7 переместиться в сторону еще большей подачи топлива. Это означает, что количество поданного в цилиндры дополнительного воздуха зависит от величины нагрузки, которая определяет также угол поворота рычага и, следовательно, цикловую подачу топлива. При окончании переходного процесса рычаг 7 перемещается по часовой стрелке и занимает положение, соотетствующее новой нагрузке. При этом ополнительное плечо 28 перемещаетя также по часовой стрелке, что выывает размыкание контактов 18 и 19 прекращение подачи дополнительного оздуха, При использовании устройства в случае наброса нагрузки подача дополнительного воздуха (в отличие от известного устройства, где подача дополнительного воздуха происходит только после провала оборотов и переещения тошшводозирующего органа)

S

происходит сразу в момент изменения нагрузки, т,е, до.перемещения топливодозирующего органа. Тем самым при дальнейшем ходе топливоподачи на ее увеличение в цилиндрах имеется достаточно воздуха для полного сгорания топлива. Затем величина расхода дополнительного воздуха в предлагаемом устройстве (в отлк1чие от известного устройства, где резервуар со сжатым воздухом на полную мощность включается в магистраль подачи дополнительного воздуха в цилиндры дизеля при увеличении нагрузки) зависит от величины нагрузки и только при номинальном ее значении составляет максимальную подачу. В то же время различная величина расхода дополнительного воздуха, соответствующая нагрузке а определяет соответствующую величину максимальной подачи топлива (в отличие от прототипа, где дополнительный воздух подается

67027«

одной и той же величины на любую величину нагрузки и тем самым задает один и тот же максимальньй ход органа топливоподачи). За счет упреждаю5 щей подачи дополнительного воздуха дизель обладает большим КПД (по сравнению с известным устройством, где начальное увеличение топлива идет без дополнительного воздуха),

10 что обеспечивает меньшие провалы оборотов „ Благодаря этому и согласованию количества дополнительного воздуха с количеством топлива и величиной нагрузки уменьшается расход

15 дополнительного воздуха, топлива, длительности переходного процесса.

Таким образом, использование устройства повышает экономичность и качество регулирования дизеля на пе20 реходных режимах, уменьшает расход дополнительного воздуха, снижает дымность, теплонапряженность, улучшает приемистость диэеля.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА, содержащее регулятор частоты вращения, связанный через рычаг с органом дозирования топливоподачи, резервуар сжатого воздуха, подключенный к магистрали подачи дополнительного воздуха в цилиндры через запорный орган, выполненный в виде преобразователя электрического сигнала в перемещение золотника, два подпружиненных контакта, связанных с рычагом органа дозирования топливоподачи и через кнопку - с подвижным упором ограничителя перемещения органа дозирования топливоподачи, причем ограничитель выполнен с приводом от датчика давления . наддува, сообщенного через дополнительный канал с магистралью подачи дополнительного воздуха, и связан через обратный клапан с воздушным ресивером дизеля, и источник электрического питания, отличающееся тем, что, с целью обеспечения повышения экономичности двигателя на переходных режимах, устройство снабжено датчиком нагрузки, дифференцирующим блоком, двумя диодами, а преобразователь электрического сигнала выполнен электродинамическим, его обмотка снабжена двумя зажимами, причем катоды обоих диодов соединены между собой и с первым зажимом обмотки электродинамического преобразователя, анод первого диода подключен с к первому выходу дифференцирующего со блока, анод второго диода подключен к положительному полюсу источника питания, отрицательный полюс которого подключен к первому выходу датчика нагрузки и первому входу дифференцируйщего блока, второй выход датчика нагрузки подключен к второму входу дифференцирующего блока и первому контакту, второй контакт соединен с вторым зажимом обмотки электродинамического преобразователя и вторым выходом дифференцирующего блока, вход датчика нагрузки связан с якорной обмоткой генератора.