Регулятор частоты вращения для двигателя внутреннего сгорания с наддувом Советский патент 1986 года по МПК F02D1/00 F02D23/00 

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания, в частности к регуляторам частоты вращения для двигателей с наддувом, Цель изобретения - улучшение качества работы регулятора путем повышения точности корректировки топливоподачи. На фиг. 1 представлена схема регулятора; на фиг. 2 - золотник в положении подачи масла в сервомотор; на фиг. 3 - то же, в положении слива масла из сервомотора; на фиг. 4 - то же, в нейтральном положении. В корпусе 1 регулятора размешены шестерни 2 и 3, связывающие кулачковый вал 4 топливовпрыскивающего насоса (не показан) с центробежным датчиком частоты вращения, состоян1.им из крестовины 5, шарнирно соединенной с центробежными грузами 6, взаимодействующими своими лапками с подвижной муфтой 7, которая опирается на рычаг 8. Последний устаноЕиюн на оси 9 с возможностью его вращения вокруг этой оси и жестко связан одним концом с рычагом 10, а другими посредством щарнира - с тягой 11, соединенной с рейкой 12 топливного насоса. Рычаг 10 шарнирно соединен также со штоком 13, упирающимся в упор 14. Рычаги 8, 10, тяга 11 и шток 13 образуют рычажную систему рейки топливного насоса. Шток 13 взаимодействует с регулируемым упором 14 и связан через главную пружину 15 с рычагом 16 управления. В корпусе 1 размеп ен сервомотор, состоящий из цилиндра 17 с расточкой 18, поршня 19, подпружиненного упругим элементом 20. Поршень 19 с цилиндром 17 образуют надпоршневую полость 21. Кроме того, в корпусе 1 размещен также золотник, шток 22 которого установлен с возможностью перемещения в цилиндрическом отверстии 23. Шток 22 в верхней своей части снабжен торцовым фланцем 24 и запирающим элементом 25 с расположенными по обе его стороны проточками 26 и 27. Надпоргиневая полость 21 сервомотора посредством перепускного канала 28, соединена с золотником, который, в свою очередь, снабжен нагнетательным 29 и сливными 30 каналами. Торцовый фланец 24 штока 22 золотника непосредственно связан с мембраной 31 размещенной в корпусе 32 с образованием полости 33. Корпус 32, мембрана 31 и полость 33 представляют собой датчик давления наддува. В корпусе I регулятора на оси 34 установлен двуплечий рычаг 35, плечо 36 которого через щток 37 и упругий элемент 38 соединено с порщнем 19 сервомотора. Регулируемый упор 14 установлен на плече 39 рычага 35. В корпусе 1 над плечом 39 установлен также регулируемый упор 40, ограничивающий перемещение рычага 35. Промежуточная точка 41 плеча 36 рычага 35 представляет собой шарнирное соединение с дополнительным рычагом 42 обратной связи, свободный конец 43 которого выполнен в виде опоры 44 свободного торца 45 штока 22 золотника. Дополнительный рычаг 42 обратной связи выполнен по меньшей мере с двумя промежуточными элементами 46 и 47 его соединения посредством зацепа 48 с упругим элементом 49, например пружиной. Упругий элемент 49 другим концом также посредством зацепа соединен с регулируемым натяжителем 51. Регулятор работает следующим образом. Для пуска двигателя рычаг 16 управления поворачивают по часовой стрелке. При этом главная пружина 15 перемещает шток 13до контакта с упором 14, а рычаг 8 двигает рейку 12 ТНВД в сторону увеличения подачи топлива. При неработающем двигателе в полости 33 нет давления наддувочного воздуха и пружина 49 через двуплечий рычаг 42, действуя на торец 45 штока 22, перемещает последний и мембрану 31 вверх до упора в крыщку. При этом запирающий элемент 25 штока 22 открывает перепускной канал 28 и надпоршневая полость 21 через проточку 27золотника 22 сообщается со сливом. Поршень 19 под действием пружины 20 занимает крайнее верхнее положение. Упор 14передаточного рычага 35 через шток 13 ограничивает перемещение силового рычага 8 в направлении увеличения топливоподачи. После пуска двигателя давление в системе смазки возрастает, а давление наддувочного воздуха в полости 33 недостаточно для преодоления мембраной 31 усилия пружины 49. При этом нагнетательный канал 29 перекрыт штоком 22 и масло не поступает в надпорщневую полость 21. При включении нагрузки на двигатель давление наддувочного воздуха в полости 33 возрастает и мембрана 31, действуя через щток 22 на дополнительный рычаг 42, поворачивает его относительно промежуточной точки 41 по часовой стрелке и, преодолевая усилие пружины 49, перемещает щток 22 вниз. При этом нагнетательный канал 29 через проточку 26 и перепускной канал 28соединяется с надпоршневой полостью 21 сервомотора (фиг. 2). Поршень 19 под действием давления масла, преодолевая усилие элемента 20, перемещается вниз. Связанный с порщнем двуплечий рычаг 35 поворачивается относительно оси 34 против часовой стрелки и перемещает упор 14 вверх. Шток 13 под действием пружины 15 получает возможность перемещаться вверх и через рычаг 10 - передвигать рейку 12 влево, в сторону увеличения топливоподачи. Перемещение двуплечего рычага 35 вызывает соответствующее перемещение дополнительного рычага 42. При повороте двуплечего рычага 35 против часовой стрелки дополнительный рычаг 42 поворачивается относительно оси промежуточного соединительного элемента 46, также против часовой стрелки при неизменной затяжке пружины 49. При этом шток 22 и мембрана 31 перемещаются вверх. Перечисленные взаимосвязанные перемещения поршня 19, двуплечего рычага 35, дополнительного рычага 42, штока 22 и мембраны 31 происходят до тех пор, пока шток 22, перемещаясь вверх, запирающим элементом 25 не перекроет перепускной канал 28. Последующее увеличение давления наддувочного воздуха вызывает повторение описанных перемещений поршня, рычагов, золотника и мембраны при соответствующем увеличении затяжки пружины 49. Величина максимальной наддвувочной топливоподачи ограничивается упором 40. При увеличении давления наддувочного воздуха свыще предусмотренного давление масла на порщень 19 уравновешивается элементами 20 и 38, перемещения рычага 35 не происходит. При уменьщении давления наддувочного воздуха в полости 33, например при снижении частоты вращения двигателя, усилие пружины 49, преодолевая усилие, действующее на мембрану со стороны полости 33, перемещает шток 22 вверх, соединяя перепускной канал 28 через проточку 27 со сливным каналом 30. Дополнительный рычаг 42 поворачивается относительно щарнира 41 против часовой стрелки и уменьи ает затяжку пружины 49. Поршень 19 под действием элемента 20 вытесняет масло из надпоршневой полости 21 в сливной канал 30 и, перемещаясь вверх, поворачивает двуплечий рычаг 35 по часовой стрелке, ограничивая тем самым посредством упора 14 перемещение щтока 13, рычагов 10 и 8 и рейки 12 в направлении увеличения топливоподачи. Перемещение передаточного рычага вызывает поворот дополнительного рычага 42 относительно оси промежуточного соединительного элемента 46 по часовой стрелке. При уменьшении затяжки пружины 49 мембрана 31 и шток 22 под действием давления наддувочного воздуха перемещаются вниз до тех пор, пока запирающий элемент 25 щтока 22 не перекроет слив масла из надпорщневой полости 21. Перемещение поршня 19 прекращается. Рычаг 35 посредством упора 14 устанавливает ограниченную топл-Нвоподачу, соответствующую давлению наддувочного воздуха. Для расширения диапазона регулирования пружина 49 может быть шарнирно подключена к промежуточному соединительному элементу 47 рычага 42, изменяя тем самым приведенную к мембране жесткость пружины 49, а также путем изменения передаточного отношения плеч дополнительного рычага 42. Кроме того, размещение натяжителя 51, подключенного к пружине 49 рычага 42, и упора 40 в корпусе 17, а также промежуточной точки 41 на рычаге 35, доступ к которому может быть осуществлен через люк корпуса 17, позволяет упростить настройку регулятора и проводить ее без разборки. Выключение топливоподачи осуществляется механическим чувствительным элементом независимо от корректирующего устройства. С увеличением частоты вращения двигателя усилие центробежных грузов 6, преодолевая усилие главной пружины 15, перемещает рычаг 8 с рейкой 12 вправо, уменьщая топливоподачу до нуля. При эксплуатации, в случае аварийной ситуации, например, падение давления наддува воздуха или давления масла в системе смазки двигателя, порщень 19 под действием элемента 20, вытесняя масло из полости 21 через сливной канал 30 или пагнетате,1ьный канал 29, устанавливает рычаг 35 в положение ограниченной топливоподачи. Вероятность выхода двигателя из строя при этом уменьщается. Использование регулятора позволяет повысить точность корректировки топливоподачи, обеспечивая близкий к оптимальному закон изменения топливоподачи в зависимости от давления наддува, и расширить диапазон регулирования. Формула изобретения 1. Регулятор частоты вращения для двигателя внутреннего сгорания с наддувом, содержащий центробежный датчик частоты вращения, соединенный с коленчатым валом двигателя, рычаг управления, связанный через главную пружину с рычажной системой рейки топливного насоса, на котоpyjQ воздействует подвижная муфта датчика частоты врац-1ения, мембранный датчик данления наддува и гидравлический поршневой сервомотор, связанный через перепускной канал с управляющим золотником, снабженным нагнетательным и сливным каналами, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества работы регулятора путем повышения точности корректировки топливоподачи, он снабжен дополнительным подпружиненным рычагом обратной связи, сервомотор с управляющим золотником установлены между датчиком давления наддува и рычажной системой рейки, причем щток золотника непосредственно связан с мембраной датчика давления наддува, а поршень сервомотора соединен с рычажной системой рейки топ.чивного насоса посредством шарнирно опертого двуплечего рычага, один конец которого снабжен, регулируемым упором, взаимодействующим с рычажной системой рейки, а другой щарнирно соединен с порп1нем сервомотора, при этом дополнительный подпружиненный рычаг обратной связи одним концом шарнирно соединен с промежуточной точкой двуплечего рычага, его яругой конец выполнен в виде опоры свободного торца штока золотника.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что шток золотника снабжен взаимодействующим с перепускным каналом сервомотора запирающим элементом и расположенными по обе его стороны проточками, одна из которых соединена со сливным, а другая - с нагнетательным каналами.

3.Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный рычаг обратной связи выполнен по меньшей мере с двумя промежуточными элементами соединения с пружиной.

4.Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что между двуплечим рычагом и поршнем сервомотора установлен упругий элемент

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания с наддувом. Целью изобретения является обеспечение высокой точности и корректировки топливоподачи. Регулятор содержит корпус 1, в котором размещены центробежный датчик частоты вращения, подвижная муфта 7 которого воздействует через рычажную систему 8, 10 и 11 на /7 рейку 12 топливного насоса. Датчик давления наддува связан с той же рычажной системой через сервомотор и систему рычагов с отрицательной обратной связью. Сервомотор состоит из цилиндра 17 и поршня 19, а его управляющий золотник выполнен в виде штока 22, размещенного в цилиндрическом отверстии 23 и связывающего нагнетательный 29, сливной 30 и перепускной 28 каналы. Торцовый фланец 24 золотника непосредственно связан с мембраной 31 датчика давления наддува. Дополнительный рычаг 42 обратной связи одним концом шарнирно связан с промежуточной точкой 41 двуплечего рычага 35, а другой его конец выполнен в виде опоры 44 свободного торца 45 штока 22 золотника, точка 46 доS полнительного рычага 42 установлена на упругой опоре в виде пружины 49. На рычаж(Л ную систему 8, 10 и 11 сервомотор воздействует через шток 13, с которым сопряжен регулируемой упор 14. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. 2J322 tc О 00 О5 00

22

J3

J/

Рм

28

(.Z

фиг-.З