Центробежный регулятор частоты вращения вала дизеля Советский патент 1987 года по МПК F02D1/04 

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателя внутреннего сгорания.

Известен центробежный регулятор частоты вращения вала дизеля, содержащий крестовину, закрепленные в ней направляющие стержни с подпружиненными тарелками, центробежные грузы, связанные со ступенчатыми втулками, стаканами и втулками положительного корректора, снабженными пружинами и подвижно установленными на осях, закрепленных в крестовине, и через регулирующую муфту - с установленным на валу управления рычагом регулятора, соединенным с органом дозирования топлива 1.

Известный регулятор прост в настройке, обеспечивает положительную коррекцию, качество регулирования на номинальной мощности и частичных нагрузках.

Однако отсутствие отрицательного корректора ухудшает работу регулятора в зоне малых оборотов, а его введение в конструкцию регулятора ухудшает качество регулирования на холостом ходу.

Цель изобретения - повышение качества регулирования в зоне малых оборотов путем отрицательного корректирования характеристики топливоподачи.

Поставленная цель достигается тем, что центробежный регулятор частоты вращения вала дизеля, содержащий крестовину, закрепленные в ней направляющие стержни с подпружиненными тарелками, центробежные грузы, связанные со ступенчатыми втулками, стаканами и втулками положительного корректора, снабженными пружинами и подвижно установленными на осях, закрепленных в крестовине, и через регулирующую муфту - с установленным на валу управления рычагом регулятора, соединенным с органом дозирования топлива, снабжен дополнительными втулками с внутренними кольцами, продольными пазами и пружинами, образующими отрицательный корректор, причем дополнительные втулки установлены на направляющих стержнях, пружины отрицательного корректора размещены между внутренними кольцами дополнительных втулок и торцами стаканов, а связь центробежных грузов со ступенчатыми втулками выполнена с помощью двуплечих рычагов, шарнирно подсоединенных к дополнительным втулкам.

На фиг. 1 приведена схема регулятора, соответствующая неработающему дизелю; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - характеристика перемещения hp органа дозирования топлива в зависимости от частоты вращения ш валика регулятора (где линией ДЕЖ обозначен участок характеристики, соответствующий пусковой подаче, линией ИК - участок, соответствующий работе отрицательного корректора.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

линиями КЛ, МН - внещние характеристики топливного coca, линией ЛМ - участок, соответствующий работе положительного корректора, линией НП - регуляторная характеристика) .

Все узлы и детали регулятора размещены в корпусе 1 (фиг. 1). На приводном валу 2 неподвижно закреплена крестовина 3, снабженная осями 4 и 5, на которых шарнирно установлены посредством плеч 6 и 7 центробежные грузы 8 и 9.

Принимая во внимание то, что на крестовине 3 регулятора установлены два идентичных груза 8 и 9, снабженные одинаковыми конструктивными элементами (втулками, пружинами, рычагами и т. д.), с целью облегчения понимания описания устройства регулятора будет проведено на примере одного центробежного груза. Все сказанное в равной мере относится ко второму грузу.

Плечо 6 центробежного груза 8 при помощи установленной в нем оси 10 щарнирно связано со стаканом 11, во внутренней полости которого размещен закрепленный в крестовине 3 направляющий стержень 12, снабженный выступом 13 и упорной тарелкой 16. На направляющем стержне 12 подвижно установлена втулка 15 и тарелка 16 положительного корректора. Пружина 17 положительного корректора расположена между втулкой 15 и тарелкой 16, поджимая тарелку к выступу 13 направляющего стержня 12. Во внутренней полости стакана 11 расположена соосно с направляющим стержнем 12 главная пружина 18 регулятора и пружина 19 холостого хода.

Главная пружина 18 расположена между упорной тарелкой 14 и втулкой 15 корректора, а пружина 19 холостого хода - между упорной тарелкой 14 и опорной поверхностью 20 стакана 11 с образованием зазоров а, S и с.

Соосно со стаканом 11 расположена охватывающая его дополнительная втулка 21, снабженная торцовыми упорными поверхностями 22 и 23. Во втулке 21 закреплено упорное внутреннее регулировочное кольцо 24. Пружина 25 отрицательного корректора размещена между внутренним кольцом 24 и стаканом 11, прижимая торец 22 втулки 21 к стакану 11.

Выполненные во втулке 21 продольные сквозные пазы 26 охватывающие закрепленную в плече 6 центробежного груза 8 ось 10, на которой установлен стакан 11, обеспечивают перемещение в осевом направлении и фиксируют от проворотов втулку 21 относительно стакана 11, а следовательно, относительно плеча 6 и оси 4.

На оси 27, закрепленной во втулке 21, подвижно установлен двуплечий рычаг 28, плечо 29 которого посредством тяги 30 связано с осью 31 плеча 6 центробежного груза 8, а плечо 32 - с плечом 33 ступенчатой втулки 34, подвижно установленной на оси 4 крестовины 3. Плечо 35 втулки 34 с помощью оси 36 связано с регулирующим щтоком 37, имеющим возможность перемещаться в расточке 38 крестовины 3.

Перемещение центробежных грузов 8 и 9 синхронизировано между собой посредством оси 36 и кулисного паза 39, выполненного на плече 40 ступенчатой втулки 41.

На регулирующем щтоке 37 установлена

ством регулировки усилия предварительного натяжения пружины 25.

При увеличении частоты вращения свыше ozjj усилие центробежных грузов преодолевает усилие предварительного натяжения пружины 25. Плечо 6, поворачиваясь на оси 4 совместно со стаканом 11, сжимает пружину 25.

Так как усилие предварительного натяжения пружины 17 положительного коррекмуфта 42, связанная посредством рычага 43 О тора установлено больщим по сравнению с

регулятора, тяги 44 с органом 45 дозирования топлива.

Рычаг 43 регулятора своей средней частью посредством шарнира 46 подключен к рычаусилием предварительного напряжения пружины 25 отрицательного корректора, втулка 21, поджатая усилием пружины 25, остается неподвижной на упоре в тарелку 16.

25

30

35

гу 47 управления, установленному на оси 48, jc Поэтому перемещение плеча 6 через тягу 30 закрепленной в корпусе 1 регулятора. Перемещение рычага 47 ограничено регулируемыми упорами 49 и 50.

Регулятор представляет собой пример двухрежимного регулятора, когда расход топлива при работе топливного насоса по внешней скоростной характеристике может изменяться в зависимости от частоты вращения, обеспечивая бездымное сгорание топлива в двигателе.

Регулятор работает следующим образом.

Для запуска двигателя рычаг 47 управления поворачивают против часовой стрелки в направлении упора 50. При этом рычаг 43 поворачивается и перемещает орган 45 дозирования топлива по направлению знака «4- в пусковое положение (точка Д, фиг. 3).

В этом положении орган дозирования топлива находится до достижения двигателем частоты вращения и;,, величина которой оцределяется усилием предварительного натяжения пружины 19.

При увеличении частоты вращения центробежная сила груза 8 преодолевает усилие предварительного натяжения пружины 19.

Плечо 6, поворачиваясь на оси 4 совместно со стаканом 11, втулкой 21, двуплечим рычагом 28, тягой 30 и втулкой 34, перемещает регулирующий шток 37 с муфтой 42 влево в направлении знака «-.

При этом орган 45 дозирования топлива посредством рычага 43 перемещается вправо в направлении знака «-. Подача топлива уменьшается. Перемещение органа 45 в направлении уменьшения подачи топлива происходит до тех пор, пока втулка 21, выбрав зазор а упорной поверхностью 23, не упрется в тарелку 16 положительного корректора. Таким образом, при достижении частоты вращения рейка занимает положение, указанное на фиг. 3 точкой Ж. Последующее перемещение центробежных грузов 8 и 9, а следовательно, и органа 45, происходит при увеличении частоты вращения свыше ujj. Удержание органа 45 в положении Ж-И («УЙ-Wj) осуществляется посредпередается на плечо 29 двуплечего рычага 28 и вызывает его поворот относительно оси 25 неподвижной втулки 21.

Втулка 34, связанная плечом 33 с плечом 32 двуплечего рычага 28, поворачива- 20 ется на оси 4 в противоположном по сравнению с предыдущим перемещением направ- „тении и посредством плеча 35 перемещает регулирующий шток 37 с муфтой 40 вправо, в направлении знака « + . Орган 45 посредством рычага 50 перемещается влево в направлении знака « + . Подача топлива увеличивается.

Перемещение органа 45 в направлении увеличения подачи происходит до тех пор, пока стакан 11, перемещаясь относительно неподвижной втулки 2, выбрав зазор в, не упрется своей упорной поверхностью 20 в упорную тарелку 16 положительного корректора.

Это происходит при достижении частоты вращения АОрган 45 занимает положение, указанное на фиг. 3 точкой К.

Величина усилия предварительного натяжения пружины 17 выбирается такой, чтобы развиваемая грузами центробежная сила преодолевала ее при достижении частоты вращения WBПри увеличении частоты вращения свыше происходит сжатие пружины 17. При этом происходит совместное перемещение плеча 6, стакана 11, втулки 21, Двуплечего рычага 27, втулки 34, вызывающее перемещение регулирующего штока 37 с муфтой 42 влево, в направлении- знака «-. Орган 45 перемещается вправо также в направлении знака «-. Подача топлива уменьшается, перемещение рейки происходит до тех пор, пока тарелка 16 выбрав зазор с, не упрется во втулку 14 положительного корректора. Это происходит при достижении частоты вращения toj,.

Орган 45 занимает положение, указанное на фиг. 3 точкой М.

Величина усилия предварительного натяжения пружины 18 выбирается такой, чтобы центробежная сила грузов преодолевала

40

45

50

55

ством регулировки усилия предварительного натяжения пружины 25.

При увеличении частоты вращения свыше ozjj усилие центробежных грузов преодолевает усилие предварительного натяжения пружины 25. Плечо 6, поворачиваясь на оси 4 совместно со стаканом 11, сжимает пружину 25.

Так как усилие предварительного натяжения пружины 17 положительного коррек тора установлено больщим по сравнению с

усилием предварительного напряжения пружины 25 отрицательного корректора, втулка 21, поджатая усилием пружины 25, остается неподвижной на упоре в тарелку 16.

Поэтому перемещение плеча 6 через тягу 30

5

0

5

c Поэтому перемещение плеча 6 через тягу 30

передается на плечо 29 двуплечего рычага 28 и вызывает его поворот относительно оси 25 неподвижной втулки 21.

Втулка 34, связанная плечом 33 с плечом 32 двуплечего рычага 28, поворачива- 0 ется на оси 4 в противоположном по сравнению с предыдущим перемещением направ- „тении и посредством плеча 35 перемещает регулирующий шток 37 с муфтой 40 вправо, в направлении знака « + . Орган 45 посредством рычага 50 перемещается влево в направлении знака « + . Подача топлива увеличивается.

Перемещение органа 45 в направлении увеличения подачи происходит до тех пор, пока стакан 11, перемещаясь относительно неподвижной втулки 2, выбрав зазор в, не упрется своей упорной поверхностью 20 в упорную тарелку 16 положительного корректора.

Это происходит при достижении частоты вращения АОрган 45 занимает положение, указанное на фиг. 3 точкой К.

Величина усилия предварительного натяжения пружины 17 выбирается такой, чтобы развиваемая грузами центробежная сила преодолевала ее при достижении частоты вращения WBПри увеличении частоты вращения свыше происходит сжатие пружины 17. При этом происходит совместное перемещение плеча 6, стакана 11, втулки 21, Двуплечего рычага 27, втулки 34, вызывающее перемещение регулирующего штока 37 с муфтой 42 влево, в направлении- знака «-. Орган 45 перемещается вправо также в направлении знака «-. Подача топлива уменьшается, перемещение рейки происходит до тех пор, пока тарелка 16 выбрав зазор с, не упрется во втулку 14 положительного корректора. Это происходит при достижении частоты вращения toj,.

Орган 45 занимает положение, указанное на фиг. 3 точкой М.

Величина усилия предварительного натяжения пружины 18 выбирается такой, чтобы центробежная сила грузов преодолевала

0

5

0

5

се при до(- П1/кении частоты вращения uj. При увеличении частоты враи1ения свыше сг; усилие центробежного груза 8 посредством плеч 6, стакана И, тарелки 16, втулки 15 передается на иружину 18 и сжимает ее. Совместное перемещение нлеч 6, стакана 11, втулки 21, двуплечего рычаг а 28, втулки 34 вызывает перемещение регулирующего штока 37, а следовательно, и органа 45 в на- фавлении знака « -.

Подача тонлива уменьшается. Регулятор формирует регуляторную характеристику, изображенную линией Н-П (фиг. 3).

Процесс настройки заяв,тяемого регулятора сводится к подбору величин зазоров в, сиси усилия нредварительного натяжения иружин.

А

При изменении величин предварительного натяжения пружин 25 и 17 возможно изменение последовательности (по частоте вращения) срабатывания отрицательного и положительного корректоров. Поднастройка регулирующи.х элементов производится и на смонтированном регуляторе через смотровой люк (не показан), расположенные па боковой поверхности корпуса регулятора.

Использование отрицательного корректора обеспечивает экономичную работу двигателя, снижение дымности и токсичности отработавших газов, а раз.мещение элементов корректора в узле це1 тробежного груза и использование их в качестве активной массы улучшает качество регулирования двигателя, особенно на холостом ходу.

fpu3.2

л

и

о OJ; 5 б 7 8

Фиг.5

Составитель В. Ищенко

Редактор Г. ВолковаТе.хред И. ВересКорректор И. Эрдейи

Заказ 7168/26Тираж 504Подписное

BIIH11I111 ()с дарственного комитета С.С.СР по делам изобретеннй и ()тк|)ыгий

I 13035, Моеква. Ж 55, 1 а чиская наб., д. 4;5 (нодсгвеини-11()Л11граф11ческ()е иреднриятие, г. Ужгород, ул . Проектная. 4