Центробежный регулятор частоты вращения дизеля Советский патент 1987 года по МПК F02D1/10 

связан с центробежными грузами 3 посредством рычага 6 антикорректора, шарнирно соединенного с муфтой 4 и через кулису 9 - с рычагом 10. В положении, соответствующем максимальной силе предварительной деформации пружин 34 и 35, с помощью рачага 43, связанного с эксцентриком, обеспечивается двухрежимное регулирование

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к управлению и регулированию двигателей внутреннего сгорания .

Цель изобретения - повьшение чув- ствительности регулятора.

На фиг.1 изображена принципиальная схема регулятора; на фиг.2 - соединение главного рычага и рычага рейки с эксцентриком и рьгчагом управ- ления; на фиг.З - соединение главного рычага и рычага рейки с эксцентриком, второй ваоиант; на фиг. 4- вариант выполнения основного пружинного механизма с установленным в корпусе ре- гулятора рьтагом, связанным с гильзой; на фиг.5 - внешняя характеристика регулятора.

Линией СДЕЖ обозначен участок регулирования, когда регулятор управляет пусковой подачей; ИК - участок работы отрицательного корректора; КЛ - внешняя характеристика топливного насоса; ЛМ - участок работы положительного корректора; МН - регуляторная характеристика.

Регулятор содержит вал 1, приводимый во вращение от коленчатого вала двигателя, с крестовыной 2, на которой шарнирно установлены центробежные грузы 3, опирающиеся своими лепестками на муфту 4. Муфта 4 сочленена через цилиндрический шарнир 5 с рычагом 6 антикорректора, который посредством шарнира установлен на главном рычаге 8 и через кулису 9 связан с нижним плечом рычага 10 рейки. Между рычагами 6 и 8 размещена пружина 11 антикорректора, сила предварительной деформации которой регулируется гай- кой 12, а ход ограничен упором 13.

с непосредственным регламентированием подачи топлива на промежуточных режимах. Автоматически поддерживается минимальная частота вращения холостого хода и ограничение максимального скоростного режима. Производится автоматическое переключение с двухрежимного регулирования на всережимное. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Главный рычаг 8 установлен на оси

14вращения эксцентрика и шарниром

15связан с положительным корректирующим упором 16, имеющим резьбовую часпэ для навинчивания гайки 17 и втулки 18, на которой размещены шайба 19, пружина 20, тарелка 21 стартовой пружины и гайки 22 и 23. В корпусе 24 неподвижно закреплена ступенчатая втулка 25, которая служит направляющей для гильзы 26 и штока 27, имеющего упорные бурты 28 и 29 и резьбовую часть для навинчивания гаек 30 и 31.

Гильза 26 имеет на иаружиой поверхности кольцевой упор 32 и резьбу для ввинчивания гайки 33. Внутри гильзы 26 соосно размещены две регулирующие пружины: малая пружина ЗА дпя регулирования скоростного режима двигателя в области малых частот вращения и большая пружина 35 для регулирования скоростного режима в области частот вращения, близких к максимальной.

Малая пружина 34 установлена между гайкой 33 и буртом 28 штока 27, а большая пружина 35 установлена с предварительной деформацией между гайкой 33 и кольцевым упором 36 гильзы 26. Между упором 36 и большой пружиной 35 размешена центрирующая шайба 37. Стартовая пружина 36 установлена между тарелкой 21 и кольцевым упором 32 гильзы 26.

Рычаг 10 рейки установлен на эксцентрике 39, выполненном за одно целое с осью 14, и связан тягой 40 р- рейкой 41. Ось 14 вращения эксцентрика 39 установлена во втулках 42 (фиг.2), закрепленных в корпусе 24.

313

На выступающем из корпуса конце оси вращения эксцентрика 14 закреплен рычаг 13 управления.

При установке главного рычага 8 и эксцентрика 44 .рычага рейки (фиг.З) с пальцем 45 на общей оси 46, закрепленной в корпусе 24, привод эксцентрика 44 осуществлен кривошипом 47 через кулису 48. На конце вала кривошипа 47 закреплен рычаг 43 уп- равления.

Для обеспечения возможности переключения с двухрежимного регулирования на всережимное в корпусе 24 ус- тановлен рычаг 49 (фиг.4), связанный с кольцевым упором 32 гильзы 26 и обеспечивающий изменение силы предварительной деформации малой 34 и большой 35 пружин основного пружинного механизма, которые установлены при этом без предварительной деформации.

На фиг.1 все детали регулятора показаны в положении, соответствующем холостому ходу двигателя. Рычаг 43 управления (.фиг.2) находится в положении, соответствующем минимальной частоте вращения холостого хода.

При запуске двигателя и работе ре- гулятора на внешней характеристике, рычаг 43 управления (фиг.2) с осью 14 и эксцентриком 39 повернут против часовой стрелки и находится в положении, соответствующем максимальному скоростному режиму.

Усилием стартовой пружины 38 главный рычаг 8 с рычагом 6 антикорректора, рычаг 10 рейки и связанная с ним через тягу 40 рейка 41 перемещаются в положение, соответствующее пусковой подаче топлива (точка С). В этом положении рейка находится до достижения коленчатым валом двигателя частоты вращения, соответствующей точке Д, а при дальнейшем возрастании частоты вращения перемещается в сторону уменьшения подачи (точка Ж). При этом муфта 4 под действием центробежных грузов смещается вправо.

Сила предварительной деформации пружины 11 антикорректора превьшает силу стартовой пружины 38 и рычаги 6 и 8, работающие как одно звено, поворачиваются против часовой стрелки, смещая через кулису 9 рычаг 10 и связанную с ним рейку 41 в направлении знака -. Упор 16 смещается влево, сжимая стартовую пружину 38 до тех

5

о

Q 0

5

5

754

пор, пока mai iGa 19 не придет в контакт с поверхностью бурта 29 (точка Е) .

Пружина 20 установлена с предварительной деформацией, поэтому при дальнештем возрастании числа оборотов начинает сжиматься пружина 34, установленная свободно, и рейка 41 перемещается рычагами 6 и 8, работающими как жесткое звено, и рычагом

10в направлении знака - до точки Ж. Положению рейки в точке Ж соответ- ветствует частота вращения п, . При этом межлу торцом В упора 16 и торцом Г штока 27 сохраняется зазор.

Положение рейки остается неизменным до частоты вращения п . Сила предварительной деформации пружины 11 установлена так, что при повышении частоты вращения Bbmie п,, она сжимается до момента достижения частоты вращения ц , а пружина 20 по причине большой предварительной затяжки удер- жнризет упор 16. Муфта 4 перемещается вправо, вследствие чего рычаг 6 антикорректора при неподвижном главном рычаге 8 поворачивается по часовой стрелке вокруг оси, сжимает пружину

11антикорректора, выбирая зазор б, и поворачивает вокруг кулису 9 рычаг 10 рейки по часовой стрелке. При этом рейка 41 перемещается в направлении знака +, что соответствует участку ИК (отрицательная коррекция).

Сила предварительной деформации пружины 20 выбирается такой, чтобы развиваемая центробежными грузами 3 сила преодолевала ее тогда, когда частота вращения достигнет п,, . Поэтому между точками К и Л положение рейки не изменится.

При дальнейпгем увеличении частоты вращения свьгае п, сжимается пружина 20, а упор 16 сдвигается влево до достижения двигателем частоты вращения . При этом муфта 4 перемещается вправо, а рычаги 6 и 8, составляющие жесткую конструкцию при сжатом антикорректоре, поворачиваются против часовой стрелки, смещая рычаг 10 рейки и связанную с ним тягой 40 рейку 41 в направлении знака -, что и соответствует участку Л характеристики (положительная коррекция).

В дальнейшем упор 16 поверхностью В контактирует с поверхностью Г штока 27 и при увеличении частоты вращения свыше п, рычаги 6 и 8, раЪотаю513

щие как Ьдно звено, поворачиваются против часовой стрелки, сжимая ну 34, 35 и 38, и через рычаг 10 смещает рейку 41 в направлении знака -, что соответствует участку МН (регуляторная ветвь внешней характеристики) .

Остановка двигателя производится поворотом рычага 43 (фиг.2) с осью 14 и эксцентриком 39 по часовой стрелке до положения, соответствующего минимальной частоте вращения холостого хода. При этом рычаг 10 рейки перемещается через тягу 41 в положение нулевой подачи вне зависимое ти от скоростного режима.

Регулирование в области малых частот вращения осуществляется следующим образом.

При работе двигателя на холостом

ходу малая пружина 34 имеет мин1-гмаль- ную деформацию, бурт 29 штока 27 отстоит от шайбы 37 на определенном расстоянии а. В этом положении регу- лятор автоматически поддерживает минимальную частоту вращения холостого хода (характеристика I, фиг.5).

Величина расстояния а между буртом 29 и шайбой 37 устаршвливается в зависимости от необходимой величины диапазона скоростных характеристик, автоматически регулируемых в области малых частот вращения. Когда частота вращения коленчатого вала двигателя достигает верхнего предела диапазона шток 27, переместившись под воздействием центробежных грузов влево, упирается своим буртом 29 в шайбу 37 и через нее в пружину 35, сила пред- варительной деформации которой выбрана с таким расчетом, что в области малых и промежуточных скоростных режимов она не работает.

На промежуточных скоростных режи- мах регулирование двигателя осуществляется путем непосредственного регламентирования подачи топлива (характеристика II, фиг.5).

Для увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя водитель поворачивает рычаг 43 (фиг.2) против часовой стрелки, перемещая рычаг 10 рейки, установленный на эксцентрике 39, через тягу 40, рейку 41 в сторону увеличения подачи топлива, задавая тем самым новый скоростной режим.

В диапазоне больших частот вращения вновь имеет автоматическое под756

держание регулятором скоростного режима, заданного водителем (характеристика IV и V, фиг.5).

Этот диапазон определяется величиной предварительного натяжения пружин 34, 35 и 38 в момент, когда шток 27 своим буртом 29 упирается в шайбу 37.

При установке большой пружины 35 без предварительного натяжения регулятор автоматически поддерживает заданное число оборотов коленчатого вала двигателя на любых скоростных режимах (характеристики VI и VII, фиг.5).

Управление регулятором при выполнении его согласно фиг.З производится аналогично.

При выполнении регулятора с основным пружинным механизмом согласно фиг.4 и использовании рычага 49 в качестве рычага управления при неизменном положении эксцентрика 44 рычага рейки обеспечивается всережимное регулирование с автоматическим поддержанием любого режима.

При закреплении рычага 49 в положении, соответствующем максимальной силе предварительной деформации пружин 34 и 35 (максимальный скоростной режим), и управлении регулятором рычагом 43, связанным через ось 14 (фиг. 2) или кривошип 47 (фиг.З) с эксцентриком 44 рычага рейки, обеспечивается двухрежимное регулирование с НЕпосредственным регламентированием подачи топлива на промежуточных режимах, автоматическим поддержанием минимальной частоты вращения холостого хода и ограничение максимального скоростного режима, а также автоматическое переключение с двухрежимного регулирования на всережимное.

Установка главного рычага 8 соос- но с эксцентриком 44 рычага рейки и соединение его с основным пружинным механизмом, выполнение связи главного рычага 8 с центробежными грузами 3 посредством рычага 6 антикорректора, шарнирно соединенного с муфтой 4 и через кулису 9 с рычагом 10, поз-. воляет значительно уменьшить габариты регулятора, сократить число пар трения и повысить чувствительность регулятора.

Формула изобретения

I. Центробежный регулятор частоты вращения дизеля, содержащий рычаг управления, центробежные грузы, кинематически связанные с основным пружинным механизмом, включающим положительный корректор, и с рейкой топливного насоса через муфту, главный рычаг, установленный в корпусе на оси, рычаг антикорректора, шарнирно закрепленный на главном рычаге и связанный с рычагом рейки, и антикорректор, отличающийся тем, что, с целью повьшения чувствительности регулятора путем уменьшения числа пар трения, ось главного рычага совмещена с осью эксцентрика, соединение рачага антикорректора с ры- J5 тор выполнен в виде пружины, размечагом рейки вьшолнено в виде кулисы и рычаг антикорректора дополнительно соединен с муфтой центробежных грузов, а кинематическая связь центробежных грузов с. основным пружинным механизмом вьтолнена в виде щарнир- ного соединения пружинного механизма с главным рычагом.

2. Регулятор по n.t, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что рычаг управле

ния установлен на совмещенной оси главного рычага и эксцентрика.

3.Регулятор по шт. и 2, отличающийся тем, что эксцентрик выполнен в виде кривошипа.

4.Регулятор по пп.1-3, о т л и - чающийся тем, что точка крепления рычага антикорректора к главному рычагу размещена на рычаге антикорректора между точкой его соединения с муфтой и точкой соединения его с рычагом рейки.

5.Регулятор по пп. 1-4, о т л и- чагощийся тем, что антикоррекщенной между рычагом антикорректора и главным рычагом и установленной между осью последнего и щарнирньм соединением рычагов между собой,

6. Регулятор по пп.1-5, о т л и- чающийся тем, что пружинный механизм установлен в подвижной гильзе , а регулятор выполнен с поворотным рычагом, который кинематически связан с гильзой для изменения затяжки пружины.

Изобретение относится к регулированию двигателей внутреннего сгорания и позволяет повысить чувствительность регулятора путем уменьшения числа пар трения. Главный рычаг 8 установлен соосно с эксцентриком рачага 10 рейки и соединен с основным, пружинным механизмом. Рычаг 8 К № (Л

Ht

8 14

Фиг. 2

ю

45

Фиг.З

3130

33 27 34 35

уЛууууЛуЛ//х:

25 37 32 38 21 / III 2223

/77////

fpue.

Лр

Па п.

л

м

Фиг. 5