Двухимпульсный регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F02D29/00 G05D13/00 

1

Изобретение относится к машино- атроению и может быть использовано, В частности, для регулирования частоты вращения дизельных двигателей тракторного типа, предназначенных для приведения в движение электрических генераторов, а также для регулирования паровых и газовых турбин,

Цель изобретения - повышение точности регулирования частоты вращения ;|вигателя внутреннего сгорания на Частичных режимах работы, I На фиг.1 показана принципиальная хема предлагаемого двухимпульсного , регулятора частоты вращения двигателя фнутреннего сгорания; на фиг.2 - ки- ематическая схема планетарного ре- jjtyKTopa.

i Двухимпульсный регулятор частоты ращения двигателя внутреннего сгорания содержит датчик -крутящего мо- jieHTa двигателя в виде планетарного редуктора, состоящего из ведущего вена, которым является солнечная естерня t, соединенная с двигателем внутреннего сгорания, и ведомого вена - водила 3, соединенного с пот- Iieбитeлeм 4 энергии. Остановленное звено 5 планетарного редуктора, ус- ановленное на подшипниках 6, кинема- 1| ически связано со штоком 7 гидравли- 4еского демпфера 8 и взаимодействует 4 восстанавливающейся пружиной 9, Величина затяжки которой регулирует-- ся гайкой 10. Остановленное звено 5 через кинематическую передачу, состо- щую из тяги 11, рычага 12 и тяги 13, Соединено с одним плечом суммирующего рычага 14, который своей средней частью связан с тягой 15, а другим плечом - с рычагом 16, соединенным тягой 17с механизмом настройки скоростного режима, включающим тягу 18 И фиксатор 19, Рычаг 16 через тягу 20 и рычаг 21 соединен с одним плечом двуплечего рычага 22 привода органа топливоподачи. Двуплечий рычаг 22 своей средней частью связан с органом 23 топливоподачи топливного насоса 24, а другим плечом посредством тяги 25 и промежуточного рычага 26 соединен с,центробежньм измерителем 27 частоты . На валу 28, связанном с коленчатым валом двигателя, жестко посажена крестовина 29 с щарнирно укрепленными грузами 30 центробежного измерителя частоты вращения. Подвижная муфта 31 через упор10

IF

20

25

14375382

ный подшипник 32 находится в постоянном контакте с грузами 30 и промежуточным рычагом 26. Дополнительный

с рычаг 33 управления одним плечом связан с помощью 15 с суммирующим рычагом 14, и другим плечом - с уравновешивающей пружиной 34, которая соединена с главным рычагом 35 регулятора. Пусковая пружина 36 связывает рычаг 33 с промежуточным рычагом 26, на котором закреплен корректор 37, выполненный в виде подпружиненного регулируемого упора, взаимодействующего с главным рычагом 35. Жесткие регулируемые упоры 38 и 39 ограничения хода главного рычага 35 установлены на корпусе регулятора. На главном рычаге 35 установлен жесткий регулируемый упор 40, взаимодействующий с промежуточным рычагом 26, Упор 41 ограничения хода рычага 33 закреплен на корпусе регулятора.

Двухимпульсный регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

При работе регулятора на некотором скоростном режиме без нагрузки на двигатель грузы 30 развивают центро30 бежную силу, которая через муфту 31 и промежуточный рычаг 26 передается на главный рычаг 35 и уравновешивается усилием пружины 34, При этом, пос- кольку нагрузка на двигатель отсутст35 вует, остановленное звено 5 датчика крутящего момента занимает крайнее положение против часовой стрелки. Положение тяги 16 механизма настройки частоты вращения, соответствующее

40 заданному скоростному режиму, определяет положение двуплечего рычага 22 привода и органа 23 топливоподачи относительно своей оси вращения, чем задает величину коэффициента переда45 чи от промежуточного рычага 26 к органу 23 топливоподачи. Рычаг 26 через тягу 25 удерживает орган 23 топливоподачи в положении цикловой подачи, соответствующей заданному скоростному

50 релсиму работы двигателя.

При нагружении двигателя внутреннего сгорания моментом сопротивления в режиме работы регулятора с отключенным каналом измерения нагрузки

55 (тяга 13 отключена от суммирующего рычага 14) частота вращения грузов уменьшается, в следствие чего грузы 30 сходятся, муфта 31 перемещается влево, рычаги 26 и 35 через тягу 25

и рычаг 22 смещают орган 23 топливо- подачи в сторону увеличения цикловой подачи. Это приводит к увеличению частоты вращения двигателя, однако не до первоначальной величины (до приложения нагрузки), а до величины, меньшей ее на величину статической ошибки регулирования, причем эта ошибка возрастает с уменьшением ско- ростного режима от номинального до минимального.

При подключении канала измерения нагрузки усилие со стороны датчика нагрузки, образуемое реактивным мо- ментом, действуюш11м на остановленное звено 5, передается через тяги 11, 13 и 15 и рычаги 12 и 14 на дополнительный рычаг 33 управления. Это усилие вызывает растяжение на неко- торую величину уравновешивающей пружины 34 и смещение органа 23 топли- воподачи в сторону увеличения цикловой подачи, что приводит к увеличению частоты вращения и, таким об- разом, обеспечивает компенсацию статической ошибки центробежного измерителя частоты вращения. При этом, .поскольку величина статической ошиб-- ки возрастает с уменьшением ско- ростного режима, для ее компенсации на всем диапазоне скоростных режимов требуется увеличение коэффициента усиления канала измерения нагрузки с уменьшением скоростного режима. Сме- щение вниз двуплечего рычага 22 при перемещении тяги 18 механизма настройки в сторону уменьшения скоростного режима приводит к увеличению коэффициента передачи от промежуточного рычага 26 к органу 23 топливоподачи и одновременному увеличению коэффициента усиления как по каналу измерения частоты вращения, так и по каналу измерения нагрузки. Благодаря этому осуществляется компенсация статической ошибки, т.е. астатическое регулирование двигателя (с вертикальным наклоном регуляторных характеристик) на номинальном и частичных скоростньи режимах.

Таким образом, использование предлагаемого двухимпульсного регулятора частоты вращения двигателя внутреннего сгорания позволяет полностью компенсировать статическую ошибку системы автоматического регулирования частоты вращения двигателя на всех режимах его работы.

Формула изобретения

Двухимпульсный регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, содержащий центробежный измеритель частоты вращения снабженный уравновешивающей: пружиной и связанный с главным и промежуточным рычагами регулятора,рычаг управления, взаимодействующ ™ с уравновешивающей пружиной, датчик крутящего момента двигателя в виде планетарного редуктора, двуплечий рычаг привода органа топливоподачи, одним плечом кинематически связанный с рычагом управления, другим плечом через рычажную передачу - С датчиком крутящего момента, а средней частью соединенный с органом топливоподачи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, регулятор снабжен дополнительным рычагом управления и промежуточными рычагами, а рычажная передача выполнена в виде двуплечего суммирующего рычага, одно плечо которого соединено с датчиком крутящего момента, средняя точка связана через дополнительный рычаг управления с уравновешивающей пру киной центробежного измерителя, а другое плечо - с гом управления, двуплечий рычаг привода органа топливоподачи выполнен с продольным пазом в средней части, в котором размещен шарнир, причем одно плечо двуплечего рычага привода органа топливоподачи связано с промежуточным рычагом регулятора, а друго плечо через промежуточные рычаги соединено с рычагом управления.

/

li

Изобретение м.б. использовано для регулирования частоты вращения дизельных двигателей тракторного типа, предназначенных для приведения в движение энергетических генераторов, а также для регулирования паровых и газовых турбин. Цель изобретения - повьппение точности регулирования частоты вращения двигателя. Центробежный измеритель 27 частоты вращения снабжен уравновешивающей пружиной 34 и связан с главным и промежуточным рычагами 35, 26 регулятора. Дат/« /J ,г г5 20 I I. / / 2S 13 чик крутяг его момента двигателя выполнен в виде планетарного редуктора. Двуплечий рычаг 22 привода органа топливоподачи одним плечом кинематически связан с рычагом 16 управления, другим плечом через рычажную передачу - с датчиком, а средней частью соединен с органом 23 топливоподачи. Рычажная передача выполнена в виде двуплечего суммирующего рычага 14. Одно плечо рычага 14 соединено с датчиком, средняя точка связана через рычаг 33 управления с пружиной 34, а другое плечо - с рычагом 16. Рычаг 22 выполнен с продольным пазом в средней части, в котором размещен шарнир. Одно плечо рычага 22 связано с рычагом 26, а другое плечо через промежуточные рычаги соединено с рычагом 16. Такая конструкция регулятора позволяет полностью компенсировать статическую ощибку системы на всех режимах работы двигателя. 2 ил. О) liii. СО од 09 00 (puS.i