Система управления подачей топлива в двигатель землеройной машины Советский патент 1991 года по МПК E02F9/22 

Изобретение относится к землеройной технике и может быть использовано в системах управления двигателями землеройных машин,

Целью изобретения является снижение энергозатрат в двигателе.

На фиг. 1 показана принципиальная гидросхема системы управления; на фиг. 2 - принципиальная схема всережимного регулятора -и датчика нагрузки двигателя; на фиг. 3 - всережимный регулятор и датчик нагрузки двигателя; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3.

Система управления подачей топлива в двигатель землеройной машины содержит напорную 1 и сливную гидролинии, гидроцилиндр 3 управления с подпружиненным поршнем, гидрораспределитель 4 с электромагнитами 5 и 6 управления, рычаг 7 изменения натя-жения регулировочной пружины, трособлочную систему 8, источник 9 электропитания, электроконтакты 10 и 11 и устройство регулирования частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Гидрораспределитель 4 подключен к напорной 1 и сливной 2 гидролиниям и што- ковой полости гидроцилиндра 3. Трос 12 трособлочной системы 8 одним концом кинематически связан со штоком гидроцилиндра 3 и рукоятью 13 подачи топлива, а другим концом - с одним концом рычага 7. Электроконтакты 10 и 11 электрически связаны с электромагнитами 5 и 6 и с источником 9 электропитания.

Устройство регулирования частоты вращения коленчатого вала двигателя вылолнено из всережимного регулятора 14 и датчика 15 нагрузки двигателя.

Всережимный регулятор 14 состоит из размещенных в корпусе 16 основного 17 и вспомогательного 18 рычагов, регулировочной пружины 19, корректора 20 подачи топлива, центробежного регулятора 21 скорости с подвижной муфтой 22, ограничителя 23 максимальной частоты вращения и механизма 24 настройки на номинальную

частоту вращения. Регулировочная пружина 19 соединена с основным рычагом 17 и другим концом рычага 7. Вспомогательный рычаг соединен с рейкой 25 топливного насоса. Корректор 20 закреплен на рычаге

18 и взаимодействует с рычагом 17. Толкатель муфты 22 центробежного регулятора 21 скорости взаимодействует с рычагом 18. Ограничитель 23 выполнен в виде винта, ввернутого в корпус 16 всережимного

регулятора 14, а механизм 24 выполнен в виде болта с головкой 26, установленного в отверстии рычага 17 и ввернутого в корпус 16. Рычаги 17 и 18 установлены шарнирно с возможностью перемещения относительно

друг друга.

Датчик 15 нагрузки двигателя состоит из стакана 27 с отверстием в днище 28,

размещенных со стороны открытой торцовой части 29 стакана 27 неподвижных электроконтактов 10 и размещенной внутри стакана 27 неподвижной втулки 30, установленного в отверстиях втулки 30 и днища 28, имеющего упор 31 стержня 32 с замыкающей пластиной 33, закрепленного на стержне 32 со стороны электроконтактов 10, и поджимающей пружины 34, размещенной на стержне 32 между упором 31 и втулкой 30. К корпусу всережимного регулятооа 14 прикреплена крышка 35 датчика 15 внутри которой соосно неподвижным электроконтактом 10 установлены с возможностьюосевогоперемещенияподпружиненные электроконтакты 11. Стержень 32 установлен с возможностью взаимодействия замыкающей пластины 33 на одном его конце с электроконтактами 10 или 11. Другой его конец имеет возможность взаимодействовать с рычагом 18. В основном рычаге 17 выполнено отверстие, в котором размещена конечная часть стакана 27 датчика 15 со стороны днища 28. Эта часть стакана 27 шарнирно соединена с рычагом 17. В корпусе 16 всережимного регулятора 14 выполнено отверстие, в котором размещена другая конечная часть стакана 27 с возможностью его осевого перемещения.

Система работает следующим образом Работа системы управления основана на поддержании подачи топлива соответствующей номинальной мощности двигателя, при имеющейся нагрузке. Для этого необходимо, чтобы работа двигателя осуществля лась на стыке корректорной и регуляторной ветвей характеристик двигателя В этом случае при значительном изменении нагрузки на двигатель, что характерно для режима работы землеройных машин, всережимный регулятор 14 не справляется с регулированием частоты вращения коленчатого вала в необходимых пределах и для обеспечения мощности двигателя близкой к номинальной (наиболее экономичный режим с точки зрения подачи топлива) необходимо изменять натяжение регулировочной пружины 19. При изменении натяжения растяжения пружины 19 работа двигателя осуществляется на новой регуляторной ветви характеристик двигателя, можность и частота вращения коленчатого вала двигателя близки к номинальным значениям, а расход топлива минимален.

После запуска двигателя оператор машины приступает к выполнению технологических операций, в результате этого мощность, отбираемая от двигателя, увеличивается, частота вращения коленчатого вала падает и, соответственно, уменьшается центробежная сила грузов центробежного регулятора 21 скорости. Муфта 22 регулятора 21 перемещается вправо, под воздейст- 5 вием регулировочной пружины 19 рычаг 17 движется также вправо, перемещая корректор 20, рычаг 18 и стакан 27 со стержнем 32 датчика 15 в этом же направлении. Связанная с рычагом 18 рейка 25 топливного насоса перемещается вправо, увеличивая подачу топлива в двигатель. Перемещение основного рычага 17 может происходить до упора в головку 26 механизма 24. Если двигатель не вышел на номинальный режим

5 работы, вспомогательный рычаг 18 под действием пружины корректора 20 переместит рейку 25 вправо еще на некоторую величину (в этом случае при включенном корректоре 20 расход топлива неэкономичен). Так как

0 между рычагом 18 и стержнем 32 образуется зазор, то последний под действием поджимающей пружины 34 также движется вправо вплоть до замыкания электроконтактов 10

5Замыкание электроконтактов 10 приводит к подаче напряжения на электромагнит 5, переключению гидрораспределителя 4 в левую позицию и подводу рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндрз 3, шток

0 которого втягивается, отклоняя через тро- соблочную систему 8 рычаг 7, при этом изменяется натяжение пружины 19. Одновременно, так как увеличилась подача топлива в двигатель, растет частота врэще5 ния его коленчатого вЗпа Муфта 22 регулятора 21 движется влево, перемещая в этом же направлении рычаг 18 и стержень 32 датчика 15 Эдектроконтакты 10 размыкаются, золотник гидрораспределителя 4 устз0 навливается в среднее положение и штоковая полость гидроцилиндра 4 запирается, при этом устанавливается новое значение величины натяжения пружины 19. При уменьшении нагрузки на двигатель

5 увеличивается частота вращения его коленчатого вала, увеличивается центробежная сила грузов, регулятора 21 и под воздействием муфты 22 равновесие устройства регулирования частоты вращения нарушается.

0 Рычаги 17 и 18 и соответственно рейка 25 перемещаются влево. Если равновесие не наступит в зоне головки 26 механизма 24, замкнутся подпружиненные электроконтакты 11. При этом может иметь место дальней5 шее перемещение рычагов 17 и 18, а также стакана 27, поэтому электроконтзкты 11 должны иметь возможность некоторого осевого перемещения. Кроме того, электроконтакты 1 1 должны иметь возможность регулировки их положения в осевом направ1лении для настройки датчика 15 нагрузки двигателя.

Замыкание контактов 11 приводит к подаче напряжения на электромагнит 6 в гидрораспределителе 4 и выдвижению штока гидроцилиндра 3. Натяжение троса 12 и пружины 19 ослабевает, Одновременно в связи с перемещением рейки 25 влево уменьшается подача топлива в двигатель, снижается частота вращения его коленчато- го вала и уменьшается усилие регулятора 21, Это приведет к перемещению стержня 32 вправо и размыканию электроконтактов 11. Золотник гидрораспределителя 4 устанавливается в среднюю позицию, штоковая по- лость гидроцилиндра 3 запирается и устройство регулирования частоты вращения работает при измененном натяжении регулировочной пружины 19, соответствующем экономичной подаче топлива в двига- тель.

Формула изобретения Система управления подачей топлива в двигатель землеройной машины, содержащая напорную и сливную гидролинии, гид- роцилиндр управления с подпружиненным поршнем, имеющий электромагниты управления, гидрораспределитель, подключенный к напорной и сливной гидролиниям и к штоковой полости гидроцилиндра управле- ния, рычаг изменения натяжения регулировочной пружины, трособлочную систему, трос которой одним концом кинематически связан со штоком гидроцилиндра управления, а другим концом - с одним концом рычага изменения натяжения регулировочной пружины, источник электролитания, электроконтакты, электрически связанные с электромагнитами управления и источником электропитания, и устройство регулиро-

вания частоты вращения коленчатого вала двигателя, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат двигателя, устройстве регулирования частоты вращения коленчатого вала двигателя выполнено из всережимного регулятора, имеющего размещенные в корпусе основной и вспомогательные рычаги и регулировочную пружину, соединенную с другим концом рычага изменения натяжения регулировочной пружины, и снабжено датчиком нагрузки двигателя, выполненным из стакана с отверстием в днище, из размещенных со стороны открытой торцовой части стакана неподвижных электроконтактов и размещенной внутри стакана неподвижной втулки, из установленного в отверстиях втулки и днища и имеющего упор стержня с замыкающей пластиной, закрепленной на одном конце стержня со стороны неподвижных электроконтактов, и из поджимающей пружины, размещенной на стержне между упором и неподвижной втулкой, из прикрепленной к корпусу всережимного регулятора крышки, внутри которой соосно неподвижным электроконтактам установлены с возможностью осевого перемещения подпружиненные электроконтакты, при этом стержень установлен с возможностью взаимодействия замыкающей пластины на одном его конце с неподвижными или подпружиненными эяектроконтактами, а его другого конца - с вспомогательным рычагом, причем в основном рычаге выполнено отверстие, в котором размещена конечная часть стакана со стороны днища и шарнирно соединена с основным рычагом, а в корпусе всережимного регулятора выполнено отверстие, в котором размещена другая конечная часть стакана с возможностью его осевого перемещения.

Изобретение относится к землеройной технике и позволяет снизить энергозатраты в двигателе. Система управления состоит из гидроцилиндра управления подпружиненным поршнем и устройства регулирования частоты вращения коленчатого вала двигателя Штоковая полость гидроцилиндра черезгидрораспределительс электромагнитами управления сообщена с

19

20

РигЗ

Редактор Н. Рогулич

Составитель И. Балашов Техред М.Моргентал

А-А

Фиг Л

Корректор В.Гирняк