Регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02D1/04 

Фиг.1

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1518557.

Цель изобретения - повышение точности корректирования топливоподачи.

На фиг.1 изображен регупятор частоты вращения; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - скоростные характеристики регулятора при запуске двигателя и при разгоне от минимальной до максимальной частоты вращения холостого хода при всережимном регулировании; на фиг.5 - характеристики регулятора при работе двигателя по внешней скоростной характеристике при всережимном регулировании; на фиг.б - скоростные характеристики регулятора при работе двигателя на частичных режимах при всережимном регулировании; на фиг.7 - скоростные характеристики топливного насоса при запуске двигателя и при разгоне от минимальной до максимальной частоты вращения холостого хода при двухрежимном регулировании.

Регулятор содержит механический чувствительный элемент 1, двуплечий рычаг 2, блок 3 пружин с положительным корректором и пневматический ограничитель 4 дымления. Блок 3 пружин с положительным корректором состоит из главной пружины 5 регулятора, установленной между верхним 6 и нижним 7 наконечниками. Верхний наконечник 6 посредством оси 8 связан с внутренним рычагом 9 управления регулятором. Верхний наконечник 6 имеет паз, в котором помещен поворотный упор 10, свободно сидящий на оси 8, и взаимодействует с выключателем 11. Нижний наконечник 7 имеет шток 12, проходящий через отверстие в верхнем наконечнике 6. Пружина 5 с помощью нижнего наконечника 7 прижимает внутренний стакан 13 к наружному стакану 14. Между стаканами 13 и 14 помещен стакан 15 положительного корректора, связанный с рычагом 16 регулятора.

Стакан 15 корректора опирается на пружину 17 положительного корректора, нижний конец которой опирается на плоскую опору 18 в виде кольца, которое вкручивается в наружный стакан 14. Левый конец рычага 16 соединен с двуплечим рычагом 2, на который воздействует центробежный чувствительный элемент 1. На первый конец рычага 16 воздействует пневматический ограничитель 4 дымления.

Левый конец двуплечего рычага состоит из двух частей, соединенных между собой при помощи шарнира 19. Верхняя часть рычага 29 установлена в пазу нижней части.

Между верхней и нижней частями двуплечего рычага установлена пружина 21 отрицательного корректора. Верхняя часть двуплечего рычага левым концом связана с

дозирующим органом 22 топливного насоса. На нижней части левого плеча двуплечего рычага 2 выполнен прилив, на котором установлен электромагнит 23. Подвижный сердечник 24 электромагнита 23 при помо0 щи оси 25 соединен с верхней частью левого плеча двуплечего рычага 2.

Пневматический ограничитель 4 дымления состоит из неподвижной части, которая вкручивается в корпус топливного насоса и

5 фиксируется при помощи гайки, и подвижной части. На неподвижной части ограничителя дымления закреплен дополнительный электромагнит 26. Подвижная часть ограничителя дымления состоит из диафрагм 27,

0 штока 28 и подвижного упора 29. Диафрагма 27 при помощи жесткого центра 30 соединена со штоком 28, который выполнен из ферромагнитного материала и шарнирно соединен с подвижным упором 29. Между

5 неподвижной частью ограничителя дымления и жестким центром 30 установлена пружина 31.

Механизм управления регулятором состоит из наружного рычага 32 управления,

0 который сидит на оси внутреннего рычага 9, указателя 33 положения рычага 32, указателя 34 положения стакана 15 положительного -корректора, изолированного от корпуса насоса винта 35, являющегося указателем

5 положения рычага 16 регулятора, включателя 11, являющегося указателем режима регулирования, измерителя 36 частоты вращения, измерителя 37 давления наддува и блоки 38 управления. Для питания блока уп0 равления и для управления электромагнитными устройствами при запуске двигателя используется аккумуляторная батарея 39.

Механизм переключения режимов регулирования состоит из жесткого рычага 40 и

5 поворотного упора 10. Управление механизмом переключения осуществляется тягой 41. Винт 42 предназначен для регулировки номинальной частоты вращения вала двигателя, винт 35 - для регулировки номиналь0 ной подачи топлива, плоская опора 18 - для регулировки начала действия положительного корректора по внешней скоростной характеристике, измеритель 36 частоты вращения - для преобразования частоты вра5 щения вала насоса в электрическую энергию, измеритель 37 давления наддува - для преобразования давления наддува двигателя в электрическую энергию, блок 38 управления - для принятия сигналов от источников энергии, указателей и включателя,

сравнения их с заданными исходными данными и выработки выходных сигналов.

Регулятор работает следующим образом.

При всережимном регулировании поворотный упор 10 фиксируется на оси 8 при помощи жесткого рычага 40 и тяги 41. Включатель 11, расположенный на верхнем наконечнике 6, при этом включен, о чем подается информация трактористу.

Для запуска двигателя необходимо включить массу и установить рычаг 32 управления регулятором до упора в винт 42. При этом блок 38 управления передает напряжение 12 В от аккумулятивной батареи 39 на электромагниты 23 и 26. Подвижные сердечники 24 и 28 электромагнитов 23 и 26 занимают нижнее положение. Усилие от подвижного сердечника 28 через жесткий центр 30 передается на пружину 31, которая сжимается. Одновременно с подвижным сердечником 28 и жестким центром 30 нижнее положение относительно неподвижной части ограничителя 4 дымления занимает диафрагма 27ч(фиг.1, обозначено пунктирной линией), а подвижный упор 29, поворачиваясь вокруг оси, занимает верхнее положение. Усилие от подвижного сердечника 24 черезось 25 передается на верхнюю часть 20 левого плеча двуплечего рычага 2. Верхняя часть 20 двуплечего рычага, поворачиваясь на шарнире 19, сжимает пружину 21 отрицательного корректора, обеспечивая необходимую подачу топлива при перемещении органа 22 дозирования подачи топлива под действием пружины запуска. Пружина 31 удерживается электромагнитом 26 в сжатом состоянии до начала работы двигателя по регулярному участку характеристики (фиг.4, участок m -о). Разгон двигателя при запуске осуществляется на участке отрицательного корректирования по линии а - b (фиг.4).

Корректирование подачи топлива при разгоне двигателя при запуске осуществляется при помощи блока 3 пружин и центробежного чувствительного элемента 1. На участке а - m (фиг.4) возрастающая центробежная сила чувствительного элемента превышает силу предварительного натяжения корректирующей пружины 17, сжимая последнюю и поворачивая рычаг 16, через двуплечий рычаг 2 перемещает орган 22 дозирования топлива в сторону уменьшения подачи. При упоре закраины стакана 1.5 в опору 18 положительный корректор выключается (фиг.4, точка т).

При дальнейшем увеличении частоты вращения усилие от рычага 16 через стакан15, пружину 17 положительного корректора, опору 18, наружный 14 и внутренний 13 стаканы, нижний наконечник 7 передается на главную пружину 5, которая растягивается. В результате формируется регуляторная ветвь характеристики. При этом рычаг 16 отходит от винта 35, тракторист после запуска двигателя устанавливает рычаг 32, а через него рычаг 9 и блок 3

0 пружин на частичный режим работы. Изменение положения рычага 32 регистрирует указатель 33

При поступлении сигналов от винта 35 и указателя 33 в блок управления напряжение

5 на электромагнит 23 передается от измерителя 36 частоты вращения, а на электромагнит 26 - от аккумуляторной батареи 39, которая используется также для питания блока 38 управления. Винт 35 при

0 этом используется в качестве сигнализатора загрузки двигателя. Измеритель 36 обеспечивает питанием электромагнит 23 пропорционально частоте вращения вала насоса. Измеритель 37 давления наддува

5 обеспечивает выработку сигнала пропорционально величине давления наддува. При поступлении в блок 38 управления сигнала от измерителя 37, величина которого равняется меньшему значению, чем половина

0 значения давления наддува полного выключения ограничителя дымления, на электромагнит 26 передается напряжение 12 В от аккумулятивной батареи

При разгонах двигателя регулирование

5 подачи топлива осуществляется следующим образом.

При разгонах двигателя по внешней и мастичным скоростным характеристикам от минимальной до максимальной частоты

0 вращения холостого ходя давление наддува незначительно и пневматический ограничитель выключен.

При работе на корректорных участках скоростных характеристик подача топлива

5 регулируется при помощи электромагнитного устройства 23. центробежного чувствительного элемента 1 и блока 3 пружин регулятора.

Подача топлива на участках отрицатель0 ного корректирования (с - Ь) определяется поступлением сигнала от указателя 33 в блок управления. При разгоне по внешней скоростной характеристике регулирование подачи топлива осуществляется электро5 магнитным устройством 23 в зависимости от частоты вращения вала насоса, а при разгоне на частичном режиме от заданного закона протекания скоростной характеристики h0 f(n,z,y , РК), который вводится в блок управления, где п - частота вращения вала

насоса; z - режим регулирования; у - частичность режима; р - давление наддува.

Подача топлива на участках положительного корректирования(Ь - т)определяется поступлением сигнала от указателя 33 в блок управления. При разгоне по внешней скоростной характеристике регулирование подачи топлива осуществляется при помощи центробежного чувствительного элемента и блока пружин регулятора, а при разгоне на частичном режиме - при помощи электромагнитного устройства 23 в зависимости от h0 f (n,z,y,pK).

При работе на регуляторных участках скоростных характеристик (фиг.4, m - о, т - о , т - с) подача топлива регулируется при помощи центробежного чувствительного элемента 1 и пружины 5 регулятора.

После завершения разгона двигателя блок управления осуществляет включение пневматического ограничителя дымления при работе двигателя по внешней скоростной характеристике и обеспечивает управление в зависимости от величины давления наддува при работе на частичных режимах.

При работе двигателя регулирование подачи топлива осуществляется следующим образом.

При работе на регуляторных участках скоростных характеристик подача топлива регулируется при помощи центробежного чувствительного элемента 1 и пружины 5 регулятора. При работе на корректорных участках скоростных характеристик подача топлива на участке положительного корректирования определяется поступлением сигналов от указателя 33 и измерителя 37 давления наддува. При работе по внешней скоростной характеристике подача топлива регулируется пневматическим ограничителем дымления в зависимости от величины давления наддува (фиг.5), а при работе на частичном режиме - при помощи электромагнитного устройства 26 и ограничителя дымления (фиг.6). Подача топлива на участках отрицательного корректирования определяется поступлением сигналов в блок управления от указателей 33 и 34 на участке положительного корректирования, если на участке положительного корректирования поступают сигналы от обоих указателей, то регулирование подачи топлива на участке отрицательного корректирования осуществляется электромагнитным устройством 23 в зависимости от частоты вращения вала

насоса, если от указателя 33 - от заданного закона протекания скоростной характеристики.

Для перехода на двухрежимное регулирование необходимо при помощи тяги 41 и жесткого рычага 40 установить поворотный упор в нижнее положение При этом произойдет замыкание контактов выключателя 11. Внешняя скоростная характеристика

при двухрежимном регулировании (фиг.7) формируется точно так же, как при всере- жимном регулировании, внешние скоростные характеристики при этом получаются одинаковые. При переходе на частичные

скоростные характеристики поворотный упор 10, верхний наконечник 6 и шток 12 с пружиной 5, стаканы 13 и 14 переместятся вниз, а стакан положительного корректора 15 останется неподвижным.

Частичные скоростные характеристики при двухрежимном регулировании формируются точно так же, как и при всережимном регулировании Отличие состоит в том, что пружина регулятора 5 срабатывает только

на номинальном скоростном режиме при любой частичности режима.

Таким образом, наличие регулятора дополнительно управляемого пневматического ограничителя дымления с возможностью

его выключения в зависимости от частичности режима работы и величины давления наддува обеспечивает требуемую подачу топлива на любом режиме работы двигателя.

Формула изобретения Регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания по авт.св. № 1518557, отличающийся тем, что, с целью

повышения точности корректирования топ- ливоподачи, он снабжен электромагнитным датчиком положения, измерителем давления наддува и мембранным пневматическим ограничителем дымления со штоком,

установленным с возможностью взаимодействия с рычагом регулятора, а его приемная камера связана с впускным трубопроводом двигателя, причем электронный блок выполнен с дополнительными

входом и выходом, его дополнительный вход соединен с обмоткой датчика положения, дополнительный вход - с выходом измерителя давления наддува, а шток ограничителя дымления выполнен из ферромагнитного материала и размещен внутри обмотки датчика положения.

CD

-1

5,

-J

CD

$t,,/-wy«wv

Изобретение обеспечивает высокую точность корректирования топливоподачи. Регулятор содержит механический чувствительный элемент 1, двуплечий рычаг 2 рычаг 16, блок 3 пружин с положительным корректором, пневматический ограничитель 4 дымления, электронный блок 38, измеритель давления наддува 37 и электромагнит 26. Пневматический ограничитель 4 дымления имеет шток 28, который выполнен из ферромагнитного материала, размещен внутри обмотки электромагнита 26 и взаимодействует с рычагом 16 регулятора, а обмотка электромагнита 26 подсоединена к дополнительному выходу электронного блока 26, на один из входов 6 которого поступает сигнал от измерителя давления наддува 37, Благодаря наличию управляемого ограничителя дымления 4, воздействующего на рычаг регулятора в зависимости от режима работы и величины давления наддува, обеспечивается высокая точность корректирования подачи топлива. 7 ил. сл С

т

/

О МО Ш .500 800 Ш iioOH,niH

э/Физ.6

О.ц мм3/цикл

Ш

Ш

45

О 20(7 400 ЙЮ 600 ЮОО 1УЮМ,мин Физ.7

ftOZB

Р« а«ВД«Иа

Л8 0.030

&

/

oio

/

im

.;