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

Изобретение относится к области автоматического регулирования двигателей внутреннего сгорания, в частности к центробежным регуляторам частоты вращения.

Цель изобретения - повышение точности регулирования.

На фиг.1 изображен центробежный регулятор; на фиг.2 - вариант выполнения регулятора с профильной пластиной и составным качающимся рычагом; на фиг.З - то же, положение качающегося рычага при его взаимодействии с профильной пластиной; на фиг.4 - характеристики регулятора на различных режимах работы.

Регулятор содержит корпус 1, центробежный чувствительный элемент 2 с регулирующей муфтой 3, установленной на кулачковом валу топливовпрыскивающего насоса и связанный через упругое звено 4 рычаг 5, кривошип б, поворачиваемый рычагом управления 7 на тягу 8, на которой установлен регулировочный винт 9. Тяга 8 соединена с органом дозирования (рейкой) 10 и взаимодействует винтом 9 с суммирующим рычагом 11, который шарнирно соединен с угловым двуплечим рычагом 12. Последний взаимодействует своим свободным плечом со штоком пневмокорректора

13и подпружинен регулируемой пружиной

14сжатия. При этом суммирующий рычаг 11 через тягу 15 соединен с поводком 16, конец которого установлен с возможностью фиксации в первом пазу качающегося рычага 17, а последний верхним плечом шарнирно установлен на оси в корпусе 1. Во втором пазу качающегося рычага 17 установлен регулировочный упорный элемент 18, а на нижнем плече регулируемый упор 19. Пружина 20, закрепленная одним концом в корпусе 1, а другим соединенная с рычагом 11, перемещает рычаг 17 через тягу 15 и поводок 16 до

ограничителя 21. Рычаг обратного корректора 22 установлен средним шарниром на оси в корпусе 1, верхним плечом под действием пружины 23 опирается на регулировочный

элемент 18, при этом верхнее плечо рычага 24 прямого корректора, установленного средним шарниром на оси в корпусе 1, а нижним связанного через паз с регулирующей муфтой 3, взаимодействует в зависимости от положения муфты 3 с регулируемым упором 19 рычага 17 или с нижним плечом рычага обратного корректора через регулируемый винтовой упор 25, установленный на верхнем плече рычага 24

Для снижения трудоемкости настройки

системы на шарнирную опору рычага 17 дополнительно установлена с фиксацией при регулировке пластина 26 с профилем, образованным двумя другими окружностями, на

нижний шарнир рычага 17 установлен дополнительный рычаг 27 с регулируемым упором 19 на нижнем плече и роликом на боковом плече, который, перемещаясь, катится по профилю пластины 26 при воздействии рычага 24 прямого корректора на упор 19, причем при движении ролика по профилю первой дуги одновременно перемещаются рычаг 17 и рычаг 27 (фиг.2), при движении ролика по второй дуге перемещается рычаг 27, а рычаг 17 остается неподвижным, при этом на внешней скоростной характеристике образуется горизонтальная полка. При уменьшении частоты вращения пружина 20 возвращает рычаг 27 в исходное

положение.

В регуляторе при работе двигателя по внешней скоростной характеристике (положение рычага 7 управления с упором в ограничитель максимального режима) обеспечивается поджатие регулировочного винта 9 на тяге 8 рейки 10 пружиной 4 к упору суммирующего рычага 11. а движение последнего передается регулирующей рейке топлиаовпрыскивающего масоса.

Для работы двигателя без наддува верхний шарнир суммирующего рычага 11 устанавливается на оси в корпусе 1. При малой частоте вращения нижний шарнир рычага 11 занимает крайнее правое положение (точка ан на фиг.4), определяемое положением муфты 3 через рычаг 24 прямого корректора, регулируемый упор 25, рычаг 22 обратного корректора, качающийся рычаг 17 с регулировочным элементом 18 и поводком 16с тягой 15.

При этом положение рейки соответствует положению винта 9, взаимодействующего со средней частью рычага 11 (точки а на фиг.4). При увеличении частоты вращения муфта 3 смещав гея влево, изменяет положение рычагов 5 и 24 и одновременно перемещает рычаг 11 до упора в ограничитель 21. при этом нижний шарнир рычага 11 занимает положение б (фиг.4), а положение регулирующей рейки соответствует максимальной подаче. При дальнейшем увеличении частоты вращения муфта 3 перемещает рычаг 24 (фиг,2), выбирая зазор между верхним плечом рычага 24 и регулируемым упором 19 на дополнительном рычаге 27, при этом рычаг 11 прижат к ограничителю 21 и положение его нижнего шарнира соответствует отрезку на фиг.4, а величина подачи соответствует режиму максимального крутящего момента.

При дальнейшем перемещении рычага 27 вправо ролик на его боковом плече катится по нижней дуге профиля пластины 26 (фиг.2), перемещая одновременно рычаг 17, поводок 16, тягу 15 и нижний шарнир рычага 11 вправо (участок вн-гн на фиг.4), обеспечивая уменьшение подачи или внешнее прямое корректирование до момента, при котором ролик рычага 27 начинает катиться по боковой дуге профиля пластины 26 (фиг.З), причем последующее перемещение муфты 3 и ее воздействие через рычаг 24 на винт 19 вызывает поворот рычага 27 относительно нижнего шарнира рычага 17, который остается неподвижным, а вместе с ним и нижний шарнир рычага 11 (участок гн-Дн на фиг.4), величина подачи при этом примерно постоянна и соответствует подаче номинального режима.

Перемещение и фиксация поводка 16 в пазу рычага 17, винта 19 и пластины 26 обеспечивают плавную (бесступенчатую) регулировку по формированию внешней характеристики в зоне прямого корректирования, а элемента 18 в пазу рычага 17 и упора 25 - в зоне обратного корректирования.

Для обеспечения оптимальной хяракте- ристики по дыму при разгоне двигателя с наддувом от малых режимов до час готы вращения соответствующей максимальному крутящему моменту регулятор снабжен двухступенчатым пневмокорректором 13 с вынесенной на угловой рычаг 12 пружиной 14 первого режима. Пневмокорректор 13 и частотный корректор объединены интегратором, на суммирующем рычаге 11 которого установлен упор, ограничивающий через регулировочный винт 9 на тяге 8 рейки 10 величину подачи. При малом избыточном давлении наддувя шток пневмокорректора

13 поджат пружиной 14 первого режима к ограничительному винту пневмокорректора 13, при этом верхний шарнир рычага 11 и углового рычага 12 находятся в крайнем правом положении (точка ав на фиг.4). С

увеличением давления наддува поршень пневмокорректора 13 с диафрагмой и штоком перемещаются, преодолевая усилие пружин вначале первого режима 14. затем суммарное с пружиной второго режима, находящейся в корпусе пневмокорректора 13, при этом верхний шарнир рычага 11 перемещается по характеристике ав-бв-вв-гв-дв (фиг.4), обеспечивая необходимое корректирование: по наддуву, а нижний шарнир

рычага 11 перемещается по характеристике эн-бн-вн-гн-Дн. обеспечивая корректирование по частоте вращения, упор на средней части рычага 11 обеспечивает требуемый закон ограничения перемещений регулирующей рейки: а-б-в-г-д (фиг.4), при этом перемещение упора соответствует полусумме перемещений верхнего и нижнего шарниров рычага 11.

Регулятор позволяет улучшить эксплуатационные качества двигателя и его экологическую чистоту за счет повышения точности регулирования и расширения возможностей формирования внешней скоростной характеристики при одновременном

сокращении трудоемкости настройки регулятора.

Формула изобретения

1. Центробежный регулятор частоты

вращения двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, в котором размещены центробежный чувствительный элемент с регулирующей муфтой, взаимодействующий с ней рычаг регулятора, соединенный с

ним рычаг управления, пневмокорректор со штоком, взаимодействующим с угловым двуплечим рычагом, и тягу, соединяющую между собой рычаг регулятора и орган дозирования топливоподачи и кинематически связанную с угловым двуплечим рычагом.

отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования топли- воподачи, кинематическая связь тяги с угловым двуплечим рычагом выполнена в виде регулировочного винта, установленного на тяге, и взаимодействующего с этим винтом подпружиненного суммирующего рычага, а последний связан с регулирующей муфтой дополнительной кинематической связью, выполненной в виде поводка, качающегося рычага с двумя продольными пазами в его теле и регулируемым упором на его свободном конце, и двуплечего рычага, который установлен с возможностью взаимодействия одним своим плечом с регулируемым упором качающегося рычага, а другим - с регулирующей муфтой центробежного чувствительного элемента, причем один конец поводка шарнирно соединен с подпружиненным суммирующим рычагом, другой размещен с возможностью его фиксации в первом продольном пазу качающегося рычага, а суммирующий рычаг шарнирно соединен своим концом с угловым двуплечим рычагом.

2. Регулятор поп.1.отличающий- с я тем, что угловой двуплечий рычаг под0

5

0

5

пружинен пружиной сжатия, выполненной с возможностью регулирования ее затяжки.

3.Регулятор по пп. 1и 2, отличающий с я тем, что он снабжен дополнительным подпружиненным двуплечим рычагом, во втором продольном пазу качающегося рычага установлен с возможностью его фиксации регулировочный упорный элемент, двуплечий рычаг снабжен регулируемым винтовым упором, а дополнительный подпружиненный двуплечий рычаг установлен в корпусе с возможностью взаимодействия одним своим плечом с регулировочным упорным элементом качающегося рычага, а другим с регулируемым винтовым упором двуплечего рычага.

4.Регулятор попп. 1-3, от л ича ющий- с я тем, что он снабжен пластиной с профильной поверхностью, установленной с возможностью поворота на оси качания качающегося рычага и снабженной фиксатором ее положения, а качающийся рычаг выполнен в виде шарнирно соединенных между собой верхней и нижней частей, последняя из которых подпружинена и снабжена роликом для взаимодействия с профильной поверхностью пластины.

Изобретение позволяет повысить точность регулирования. Регулятор содержит центробежный чувствительный элемент 2 с регулируемой муфтой 3 , с которой взаимодействует рычаг 5 регулятора, соединенный с рычагом 7 управления и связанный через тягу 8 с рейкой 10. Регулятор снабжен также пневмокорректором 13, шток которого взаимодействует с угловым двуплечим рычагом 12, подпружиненным пружиной 14 сжатия и кинематически связанным с тягой 8. Кинематическая связь тяги 8 с угловым рычагом

15

Фиг, 2

Г7

15

Фиг.з

{///

п о5/нин

п ob/мии

п об/мин