Устройство для измерения работы дизельных двигателей Советский патент 1992 года по МПК G01L3/24 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на различных сельскохозяйственных, мелиоративных, строительных и других как стационарных, так и мобильных агрегатах, снабженных гидравлическим приводом их рабочих органов.

Известно устройство для измерения работы, совершаемой дизельным двигателем, содержащее постоянный магнит, связанный с двумя токопроводящими полумуфтами, соединенными кинематически по дифференциальной схеме через связывающее колесо, счетчик работы, рейку топливного насоса, механизм перемещения магнита и корректирующий механизм, связывающий рейку топливного насоса с механизмом перемещения магнита, который соединен со счетчиком работы.

Наиболее близко к предлагаемому по технической сущности устройство для измерения работы дизельных двигателей, содержащее измеритель крутящего момента, интегрирующее устройство с корпусом и установленным с возможностью вращения подпружиненным диском, фрикционно связанным со сферическим роликом, который скреплен с тягами в виде двух полуосей, на одну из которых свободно насажено колесо зубчатой передачи с ограниченным в продольном направлении ходом и втулкой, вы6

(Л

го ел

полненный с возможностью осевого перемещения, дополнительную тягу, шарнирно связанную одним концом с поверхностью сферического ролика, а другим через втулку и зубчатую передачу - с механическим счетчиком, источник и потребитель энергии, причем в него введены связанные между собой гидравлический демпфер с дросселем и опора, выполненная в виде пружины, а измеритель крутящего момента состоит из планетарного редуктора, ведущее звено которого связано с источником энергии, ведомое звено - с потребителем энергии, а оставленное звено соединено с гидравлическим демпфером, опорой и второй полуосью сферического ролика, при этом дроссель выполнен регулируемым,

Недостаток известного устройства обусловлен сложностью конструкции.

Цель изобретения - упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве в качестве измерителя крутящего момента использован гидравлический шестеренчатый насос, включающий одну ведущую и две ведомые шестерни, расположенные в корпусе, который установлен с возможностью вращения относительно оси его ведущей шестерни и связан с податливой опорой в виде восстанавливающей пружины с гидравлическим демпфером, а через замкнутую гидравлическую сильфонную передачу - с интегрирующим звеном.

Такая конструкция устройства позволяет одновременно с подачей рабочей жидкости одним насосом вместе двух измерять передаваемый крутящий момент, формировать и подавать на интегрирующее звено информационный сигнал по нагрузке.

На фиг, 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг.2 - измеритель крутящего момента, вид сверху.

Устройство для измерения работы дизельных двигателей содержит измеритель крутящего момента, выполненный в виде гидравлического шестеренчатого насоса с тремя шестернями. Ведущая шестерня 1 жестко соединена с выходным валом 2 трансмиссии, посаженным на подшипники 3, которые установлены в корпусе 4, и находится в постоянном зацеплении с ведомыми /1евой 5 и правой 6 шестернями насоса. Шестэрни 1, 5 и 6 размещены в корпусе 7, шарнирно связанном с соединительным звеном 8 податливой опоры, которая включает узел восстанавливающей пружина с тягой 9, седлом 10 и пружиной 11, опирающейся одним торцом в седло 10, а противоположным торцом - в неподвижную направляющую 12.

Соединительное звено 8 также связано со штоком 13 гидравлического демпфера, состоящего из корпуса 14 с уплотнениями 15, поршня 16 и регулируемого дросселя 17.

Перемещение звена 8 ограничено с одной стороны регулировочным винтом 18 нулевого, а с другой - регулировочным винтом 19 максимального крутящего момента.

Тяга 9 жестко соединена с подвижным

0 фланцем 20 приемного сильфона 21 замкнутой сильфонной гидравлической передачи, перемещающихся в неподвижной направляющей 22, связанной с неподвижным фланцем 23. Полость сильфона 21 трубопро5 водом 24 сообщена с полостью исполнительного сильфона 25, соединенного с одной стороны с неподвижным фланцем 26 и направляющей 27, в которой перемещаются сильфон 25 и соединенный с его другой

0 стороной подвижный фланец 28. Для устранения гистерезиса материала стенок сильфона 25 между фланцем 28 и упором 29 установлена возвратная пружина 30.

Фланец 28 тягой 31 соединен с тягой 32

5 механического фрикционно-интегрирующе- го звена. Интегрирующее звено содержит корпус 33 с подпружиненным диском 34, получающим вращения через редуктор 35 от трансмиссии машины и находящимся во

0 фрикционном зацеплении со сферическим роликом 36. Ролик 36 выполнен усеченным с двух сторон с конусообразными противоположно расположенными выемками, между которыми в центре ролика выполнено

5 сферическое отверстие, соединяющее выемки. В конусообразные выемки установле- на тяга 32 механизма перемещения сферического ролика, выполненная в виде двух полуосей, одна из которых имеет обой0 му 37 для шариков 38, которые установлены в центральное сферическое отверстие ролика 36. Шарики 38 зафиксированы обоймой 39, закрепленной на другой полуоси (с противоположной стороны ролика обоймы с

5 шариками образуют сферическую ось). Тяга 31 установлена в направляющих корпуса 33 так, что центр сферического ролика 36 перемещается параллельно тоскости вращения диска 34. На тягу 32 между опорой и роли0 ком свободно посажено зубчатое колесо 40 с ограниченным по оси ходом неподвижным упором 41, находящееся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 42, жестко установленным на оси 43 механического

5 счетчика 44. На зубчатое колесо 40 посажена втулка 45 с возможностью свободного хода вдоль оси. Втулка 45 шарнирно связана с одним концом дополнительной тяги 46, другой конец ко горой шарнирно соединен с ооликом 36. Дл предотвращения скольжения эолика 36 относительно диска 34 применена пружина 47, постоянно прижимающая через седло 48 и упорный подшипник 49 диск 34 к ролику 36. Степень прижатия диска 34 к ролику 36 регулируют через седло 50 и упорный подшипник 51 путем перемещения гайки 52 по втулке 53. жестко установленной на корпусе 33.

Устройство работает следующим образом,

Если момент сопротивления потребителя энергии - рабочего оборудования машины - равен крутящему моменту, развиваемому двигателем, устанавливается его определенная угловая скорость. В результате действия возникшего при этом реактивного момента корпус гидравлического шестеренчатого насоса - измерителя момента, преодолев усилие восстанавливающей пружины 11, отклоняется против часовой стрелки и через соединительное звено 8, тягу 9 и седло 10 воздействует на подвижный фланец 20 приемного сильфона 21, повышая в нем давление которое трубопроводом 24 передается в исполнительный сильфон 25. При этом подвижный фланец 28, преодолев усилие возвратной пружины 30, перемещается вправо и через тяги 21 и 32, обоймы 37 и 39, а также шарики 38 удерживает сферический ролик 36 на,определенном расстоянии от оси вра- гщения диска 34. Диск 34 вращается с определенной скоростью от редуктора 35, который приводится в действие от дизельного двигателя. В результате фрикционного сцепления также вращается сферический ролик 36, который через дополнительную тягу 46, втулку 45. шестерни 40 и 42 вращает ось 43 счетчика 44. Угловое перемещение диска 34 прямо пропорционально количеству совершаемых коленчатым валом двигателя оборотов, а развиваемый им крутящий момент прямо пропорционален положению, занимаемому корпусом 7 гидравлического шестеренчатого насоса Ч1ри этом счетчик 44 показывает в определенном масштабе механическую работу, совершаемую мобильной машиной за определенное время на данных установившихся скоростном и нагрузочном режимах ее эксплуатации.

В случае уменьшения крутящего момента дизельного двигателя и постоянной его угловой скорости реактивный момент, действующий на корпус 7, также уменьшается. От возникшего дисбаланса сил на соединительном звене 7 восстанавливающая пружина 11 через тягу 9 и седло 10 перемещает подвижный фланец 20 в обратном направлении, образуя в полости приемного сильфона 21 разрежение, которое трубопроводом 24 передается в исполнительный сильфон 25.

В результате возвратная пружина 30, воздействуя на подвижный фланец 28 через тяги 31 и 32, обоймы 39 и 37, а также шарики 38 перемещает сферический ролик 36 по диску 34 влево, уменьшая радиус вращения вокруг его оси. Ролик 36 через дополнительную тягу 46, втулку 45 и шестерни 40 и 42 вращает ось 43 счетчика 44, Однако прямо пропорциональное уменьшение радиуса приводного диска 34, обусловленное

0 уменьшением крутящего момента, прямо пропорционально уменьшает угловую скорость вращения ролика 36 и через дополнительную тягу 46, втулку 45 и зубчатые шестерни 40 и 42 также пропорционально

5 уменьшает угловую скорость оси 43 счетчика 44, а следовательно, и количество совершенных счетным механизмом счетчика 44 оборотов , в результате чего указывается сравнительно меньшая работа, совершен0 ная мобильной машиной за определенный период действия с учетом коррекции развиваемого дизельным двигателем крутящего момента. После стабилизации нового нагрузочного режима дальнейший принцип дей5 ствия устройства аналогичен описанному, за исключением того, что вращение сферического ролика 36 обеспечивается приводным диском 34 на несколько меньшем радиусе от оси его вращения.

0 Аналогично работает устройство и в случае увеличения крутящего момента дизельного двигателя и его угловой скорости. При этом вращение ролика 36 от приводного диска 34 осуществляется на увеличенном ра5 диусе от оси его вращения.

Включение в силовой привод гидравлического шестеренчатого насоса с тремя шестернями поворачивающимся корпусом, связанным с податливей опорой и гидравли0 ческим демпфером, упрощает конструкцию предлагаемого устройства, а также повышает надежность и долговечность узлов сило- вого привода и всего рабочего оборудования мобильной энергетической

5 машины.

Формула изобретения Устройство для измерения работы дизельных двигателей, содержащее измери- тель крутящего момента, связанный через

0 соединительное звено с гидравлическим демпфером, включающим в себя регулируемый дроссель, и с податливой опорой, имеющей восстанавливающую пружину, интегрирующее звено, выполненное в виде

5 подпружиненного диска, фрикционно связанного со сферическим роликом, снабженным осью и связанным с ней тягами в виде двух полуосей, на одну из которых свободно посажено колесо зубчатой передачи с втулкой, шарнирно связанной через дополнительную тягу с поверхностью сферического ролика, при этом зубчатая передача подключена к механическому счетчику, а втулка выполнена с возможностью осевого перемещения, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, в него включена замкнутая сильфонная гидравлическая передача с приемным и исполнительным сильфонами, а податливая опора снабжена

0

выходной тягой, связанной с входом приемного сильфона, выход исполнительного сильфона соединен с второй полуосью сферического ролика, при этом измеритель кру- тящего момента выполнен в виде гидравлического шестеренчатого насоса с тремя шестернями и корпусом, установленным с возможностью вращения вокруг своей оси и связанным с соединительным звеном.

Использование: на сельскохозяйственных, мелиоративных, строительных и других как стационарных, так и мобильных агрегатах, снабженных гидравлическим приводом их рабочих органов. Сущность изобретения: устройство для измерения работы дизельных двигателей содержит измеритель крутящего момента, связанный через соединительное звено с гидравлическим демпфером, включающим в себя регулируемый дроссель, податливую опору, имеющую восстанавливающую пружину, интегрирующее звено, выполненное в виде подпружиненного диска, фрикционно связанного со сферическим роликом, снабженным осью и связанным с ней тягами в виде двух полуосей, на одну из которых свободно насажено колесо зубчатой передачи с втулкой, шарнирно связанной через дополнительную тягу с поверхностью сферического ролика. Зубчатая передача подключена к механическому счетчику, а втулка выполнена с возможностью осевого перемещения. В устройство включена замкнутая сильфон- ная гидравлическая передача с приемным и исполнительным сильфонами, а податливая опора снабжена выходной тягой, связанной с входом приемного сильфона, выход исполнительного сильфона соединен с второй полуосью сферического ролика, а измеритель крутящего момента выполнен в виде гидравлического шестеренчатого насоса с тремя шестернями и корпусом, установленным с возможностью вращения вокруг своей оси. 2 ил.

36 39

ла

ZS-y. ,/°% „ , - о

f , ч. ,:,:

щ

-т