Исполнительное устройство привода органа управления подачей топлива для испытательного стенда двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК G01M15/00 

fe

Изобретение относится к машиностроению. Устройство содержит ключи 2 и 3, датчик-реле 6 силы с двумя выходами, чувствительный элемент которого включен к состав соединительного звена 5, сочленяющего орган 7 управления подачей топлива 7 ДВС 8 С выходом сервопривода 4. При достижении органом 7 подачи топлива одного из двух конструкционных упоров ДВС 8 чувствительный элемент датчика-реле 6 силы воспринимает возникающее усилие и на одном из его выходов формируется сигнал, запирающий соответствующий ключ 2 или 3, который блокирует сервопривод 4, исключая возможность его двихения в направлении данного конструкционного упора ДВС 8. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

VI

сл

§

8

Фиг1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в системах автоматики для управления органом подачи топ- лива двигателя внутреннего сгорания (ДВС), например, на обкаточно-испытатель- ном стенде,

Известно автоматическое устройство для обкатки и испытания ДВС, содержащее сочлененный с органом подачи топлива по- воротный якорь, нагруженный спиральной возвратной пружиной, создающей момент в направлении выключения подачи топлива, а также датчик положения выходного вала.

Недостатком этого устройства являет- ся значительный ток управления и, следовательно, высокое энергопотребление (ток порядка 4-12 А, потребляемая мощность 65-6000 Вт), причем электроэнергия расходуется даже в статическом режиме.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее блок управления, электродвигатель, винтовой механизм с маточной гайкой, датчик положения и вилку, соединенную со што- ком, сочлененным с органом подачи топлива ДВС.

Однако перед началом обкатки (испытания) ДВС необходимо производить настройк ку устройства применительно к каждому конкретному ДВС. Это вызвано тем, что ДВС отличаются друг от друга величиной .хода органа подачи топлива, Указанное отличие может быть обусловлено как конструкцией ДВС, так и различием в регули- ровках топливной аппаратуры ДВС одной марки. При настройке устройства необходимо установить взаимно однозначное соответствие между положениями штока и положениями органа подачи топлива на конструкционных.упорах, соответствующими максимальной подаче топлива и минимальной (глушению ДВС). с тем, чтобы при работе устройства в автоматическом режиме обеспечить возможность перемещения органа подачи топлива во всем диапазоне между конструкционными упорами. Информация о положениях штока, соответствующих положениям органа подачи топлива на конструкционных упорах, необходима так- же для того, чтобы задавать ограничения на допустимые перемещения штока для защиты ДВС и устройства от поломок, которые могут произойти при попытке перемещения органа подачи топлива за пределы конст- рукционных упоров. Необходимость настройки устройства перед началом обкатки (испытания) каждого конкретного ДВС требует определенных затрат времени и труда на эту настройку, что снижает производительность обкаточно-испытательных стендов. Этот недостаток особенно существенен в условиях массового производства (ремонта) ДВС при их стендовой обкатке и приемо-сдаточных испытаниях, В то же время при управлении органом подачи топлива для обеспечения требуемого скоростного режима ДВС на стенде нет необходимости знать промежуточное положение (как абсолютное, так и относительное) органа подачи топлива. Для этого требуется знать лишь знак рассогласования; если скорость меньше заданной, то орган подачи следует переместить в сторону увеличения подачи топлива, а если больше, то - в сторону уменьшения,

Цель изобретения - повышение производительности обкаточно-испытательного стенда путем устранения необходимости настройки устройства перед обкаткой (испытанием) каждого конкретного ДВС.

Цель достигается тем, что устройство, содержащее блок управления, реверсивный электродвигатель с редуктором и соединительное звено, дополнительно содержит первый и второй ключи и датчик-реле силы с двумя выходами. Чувствительный элемент датчика-реле силы включен а состав соединительного звена и располагается в любом месте цепи передачи усилия между выходным элементом редуктора и органом подачи топлива, Выходы датчика-реле силы соединены с управляющими входами соответственно первого и второго ключей. Информационные входы ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, а выходы служат цепями питания соответственно прямого и обратного хода электродвигателя. Конструкция устройства обеспечивает остановку электродвигателя при выходе органа подачи топлива на любой из конструкционных упоров ДВС независимо от сигналов блока управления и величины хода органа подачи топлива. Это исключает необходимость настройки устройства на каждый конкретный ДВС.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг,2 - конструкция датчика-реле силы (1-й вариант); на фиг.З - вид А на фиг.2; на фиг.4 - вид Б на фиг.2; на фиг.5 - конструкция датчика-реле силы (2-й вариант).

Устройство содержит блок 1 управления, первый 2 и второй 3 ключи, реверсивный электродвигатель с редуктором 4, соединительное звено 5, датчик-реле 6 силы, Информационные входы ключей 2 и 3 соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 1 управления, а их выходы служат цепями питания соответственно прямого и обратного хода реверсивного электродвигателя с редуктором 4, который сочленен с органом 7 управления подачи топлива ДВС 8 посредством соединительного звена 5. Выходы датчика-реле б силы соединены с управляющими входами соответственно первого ключа 2 и второго ключа 3.

Датчик-реле 6 силы (1-й вариант) содержит тяговые элементы 9 и 10, пружину 11, являющуюся чувствительным элементом датчика-реле силы б, выступы 12 и 13, конечные выключатели 14 и 15. Конечные выключатели 14 и 15 закреплены на держателе 16, который расположен на тяговом элементе 10. Тяговый элемент 9 установлен на выходном валу 17 редуктора 4 и зафиксирован шпонкой 18, Выступы 12 и 13 расположены на тяговом элементе 9. На цилиндрической наружной поверхности ступицы тягового элемента 9 шарнирно расположен тяговый элемент 10, который зафиксирован от осевого смещения с одной стороны буртиком ступицы, а с другой стороны стопорным кольцом 19. Пружина 11 помещена в гнездо, образованное пазами 20 и 21 тяговых элементов 9 и 10 соответственно и направляющими 22 и 23, расположенными на тяговых элементах 9 и 10 соответственно. Соединительное звено 5 представляет собой жесткую тягу, шарнирно закрепленную на тяговом элементе 10 пальцем 24.

Датчик-реле 6 силы (2-й вариант) содержит тяговые элементы 25 и 26. муфту 27, зафиксированную на тяговом элемент 26 с помощью шплинта 28, пружину 29. Тяговые элементы 25 и 26 выполнены из труб с вырезами в виде желобов, которые имеют перегородки 30, 31 и 32, 33 соответственно. Тяговые элементы 25 и 26 имеют отверстия 34 и 35 соответственно для закрепления соединительном звене цепи передачи усилия между выходом редуктора 4 и органом управления подачей топлива ДВС 8. Тяговый элемент 25 имеет выступ 36, а тяговый элемент 26 снабжен держателем 37. на котором закреплены конечные выключатели 38, 39. Пружина 29 помещена в гнездо, образованное желобами и перегородками 30, 31,32,33 тяговых элементов 25 и 2S, причем внутренние поверхности желобов являются направляющими пружины 29, а перегородки 30, 31, 32, 33 - ее упорами,

Устройство работает следующим образом.

При нахождении органа управления подачей топлива между конструкционными упорами ДВС 8 (ни на одном из них) на обоих выходах датчика-реле 6 силы присутствуют сигналы логических О, ключи 2 и 3 замкнуты, обеспечивая коммутацию цепей (прямого или обратного хода) реоерсивного электродвигателя с редуктором 4 в зависи- 5 мости от сигналов на выходе блока 1 управления и соответствующие перемещения выходного элемента реверсивного электродвигателя с редуктором 4, соединительного звена 5 и органа /правления подачей топли0 ва ДВС 8. Датчик-реле 6 силы имеет два выхода и формирует два сигнала, соответствующих превышению знакопеременной силой по абсолютной величине заданных пороговых значений, Эти сигналы несут ин

5 формацию о нахождении органа 7 на тог или другом конструкционном упоре ДВС 8 При выходе оогана 7 управления подачей топлива на один из конструкционных упоров ДВС 8 возрастает передающееся через

0 соединительное звено 5 усилие, которое воспринимает чувствительный элемент датчика-реле 6 силы. На одном из его выходов (в зависимости от того, на каком из конструкционных упоров ДВС 8 находится орган

5 7) появляется сигнал логической 1, который подается на управляющий вход соответствующего ключа (2 или 3) и запирает его. В результате электродвигатель 4 останавливается и исключается его дальнейшее дви0 жение, перемещающее орган управления , подачей топлива в направлении конструкционного упора ДВС 8, на котором он находится. Поскольку другой ключ остается открытым, движение электродвигателя в об5 ратном направлении возможно присоответ- ствующем сигнале от блока 1 управления.

Датчик-реле 6 силы (1-й вариант) работает следующим образом.

При достижении органом управления

0 подачей топлива ДВС 8 одного из конструкционных упоров (соответствует положению I или II соединительного звена 5 на фиг.2) возрастает передающееся через соединительное звено 5 усилие, которое сжимает

5 пружину 11. Это происходит вследствие того, что движение тягового элемента 10 прекращается, а тяговый элемент 9 продолжает двигаться в том же направлении. При этом происходит перемещение тягового элемен0 та 9 относительно тягового элемента 10 и один из выступов 12 или 13 нажимает на кнопку одного из конечных выключателей 14 или 15. Конечный выключатель 14 или 15 срабатывает. В результате на соответствую5 щем выходе датчика-реле силы 6 появляется сигнал логической t, который подается соответственно на управляющий вход первого ключа 2 или второго ключа 3.

Датчик-реле силы 6 {2-й вариант) работает аналогично. Примем, что тяговый элемент 25 соединен с органом 7 управления подачей топлива, а тяговый элемент 26 - с выходом редуктора 4 (хотя датчик-реле б силы по варианту 2 может работать и при обратном присоединении). При достижении органом 7 одного из конструкционных упоров возрастает передающееся через соединительное звено 5 усилие, которое сжимает пружину 29. Это происходит вследствие того, что тяговый элемент 25 останавливается, а тяговый элемент 26 продолжает двигаться в прежнем направлении. При этом происходит перемещение тягового элемента 26 относительно тягового элемента 25 и выступ 36 нажимает на кнопку одного из конечных выключателей 38 или 39. Конечный выключатель срабатывает. В результате на соответствующем выходе датчика-реле 6 силы появляется сигнал логической 1.

Усилие предварительного сжатия и жесткость пружины 11 (1-й вариант) и пружины 29 (2-й вариант) определяются внутренним сопротивлением перемещения органа 7 управления подачей топлива.

Таким образом, предложенное устройство исключает необходимость его настройки на каждый конкретный ДВС в зависимости от конструктивных и технологических особенностей его органа подачи топлива, что сокращает время подготовительных операций для обкатки и испытаний ДВС и повышает производительность стендового оборудования.

Кроме того, повышается надежность устройства ввиду избежания поломок исполнительного механизма или конструкционных упоров ДВС путем блокировки работы реверсивного электродвигателя в крайних положениях органа подачи топлива.

Формула изобретения 1. Исполнительное устройство привода органа управления подачей топлива для испытательного стенда двигателей внутреннего сгорания, содержащее реверсивный электродвигатель с редуктором, выходной элемент которого сочленен с органом управления подачей топлива посредством соединительного звена, и блок управления с двумя выходами, связанными с цепями прямого и обратного хода реверсивного электродвигателя, отличающееся тем,что,

с целью повышения производительности испытательного стенда, оно дополнительно содержит первый и второй ключи, каждый из которых выполнен с одним информационным и одним управляющим входом, датчик-реле силы с двумя выходами, установленный в кинематической цепи между выходом редуктора и органом управления подачей топлива, причем и второй выходы

блока управления соединены с информационными входами соответственно первого и второго ключей, выход первого ключа подключен к цели прямого хода электродвигателя, выход Второго ключа подключен к

цепи обратного хода электродвигателя, а управляющие входы первого и второго ключей подключены соответственно к первому и второму выходам датчика-реле силы.

виде двух тяговых элементов, связанных между собой пружиной и установленных с возможностью перемещения друг относительно друга, ось пружины ориентирована в

направлении возможного перемещения тяговых элеме ITOB, каждый из последних снабжен выступом, относительно которого с зазором в направлении перемещения каждого тягового элемента установлен один

микроэыключатель, причем выход каждого из микровыключателей совмещен с одним из выходов датчика-реле, первый тяговый элемент служит для соединения с выходом редуктора, а второй тяговый элемент предназначен для соединения с органом управления подачей топлива.

расположенными на них направляющими, причем параллельные оси пружины стороны гнезда являются направляющими пружины, а перпендикулярные - упорами.

между собой телескопически, а пружина помещена в гнезде между ними с перпендикулярными ее оси упорами.

вадА фур 2 1-1 Л

Ф иг.З

0Ц#6

14 12 910 /3 15

25 35 29 27. 23

34

16

фиг. 4