Регулятор транспортного дизеля Советский патент 1992 года по МПК F02D1/00 

Изобретение относится к области автоматического регулирования двигателей внутреннегосгорания, вчастности к центробежным регуляторам частоты вращения и угла опережения впрыскивания топлива.

Известен регулятор транспортного дизеля, содержащий центробежный чувствительный элемент с грузами, подпружиненными всережимной пружиной и взаимодействующими через муфту, основной рычаг и дозирующую рейку с втулкой регулирования подачи топлива.

Недостатком такого регулятора является его сравнительно невысокая точность ре- гулирования, так как регулятор не обеспечивает регулирования угла опережения впрыскивания топлива. Функции такого регулирования в топливном насосе возложены на дополнительную автоматическую муфту, которая изменяет угол опережения впрыскивания топлива при изменении скоростного режима работы дизеля.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к предлагаемому регулятору является регулятор транспортного дизеля, содержащий кулачковый вал топливного насоса, центробежный чувствительный элемент, выполненный в виде траверсы с центробежными грузами, подпружиненной муфты, установленной на кулачковом валу с возможностью осевого перемещения относительно последнего и с возможностью взаимодействия с центробежными грузами, топливный насос с плунжером и регулирующей втулкой и дозирующей рейкой, кинематически связанной с регулирующей втулкой с возможностью поворота последней, механизм изменения количества подаваемого топлива, выполненный в виде-основного рычага, кинематически связанного с центробежным чувствительным элементом и дозирующей рейкой, рычага управления с всережимной пружиной, кинематически связанных с основным рычагом, механизм изменения угла опережения впрыскивания топлива.

Недостатком описанного регулятора является его сравнительно невысокая точ-. ность регулирования, так как регулятор не обеспечивает регулирования угла опережения впрыскивания топлива в зависимости от нагрузочного режима работы дизеля. Другой причиной невысокой точности регулирования является большее перестановочное усилие механизма изменения угла опережения впрыскивания топлива,

Целью изобретения является повышение точности регулирования.

Указанная цель достигается тем, что регулятор транспортного дизеля снабжен тарелкой, установленной на кулачковом валу, тягой, шарнирно соединенной с тарелкой, траверса кинематически связана с тарелкой с возможностью их совместного перемещения относительно оси кулачкового вала, причем основной рычаг шарнирно связан с тарелкой, регулирующая втулка топливного насоса подпружинена относительно корпуса топливного насоса и установлена с возможностью осевого перемещения относительно плунжера, а механизм изменения угла опережения впрыскивания топлива выполнен в виде дополнительного рычага, шарнирно связанного с муфтой и

тягой, поворотного эксцентрика, установленного с возможностью взаимодействия с торцем регулирующей втулки, рейки регулирования угла опережения впрыскивания, кинематически связанной с дополнительным рычагом и поворотным эксцентриком с возможностью поворота последнего.

Нафиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого регулятора; на фиг.2 - конструктивная схема секции топливного

насоса; на фиг.3,4,5 - статические характеристики регулятора при различных положениях рычага управления.

Регулятор (фиг,1) содержит центробежный чувствительный элемент , механизм

изменения угла опережения впрыскивания топлива 2 и механизм изменения количества подаваемого топлива 3.

Центробежный чувствительный элемент 1 включает размещенную на хвостовике 4 кулачкового вала 5 топливного насоса траверсу 6. Траверса 6 имеет внутренние прямые шлицы 7, находящиеся в зацеплении с прямыми шлицами 8 хвостовика 4 кулачкового валика 5. На траверсе б

размещены центробежные грузы 9.

Механизм изменения угла опережения впрыскивания топлива 2 содержит муфту 10, подпружиненную пружиной 11 к грузам 9. Муфта 10 шарнирно соединена с дополнительным рычагом 12, имеющим ось качания 13 и взаимодействующим через тя-у f4 с рейкой регулирования угла опережения впрыскивания .15, Рейка 15 через шестерню 16 связана с поворотным эксцентриком 17,

0 взаимодействующим с торцовой поверхностью регулирующей втулки 18, установленной на плунжере 19.

Механизм изменения количестаа подаваемого топлива 3 содержит тарелку 20, свя5 занную через подшипник 1 с траверсой 6. Тарелка 20 через тягу 22 соединена с осью качания 13 дополнительного рычага 12 и шарнирно связана с основным рычагом 23, имеющим ось качания 24. Основной рычаг

23 через всережимную пружину 25 взаимодействуете рычагом управления 26, перемещение которого ограничено упором 27 мак- симальной (номинальной) частоты вращения и упором 28 минимальной частоты вращения. Основной рычаг 23 через тягу 29 соединен с дозирующей рейкой 30, находящейся в зацеплении с зубчатым венцом 31 регулирующей втулки 18 плунжера 19.

Плунжер 19 подпружинен пружиной 32 к кулачку 33 кулачкового вала 5 топливного насоса. Плунжер выполнен с кольцевой полостью 34 (фиг.2) с прямой кромкой 35 регулирования начала подачи топлива и с косой кромкой 36 регулирования окончания подачи топлива. Кольцевая полость 34 соединена с надплунжерной полостью 37 сверлением 38 в плунжере 19. Регулирующая втулка 18 подпружинена пружиной 39 к поворотному эксцентрику 17 и имеет наполнительное отверстие 40 и отсечное отверстие 41. В надплунжерной полости 37 установлен нагнетательный клапан 42.

Регулятор работает следующим образом.

Требуемый скоростной режим работы дизеля задается путем изменения положения рычага управления 26. При положении рычага управления на упоре 28 затяжка (деформация) всережимной пружины 25 мини- мальна и при минимальной частоте вращения равна центробежной силе грузов 9 (точка а, фиг.З). Увеличение частоты вращения приводит к увеличению центробежной силы грузов 9, расхождению их на больший радиус, перемещению траверсы 6 и тарелки 20 влево, повороту основного рычага 23 против часовой стрелки относительно оси 24 и перемещению дозирующей рейки 30 влево на уменьшение подачи топлива (на величину -hp). При этом реализуется регулярная характеристика a-d (фиг.З), причем точка d соответствует режиму минимальной частоты вращения холостого хода.

При перемещении рейки 30 влево на уменьшение подачи топлива происходит поворот регулирующей втулки 18 относительно плунжера 19. В результате отсечное отверстие 41 поворачивается относительно косой кромки 36 и обеспечивается более раннее окончание подачи топлива при неизменном начале подачи топлива. Таким образом, уменьшается рабочий ход плунжера и, следовательно, количество подаваемого топлива.

При положении рычага управления 26 на упоре 27 затяжка всережимной пружины 25 максимальна и при номинальной частоте вращения равна центробежной силе грузов 9 (точка Ь, фиг.З). Увеличение частоты вращения приводит к увеличению центробежной силы грузов 9, расхождению их на бош-- ший радиус и перемещению дозирующей рейки 30 влево на уменьшение подачи топ лива. При этом реализуется предельная ре- 5 гуляторнар характеристика b-с (фиг.З), причем точка с. соответствует режиму макси мальмой частоты вращения холостого хода. При перемещении рейки 30 влево нэ уменьшение подачи топлива происходит по- 10 ворот регулирующей втулки 18 относительно плунжера 19, что приводит к более раннему окончанию подачи топлива и, следовательно, к уменьшению количества подаваемого топлива.

15 При положении рычага управления 26 на упоре 27 и пониженных скоростных режимах затяжка всережимной пружины 25 больше центробежной силы грузов 9, дозирующая рейка 30 топливного насоса непод- 0 вижна и реализуется внешняя характеристика а-Ь (фиг.З).

Регулирование угла опережения впрыскивания топлива в зависимости от частоты вращения осуществляется s заявляемом ре- 5 гуляторе следующим образом. В точке а (фиг.Д) на минимальном скоростном режиме затяжка пружины 11 равна центробежной силе грузов 9. При положении рычага управления 26 на упоре 27 увеличение частоты 0 вращения приводит к увеличению центробежной силы грузов 9, расхождению их на больший радиус, перемещению муфгы 10 вправо (при неподвижной траверсе 6), повороту дополнительного рычага 12 по часовой 5 стрелке относительно оси 13 и перемещению рейки регулирования угла опережения 15 вправо на увеличение угла опережения впрыскивания (на величину +bg. При этом реализуется характеристика а-Ь (фиг.4), 0 причем точка b соответствует номинальному скоростному режиму.

При перемещении рейки 15 вправо на увеличение угла опережения впрыскивания топлива происходит поворот эксцентрика 5 17, что приводит к перемещению регулирующей втулки 18 вниз. В результате наполнительное отверстие 40 и отсечное отверстие 41 перемещаются вниз относительно прямой кромки 35 регулирования начала под- 0 ачи топлива и косой кромки 36 регулирования окончания подачи топлива соответственно. Этим обеспечивается более раннее начало подачи топлива (увеличение угла опережения впрыскивания 5 топлива), а также более раннее окончание подачи топлива, Однако при этом рябочий ход плунжера и, следовательно, копичестяо подаваемого топлива не изменяемся

Регулирование угла опережуmq опрыскивания топлива в зависимости сч н;крузки (подачи топлива) осуществляется в заявляемом регуляторе следующим образом. При работе на номинальном скоростном режиме (точка Ь, фиг.4) и положении рычага управления 26на упоре 27 центробежная сила грузов 9 равна силе предварительной затяжки всережимной пружины 25. При увеличении частоты вращения грузы 9 расходятся на больший радиус, деформируя пружину 25 и перемещая траверсу б и тарелку 20 влево. Как отмечено выше, это приводит к перемещению дозирующей рейки 30 влево на уменьшение подачи топлива по регуляторной характеристике b-с (фиг.З). Одновременно перемещение траверсы 6 и тарелки 20 влево приводит к перемещению влево тяги 22 с осью 13. повороту дополнительного рычага 12 по часовой стрелке и перемещению рейки регулирования угла опережения впрыскивания 15 вправо на увеличение угла опережения впрыскивания (по характеристике b-с, фиг.4). Таким образом обеспечивается увеличение угла опере- жения впрыскивания топлива по мере уменьшения подачи топлива по регуляторной характеристике.

Аналогичный закон регулирования угла опережения впрыскивания топлива реализуется на минимальном скоростном режиме (характеристика a-d. фиг.4) и на других скоростных режимах.

Таким образом, заявляемый регулятор позволяет увеличивать угол опережения впрыскивания топлива в по мере уменьшения подачи топлива дц по регуляторной характеристике (характеристики a-d и Ь-с, фиг.5).

Использование данного регулятора по сравнению с прототипом позволяет осуществить корректирование угла опережения впрыскивания топлива в зависимости от нагрузки и уменьшить требуемое перестановочное усилие регулятора. Это позволяет повысить точность регулирования и, как следствие, уменьшить на 3...5% эксплуатационный расход топлива.

Формула изобретения Регулятор транспортного дизеля, содержащий кулачковый вал топливного насоса, центробежный чувствительный элемент,

выполненный в виде траверсы с центробежными грузами, подпружиненной муфты, установленной на кулачковом валу с возможностью осевого перемещения относительно последнего и с возможностью взаимодействия с центробежными грузами, топливный насос с плунжером и регулирующей втулкой и дозирующей рейкой, кинематически связанной с регулирующей втулкой с возможностью поворота последней, механизм изменения количества подаваемого топлива, выполненный в виде основного рычага, кинематически связанного с центробежным чувствительным элементом и дозирующей рейкой, рычага управления с

всережимной пружиной, кинематически связанных с основным рычагом, механизм изменения угла опережения впрыскивания топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования,

он снабжен тарелкой, установленной на кулачковом валу, тягой, шарнирно соединенной с тарелкой, траверса кинематически связана с тарелкой с возможностью их совместного перемещения относительно оси

кулачкового вала, причем основной рычаг шарнирно связан с тарелкой, регулирующая втулка топливного насоса подпружинена относительно корпуса топливного насоса и ус- тановлена с возможностью осевого

перемещения относительно плунжера, а механизм изменения угла опережения впрыскивания топлива выполнен в виде дополнительного рычага, шарнирно связанного с муфтой и тягой, поворотного эксцентрика, установленного с возможностью взаимодействия с торцом регулирующей втулки, рейки регулирования угла опережения впрыскивания, кинематически связанной с дополнительным рычагом и

5 поворотным эксцентриком с возможностью поворота последнего.

1

п

Vx

42

VvS.

Использование: область автоматического регулирования двигателей внутреннего сгорания, в частности в центробежных регуляторах частоты вращения и угла опережения впрыскивания топлива. Сущность изобретения: регулятор содержит центробежный чувствительный элемент 1, механизм изменения угла опережения впрыскивания топлива 2 и механизм изменения количества подаваемого топлива 3. Центробежный чувствительный элемент 1 выполнен в виде центробежных грузов 9, размещенных на траверсе 6, имеющей внутренние прямые шлицы 7, находящиеся в зацеплении с прямыми шлицами 8 хвостовика 4 кулачкового вала 5. Механизм изменения угла опережения впрыскивания топлива 2 имеет муфту 10, взаимодействующую с грузами 9 и шарнирно соединенную с дополнительным рычагом 12, связанным через тягу 14 с рейкой регулирования угла опережения впрыскивания 15. Рейка 15 через шестерню 16 связана с поворотным эксцентриком 17, взаимодействующим с торцевой поверхностью регулирующей втулки 18, установленной на плунжере 19. Механизм изменения количества подаваемого топлива 3 содержит тарелку 20, связанную через подшипник 21 с тразерсой 6 и через тягу 22 с осью качания 13 дополнительного рычага 12. Тарелка 20 через основной рычаг 23 и тягу 29 взаимодействует с дозирующей рейкой 30, находящейся в зацеплении с зубчатым венцом 31 регулирующей втулки 18. Основной рычаг 23 через всережимнуго пружину 25 связан с рычагом управления 26. Ппунжер 19 подпружинен пружиной 32, а втулка 18 - пружиной 39. 5 ил. И ,с XJ XI го со 00 Јk itui.t

Пр

t.

а

р так

С/

tlmLn Лхх min ФизЗ

6

и по tnin

oi У/1

улд тех

П

Ином Пхх /пах

Фиг.5

JLyip mar