Регулятор дизеля Советский патент 1992 года по МПК F02D1/00 F02D1/12 

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания, в частности к центробежным регуляторам частоты вращения и угла опережения подачи топлива.

Известен регулятор 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 подачи топлива. Функции такого регулирования в топливном насосе возложены на дополнительную автоматическую муфту.

которая изменяет угол опережения подачи топлива при изменении скоростного режима работы дизеля.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к предлагаемому регулятору является регулятор дизеля, содержащий центробежный чувствительный элемент с грузами, установленный на кулачковом валу топливного насоса высокого давления, муфту, размещенную на кулачковом валу с возможностью осевого перемещения, основной рычаг, кинематически связанный с муфтой и дозирующей рейкой топливного насоса, втулку регулирования подачи топлива с отсечным отверстием, установленную коаксиально плунжеру топливного насоса с возможностью поворота относительно последнего и кинематически связанную с дозирующей рейкой, гильзу.

Ч

со ы ы оо

установленную коаксиально муфте с возможностью осевого перемещения относительно последней, механизм изменения угла опережения подачи топлива, связанный с гильзой,

Недостатком описанного регулятора является его сравнительно невысокая точность регулирования, так как регулятор не обеспечивает регулирования угла опережения подачи топлива в зависимости от нагрузочного режима работы дизеля.

Целью изобретения является повышение точности регулирования путем осуществления корректирования угла опережения подачи топлива.

Цель достигается тем, что регулятор дизеля, содержащий центробежный чувствительный элемент с грузами, установленный на кулачковом валу топливного насоса высокого давления, муфту, размещенную на кулачковом валу с возможностью осевого перемещения, основной рычаг, кинематически связанный с муфтой и дозирующей рейкой топливного насоса, втулку регулирования подачи топлива с отсечным отверстием, установленную коаксиально плунжеру топливного насоса с возможностью поворота относительно последнего и кинематически связанную с дозирующей рейкой, гильзу, установленную коаксиально муфте с возможностью осевого перемещения относительно последней, механизм изменения угла опережения подачи топлива, связанный с гильзой, снабжен пружиной, установленной между гильзой и муфтой, гильза одним своим торцом взаимодействует с центробежными грузами, механизм изменения угла опережения подачи топлива выполнен в виде дополнительного рычага, кинематически связанного с гильзой, втулки регулирования угла опережения подачи топлива с наполнительным отверстием и выступом на торце, установленной коаксиально плунжеру топливного насоса с возможностью поворота относительно последнего, кинематически связанной с рейкой регулирования угла опережения подачи топлива, которая в свою очередь соединена с дополнительным рычагом, втулка регулирования подачи топлива выполнена со сквозным вырезом, параллельным оси плунжера, кольцевой проточкой, выполненной на наружной поверхности втулки, и штифтом, хвостовик которого установлен в кольцевой проточке, дозирующая рейка выполнена с наклонным пазом, в котором раз- мещен штифт, в вырезе втулки регулирования подачи топлива установлен выступ втулки регулирования угла опережения подачи топлива, втулка регулирования

подачи топлива установлена с возможностью осевого перемещения относительно плунжера, причем плунжер выполнен с двумя кольцевыми полостями с косыми кромками регулирования начала подачи топлива и окончания подачи топлива, кольцевые полости соединены между собой и с надплун- жерной полостью осевым каналом, выполненным в плунжере, косая кромка ре0 гулирования начала подачи топлива выполнена с возможностью перекрытия наполнительного отверстия, а косая кромка . окончания подачи топлива - с возможностью перекрытия отсечного отверстия.

5 На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого регулятора; на фиг.2 - конструктивная схема секции топливного насоса; на фиг.3-5 - статические характеристики регулятора при различных

0 положениях рычага управления.

Регулятор (фиг.1) содержит центробежный чувствительный элемент 1, механизм изменения подачи топлива 2 и механизм изменения угла опережения подачи топлива

5 3.

Центробежный чувствительный элемент 1 включает размещенную на хвостовике 4 кулачкового вала 5 топливного насоса траверсу 6 с размещенными на ней центро0 бежными грузами 7.

Механизм изменения подачи топлива 2 содержит муфту 8, кинематически связанную через пружину 9 и гильзу 10 с грузами 7, подпружиненный к муфте всережимной

5 пружиной 11 основной рычаг 12 с осью качания 13. Всережимная пружина 11 шар- нирно соединена с рычагом управления 14, перемещение которого ограничено упором 15 максимальной (номинальной) частоты

0 вращения и упором 16 минимальной частоты вращения. Основной рычаг 12 через тягу 17 связан с дозирующей рейкой 18, имеющей наклонный паз 19 с размещенным в нем штифтом 20. Направляющая часть 21

5 штифта 20 (фиг,2) размещена в корпусе топливного насоса, а хвостовик 22 штифта 20 расположен в кольцевой проточке 23 втулки регулирования подачи топлива 24, имеющей сквозной вырез 25 на боковой поверх0 ности и установленной на плунжере 26.

Механизм изменения угла опережения подачи топлива 3 (фиг.1) включает гильзу 10, подпружиненную пружиной 9 к грузам 7, дополнительный рычаг 27 осью качания 28,

5 шарнирно связанный с гильзой 10 и через тягу 29 с рейкой регулирования угла опережения подачи топлива 30, находящейся в зацеплении с зубчатым венцом 31 втулки регулирования угла опережения подачи топ- лива 32, установленной на плунжере 26.

Втулка регулирования угла опережения 32 выполнена с выступом 33, находящимся в вырезе 25.

Плунжер 26 подпружинен пружиной 34 к кулачку 35 кулачкового вала 5 топливного насоса. Плунжер выполнен с кольцевой полостью 36 (фиг.2) с косой кромкой 37 регули- рования начала подачи топлива и с кольцевой полостью 38 с косой кромкой 39 регулирования окончания подачи топлива. Причем наклон косых кромок 37 и 39 одинаков. Кольцевые полости 36 и 38 соединены с надплунжерной полостью 40 осевым каналом 41 в плунжере 26. Во втулке регулирования угла опережения 32 выполнено наполнительное отверстие 42, а во втулке регулирования подачи топлива 24 - отсечное отверстие 43. В надплунжерной полости 40 установлен нагнетательный клапан 44.

Регулирование предварительной затяжки пружины 9 гильзы 10 осуществляется при помощи регулировочного винта 45, а регулирование номинальной подачи топлива и номинального угла опережения подачи топлива - при помощи регулировочных винтов 46 и 47.

Регулятор (фиг.1) работает следующим образом. Требуемый скоростной режим работы дизеля задается путем изменения положения рычага управления 14. При положении рычага управления на упоре 16 затяжка (деформация) всережимной пружины 11 минимальна и при минимальной частоте вращения равна центробежной силе грузов 7 (точка а, фиг.З). Увеличение частоты вращения приводит к увеличению центробежной силы грузов 7, расхождению их на больший радиус, перемещению гильзы 10 и муфты 8 вправо, повороту основного рычага 12 по часовой стрелке относительно оси 13 и к перемещению дозирующей рейки 18 вправо на уменьшение подачи топлива. При этом формируется регуляторная характеристика a-d (фиг.З). Причем точка d соответствует режиму минимальной частоты вращения холостого хода.

При перемещении рейки 18 вправо на уменьшение подачи топлива штифт 20 (фиг 2) опускается вниз по наклонному пазу 19, перемещая вниз втулку регулирования подачи топлива 24 с отсечным отверстием 43. За счет этого рабочий ход плунжера 26 Ьпл, определяемый от момента полного пе- р екр ытия наполнительного отверстия 42 косой кромкой 37 до момента начала открытия отсечного отверстия 43 косой кромкой 39, уменьшается, что приводит к уменьшению подачи топлива.

При положении рычага управления на упоре 15 затяжка всережимной пружины 11 максимальна и при номинальной частоте вращения равна центробежной силе грузов 5 7 (точка Ь, фиг.З). Увеличение частоты вращения приводит к увеличению центробежной силы грузов 7, расхождению их на больший радиус и к перемещению дозирующей рейки 18 вправо на уменьшение под- 0 ачи топлива. При этом формируется предельная регуляторная характеристика b - с (фиг.З). Причем точка с соответствует режиму максимальной частоты вращения холодного хода.

5При перемещении рейки 18 вправо на

уменьшение подачи топлива штифт 20 (фиг.2) опускается вниз по наклонному пазу 19, перемещая вниз втулку регулирования

0 подачи топлива 24 с отсечным отверстием 43. За счет этого рабочий ход плунжера 26 уменьшается, что приводит к уменьшению подачи топлива.

При положении рычага управления 14

5 (фиг.1) на упоре 15 и пониженных скоростных режимах затяжка всережимной пружины 11 больше центробежной силы грузов 7, дозирующая рейка 18 топливного насоса неподвижна и формируется внешняя харак0 теристика а - b (фиг.З).

Регулированиеугла опережения подачи топлива в зависимости от частоты вращения осуществляется в заявляемом регуляторе следующим образом. В точке а (фиг.4) на

5 минимальном скоростном режиме затяжка пружины 9 (фиг.1) равна центробежной силе грузов 7. При положении рычага управления 14 на упоре 15 увеличение частоты вращения приводит к увеличению центробежной

0 силы грузов 7, расхождению их на больший радиус, деформации пружины 9, перемещению гильзы 10 вправо относительно неподвижной муфты 8, повороту дополнительного рычага 27 по часовой стрелке относительно

5 оси 28 и к перемещению рейки регулирования угла опережения 30 вправо на увеличение угла опережения подачи топлива. При этом формируется характеристика а - b (фиг.4).

0При перемещении рейки 30 (фиг.2)

вправо на увеличение угла опережения подачи топлива происходит поворот втулки ре- гулирования угла опережения 32 и связанной с ней через выступ 33 втулки

5 регулирования подачи топлива 24 относительно плунжера 26. В результате наполнительное отверстие 42 и отсечное отверстие 43 поворачиваются относительно косых кромок 37 и 39. Этим обеспечивается более раннее начало подачи топлива (увеличение

угла опережения подачи топлива), а также

более раннее окончание подачи топлива. Однако рабочий ход плунжера 26 и, следовательно, количество подаваемого топлива не изменяются, так как наклон косых кромок 37 и 39 одинаков.

Регулирование угла опережения подачи топлива в зависимости от нагрузки (подачи топлива) осуществляется в заявляемом регуляторе следующим образом. При работе на номинальном скоростном режиме (точка Ь, фиг.4) и положении рычага управления 14 на упоре 15 центробежная сила грузов 7 (фиг.1) равна силе предварительной затяжки всережимной пружины 11. При увеличении частоты вращения грузы 7 расходятся на больший радиус, деформируя пружину 11 и перемещая гильзу 10 и муфту 8 вправо. Как отмечено выше, перемещение муфты 8 вправо приводит к перемещению дозирующей рейки 18 вправо на уменьшение подачи топлива (по регуляторной характеристике b - с, фиг.З). Одновременно, перемещение гильзы 10 (фиг.1) вправо приводит к перемещению рейки ре улирования угла опережения 30 вправо на увеличение угла опережения подачи топлива (по характеристике b - с, фиг.4), т.е. обеспечивается увеличение угла опережения подачи топлива по мере уменьшения нагрузки по регуляторной характеристике.

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

Таким образом, заявляемый регулятор позволяет увеличивать угол опережения подачи топлива 9 по мере уменьшения подачи топлива дц по регуляторной характеристике (см. характеристики а - d и b - с, фиг.5).

Использование заявляемого регулятора по сравнению с прототипом позволяет осуществить корректирование угла опережения подачи топлива в зависимости от нагрузки, что позволяет повысить точность регулирования и, как следствие, уменьшить на 2 ..3% эксплуатационный расход топлива при работе на режимах с частичной нагрузкой.

Формула изобретения Регулятор дизеля, содержащий центробежный чувствительный элемент с грузами, установленный на кулачковом валу топливного насоса высокого давления, муфту, раз- мещенную на кулачковом валу с

возможностью осевого перемещения, основной рычаг, кинематически связанный с муфтой и дозирующей рейкой топливного насоса, втулку регулирования подачи топлива с отсечным отверстием, установленную коаксиально плунжеру топливного насоса с возможностью поворота относительно последнего и кинематически связанную с дозирующей рейкой, гильзу, установленную

коаксиально муфте возможностью осевого перемещения относительно последней, механизм изменения угла опережения подачи топлива, связанный с гильзой, отличающийся тем, что, с целью повышения

точности регулирования путем осуществления корректирования угла опережения подачи топлива, он снабжен пружиной, установленной между гильзой и муфтой, гильза одним торцом взаимодействует с

центробежными грузами, механизм изменения угла опережения подачи топлива выполнен в виде дополнительного рычага, кинематически связанного с гильзой, втулки регулирования угла опережения подачи топлива с наполнительным отверстием и выступом на торце, установленной коаксиально плунжеру топливного насоса с возможностью поворота относительно последнего, кинематически связанной с рейкой регулирования угла опережения подачи топлива, которая соединена с дополнительным рычагом, втулка регулирования подачи топлива выполнена со сквозным вырезом, параллельным оси плунжера, кольцевой проточкой, выполненной на наружной поверхности втулки, и штифтом, хвостовик которого установлен в кольцевой проточке, дозирующая рейка выполнена с наклонным пазом, в котором размещен штифт, в вырезе

втулки регулирования подачи топлива установлен выступ втулки регулирования угла опережения подачи топлива, втулка регулирования подачи топлива установлена с возможностью осевого перемещения

относительно плунжера, причем плунжер выполнен с двумя кольцевыми полостями с косыми кромками регулирования начала подачи топлива и окончания подачи топлива, кольцевые полости соединены между собой и с надплунжерной полостью осевым каналом, выполненным в плунжере, косая кромка регулирования начала подачи топлива выполнена с возможностью перекрытия наполнительного отверстия, а косая кромка

окончания подачи топлива - с возможностью перекрытия отсечного отверстия.

v-v

г ги

Использование: регулирование двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: регулятор содержит центробежный чувствительный элемент, механизм изменения подачи топлива и механизм изменения угла опережения подачи топлива. Центробежный чувствительный элемент выполнен с грузами. Механизм из2 менения подачи топлива имеет муфту, кинематически связанную через пружину и гильзу с грузами, основной рычаг, подпружиненный к муфте всережимной пружиной, соединенной с рычагом управления, и дозирующую рейку, кинематически связанную с втулкой регулирования подачи топлива, установленной на плунжере. Механизм изменения угла опережения подачи топлива включает гильзу, дополнительный рычаг, шарнирно связанный с гильзой, и рейку регулирования угла опережения, находящуюся в зацеплении с зубчатым венцом втулки регулирования угла опережения, установленной на плунжере. Плунжер выполнен с кольцевой полостью с косой кромкой регулирования начала подачи топлива и с кольцевой полостью с косой кромкой регулирования окончания подачи топлива. 5 ил. сл С

8СС8Ш

А/

Л.

а

tJL упр fJJLfl

М.

Hmln Пхх mln

fu

Л

с

в max

bj Летах

А

9 НОН

fl tnln Пххтьп

Л.,

JLynf max

max

П

Пнем Пгя шах

fut.3

Жиаь моя

П

Пнем Пх тая