Регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1993 года по МПК F02D1/04 

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - уменьшение эксплуатационного расхода топлива и сохране- ние ресурса двигателя путем автоматического переключения со всере- жимного регулирования на двухрежимное.

Для достижения этой цели регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания снабжен переставным ограничителем хода двуплечего рычага, установленным на крышке регулятора, тремя электромагнитами, один из которых связан с внутренним рычагом управления регулятором, второй - с переставным ограничителем хода двуплечего рычага, а третий - с поворотным упором внутреннего рычага управления и электрическими выключателями, через которые все три электромагнита электрически соединены с переключателем, который взаимодействует с органом управления редуктором коробки передач трактора. Чтобы обеспечить перемещение поворотного упора попеременно в двух противоположных направлениях, связанный с ним электромагнит имеет две катушки возбуждения с противоположным направлением электромагнитных полей, соединенные с выключателями так, что в электрическую цепь включается попеременно только одна из катушек возбуждения.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого регулятора; на фиг.2 - закон перемеще00

00

о о

со

ия h органа дозирования топлива в зависиости от частоты вращения п вала двигатея.

Регулятор содержит чувствительный лемент 1, связанный через одно плечо 2 вуплечего рычага 3 с органом 4 дозирования топлива, а через другое плечо 5 - с расположенными между верхним 6 и нижним 7 упорами главной 8 и корректирующей 9 пружинами. В корпусе 10 регулятора установлен внутренний рычаг управления 11, снабженный поворотным упором 12 с шариковым фиксатором 13 для удержания упора в одном из двух крайних положений. Нижний упор 7 снабжен штоком 14. Верхний упор 6 при помощи оси 15 связан с рычагом 11. Внутренний стакан 16 пружиной 8 с помощью нижнего упора 7 прижат к торцовой поверхности наружного стакана 17. Между стаканами 16 и 17 расположен стакан 18 корректирующей пружины 9, связанный с рычагом 3. Пружина 9 упирается в кольцо 19. Регулятор снабжен переставным ограничителем 20 хода двуплечего рычага, выполненным как одно целое с якорем 21 электромагнита 22. При отсутствии тока в обмотке электромагнита 22 якорь 21 удерживается пружиной 23 в верхнем положе- нии. Внутренний рычаг управления 11 взаимодействует со штоком якоря 24 электромагнита 25. При отсутствии тока в обмотке электромагнита 25 пружина 26 удерживает якорь 24 в нижнем положении, и он не препятствует перемещению рычага 11. Поворотный упор входит в вилку, выполненную на штоке 27, прикрепленном с одной стороны к якорю 28 электромагнита 29, имеющего две независимые обмотки возбуждения 30 и 31. С другой стороны к якорю 28 прикреплён шток 32, взаимодействующий с четырьмя выключателями 33-36, через которые обмотки всех электромагнитов соединяются с переключателем 37 с двумя парами контактов 38 и 39, установленными в редукторе 40 коробки передач трактора напротив валика 41 с вилкой 42 для включения понижающей или повышающей передачи, связанного с органом управления 43, который имеет два рабочих положения: в положении ПР включена понижающая передача для выполнения трактором полевых сельскохозяйственных работ, а в положении ТР включена повышающая передача для использования трактора на транспортных перевозках. При отсутствии тока в обмотках электромагнита 29 его якорь 28 удерживается в среднем положении пружинами 44 и 45. На одном валике внутренним рычагом 11 установлен наружный рычаг 46 управления регулятором, связанный тягой

47 с педалью 48. Винт 49 служит для регулировки номинальной подачи топлива, винт50

- для регулировки номинальной частоты вращения двигателя, винт 51 - для регули5 ровки подачи на режиме максимального крутящего момента.

Электрическая цепь регулятора питается от бортовой сети электрооборудования трактора, в которую входит аккумулятор 52..

На фиг.2 обозначено: А - внешняя скоростная характеристика; В - регуляторная ветвь внешней характеристики; С, D - частичные регуляторные характеристики при всережимном регулировании; Е, F, G, H, J 5 частичные скоростные характеристики при двухрежимном регулировании; Ев, FB, GB, JB

- регуляторные ветви частичных скоростных характеристик; а - начало действия корректора при частоте вращения Пм, b - оконча0 ние действия корректора; с - начало формирования регуляторных ветвей при номинальной частоте вращения пн.

Регулятор работает следующим образом.

5При установке органа управления 43 в положение ПР включена понижающая передача в редукторе, а регулятор включен на всережимное регулирование. В этом положении механизм регулятора изображен на

0 фиг.1. Контакты 39 переключателя 37 замкнуты, а контакты выключателей 35 и 36 разомкнуты. В то же время контакты выключателей 33 и 34 замкнуты, но контакты 38 разомкнуты. Ток в электромагниты не

5 поступает, и они не мешают свободному- перемещению всех деталей регулятора. Поворотный упор 12 зафиксирован фиксато- ром 13 в положении, позволяющем штоку 14 под действием пружины 8 перемещаться

0 в крайнее верхнее положение. С помощью наружного рычага 46 и связанного с ним внутреннего рычага управления 11 производится предварительное натяжение пружи- ны 8 и 9 в соответствии с заданным

5 скоростным режимом. Положение рычага 11 на упоре в винте 50 соответствует номинальному скоростному режиму.

По мере увеличения частоты вращения вала двигателя центробежная сила чувстви0 тельного элемента 1 возрастает, и когда она превышает силу предварительного натяжения корректирующей пружины 9, рычаг 3 поворачивается, сжимая пружину 9 и перемещая орган дозирования топлива в сторо5 ну уменьшения подачи топлива. При этом начинает формироваться корректорный участок (фиг.2, точка а) внешней скоростной характеристики регулятора.

При дальнейшем увеличении частоты вращения закраина стакана 18 упирается в

кольцо 19 наружного стакана 17, и корректор выключается (фиг.2, точка в).

При достижении номинальной частоты вращения пн поддействием возросшей центробежной Силы чувствительного элемента 1, передаваемой от рычага 3 через стакан 18 корректирующей пружины 8, кольцо 19, стакан 17, внутренний стакан 16 и нижний упор 7 на главную пружину 8, последняя начинает растягиваться (фиг.2, точка с). В результате формируется внешняя регуляторная ветвь В характеристики.

Если рычаг 11 не доходит до винта 50, то формируются частичные регуляторные характеристики С, D и т.д.

Для использования трактора на транспортной работе рычаг 43 устанавливают в положение ТР. При этом включается повышающая передача в редукторе, контакты 39 размыкаются, а контакты 38 замыкаются, и электрический ток через замкнутые контакты 33 и 34 поступает в электромагниты 22, 25 и в правую катушку возбуждения 31 электромагнита 29, Якорь 21 электромагнита 22 опускается на ход Х2 и поворачивает . рычаг 3 в положение, соответствующее подаче топлива, необходимого для работы двигателя на холостом ходу при минимальной частоте вращения. Шток 7 при этом занимает нижнее положение. Якорь 24 электромагнита 25 прижимает рычаг 11 к винту 50, в результате чего пружина 8 растягивается на максимальную величину,соответствующую формированию внешней регуляторной ветви. Однако подача топлива при этом не увеличивается, так как этому препятствует упор 20 якоря 21 электромагнита. Якорь электромагнита 28 смещается вправо и поворачивает упор 12, в результате чего нижний выступ упора устанавливается напротив штока 7. В таком положении упор 12 удерживается фиксатором 13. При этом положении якоря 28 контакты выключателей 33 и 34 размыкаются, а контакты выключателей 35 и 36 находятся в замкнутом .положении. Но так как контакты 38 переключателя 37 разомкнуты, поступление тока в обмотки всех трех электромагнитов прекращается и их якори под действием пружин 23, 26. 44 и 45 возвращаются в исходные положения. При этом якорь 28 электромагнита 29 на поворотный упор 12 не действует благодаря зазору в вильчатом штоке, контакты выключателей 33 и 34 остаются в разомкнутом положении, а контакты выключателей 35 и 36 - замкнутом. Регулятор переключен на двухрежимное регулирование.

Внешняя скоростная характеристика при двухрежимном регулировании формируется точно так же. как при всережимном

регулировании, и внешние характеристики при этом получаются одинаковые. Для перехода на частичные скоростные характеристики рычаг управления 46 надо повернуть 5 вправо. В результате упоры 6 и 7 вместе с растянутой пружиной 8 переместятся вниз как одно целое. В пределах хода вместе с упорами 6 и 7 и пружиной 8 перемещаются стаканы 16 и 17, а стакан 18, связанный с

0 рычагом 3, остается неподвижным благодаря действию пружины 9, но при этом предварительное сжатие пружины 9 уменьшается. В результате по мере возрастания частоты вращения формируется од5 на из частичных характеристик Е, F и т.д. в зависимости от положения рычага управления 46 и зависящей от этого величины зазора XL После того, как зазор Xi будет полностью выбран, дальнейший поворот

0 рычага 46 приведет к перемещению упоров 6 и 7, пружин 8 и 9, стаканов 16, 17 и 18, а также рычага 3 как одно целое, причем плечо 2 рычага 3 отходит от регулировочного винта 51. В этом случае с возрастанием ча5 стоты вращения формируется одна из частичных характеристик G, Н, J (фиг.2).

При достижении номинальной частоты вращения, как и при всережимном регулировании, корректирующая пружина 9 вы0 ключается, и начинает растягиваться пружина 8. В результате образуются регуляторные ветви Ев, FB, GB, Нв частичных скоростных характеристик.

Участки Е, F. G, H, J частичных характе5 ристик имеют отрицательный уклон, за счет чего обеспечивается устойчивая работа двигателя на всех частичных скоростных режи-. мах и улучшаются его тяговые свойства. При обратной перестановке .органа уп0 равления 43 в положении ПР для использования трактора на полевых работах включается понижающая передача в редукторе, контакты 39 размыкаются, а контакты 38 замыкаются. В результате электриче5 ский ток через замкнутые контакты выключателей 33 и 34 поступает в электромагниты 22 и 25 и в левую катушку возбуждения 30 электромагнита 29, В этом случае электромагниты 22 и 25 работают так же, как описа0 но выше, а якорь 28 электромагнита 29 перемещается влево и поворачивает упор . 12 так, что он не препятствует перемещению штока 7 под действием пружины 8. В этом положении упор 12 удерживается фик5 сатором 13. При этом положении якоря 28 контакты выключателей 35 и 36 размыкаются, а контакты выключателей 33 и 34 находятся в замкнутом положении. Но ток в обмотки всех электромагнитов перестает поступать, так как контакты 38 переключателя разомкнуты. Под действием пружин 23, 26, 44 и 45 якоря всех электромагнитов возвращаются в исходное положение, контакты выключателей 33 и 34 остаются замкнутыми, а контакты выключателей 35 и 36 - разомкнутыми.

Благодаря автоматизации процесса переключения со всережимного на двухре- жимное регулирование и наоборот, упрощается управление двигателем, а бла- годаря тому, что во время переключения двигатель переводится на работу при минимальной частоте вращения, исключается нерациональное повышение расхода топлива и сохраняется ресурс двигателя за счет уменьшения общего времени работы его при максимальной частоте вращения.

Формула изобретения 1. Регулятор частоты вращения двигате- ля внутреннего сгорания, содержащий чувствительный элемент, связанный через одно плечо двуплечего рычага с органом дозирования топлива, а через другое - с расположенным между верхним и нижним упорами главной пружиной и корректирующей пружиной, причем рычаг управления

снабжен поворотным упором с фиксатором, а нижний упор главной пружины - штоком, отличающийся тем, что, с целью упрощения управления регулятором путем автоматического переключения режимов регулирования, он дополнительно снабжен переставным ограничителем хода двуплечего рычага, выполненным в виде подпружиненного якоря электромагнита, установленного на корпусе регулятора, вторым электромагнитом с подпружиненным якорем, сообщенным с рычагом управления, третьим электромагнитом с подпружиненным якорем, кинематически связанным с поворотным упором рычага управления, электрическими выключателями, органом управления редуктора коробки передачи транспортного средства с переключателем, причем выключатели электрически связаны с электромагнитами и переключателем.

2, Регулятор поп.1,отличающий- с я тем, что электромагнит, связанный с поворотным упором, снабжен дополнительной обмоткой возбуждения, а якорь электромагнита соединен с выключателем с возможностью изменения направления электромагнитного поля.

Фиг. 2

Использование: автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания содержит чувствительный элемент, связанный через одно плечо двуплечего рычага с органом дозирования топлива, а через другое плечо - с расположенными между верхним и нижним упорами главной и корректирующей пружинами. Рычаг управления снабжен поворотным упором с фиксатором. Нижний упор снабжен штоком. Регулятор снабжен переставным ограничителем хода двуплечего рычага, выполненным в виде подпружиненного якоря электромагнита, установленного на корпусе регулятора. Второй электромагнит с подпружиненным якорем связан с рычагом управления. Поворотный упор кинематически связан с якорем третьего электромагнита, имеющего две независимые обмотки возбуждения. Все электромагниты связаны с электрическими выключателями и переключателем органа управления 3 транспортного средства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л