РЕГУЛЯТОР ЧИСЛА ОБОРОТОВ ДВИГАТЕЛЯ Советский патент 1968 года по МПК F02D31/00 G05D13/62 

Известны регуляторы числа оборотов двигателя с задающим электродвигателем, содержащие дифференциал с водилом, одна из щестерен которого соединена с валом регулируемого двигателя.

Особенность предлагаемого регулятора числа оборотов вала двигателя заключается в том, что одна из щестерен дифференциала связана не с маховиком, а с регулируемым электродвигателем и вращается в сторону, противоположную вращен-ию первой щестерни. Между водилом и регулирующим органом двигателя включена фрикциолная муфта для их разобщения при достижении положения, соответствующего максимальной подаче топлива.

Принцип работы такото регулятора основан на сравнении оборотов вала регулируемого типового двигателя с оборотами электродвигателя. Наличие электродвигателя с плавно регулируемым числом оборотов дает возможность использовать дифференциальный регулятор в качестве самостоятельного регулятора числа оборотов вала теплового двигателя. Изменяя обороты электродвигателя, можно устанавливать требуемую вел,ичилу скорости вращения вала теплового двигателя и поддерживать ее значение независимо от изменений момента пагрузки на валу теплового двигателя.

Такое выполнение регулятора позволяет упростить конструкцию регулятора и повысить качество регулирования. Перестановочное усиление регулятора зависит от мощности электродвигателя.

На фиг. 1 изобрал :ена кинематическая схема астатического дифференциального регулятора числа оборотов; на фиг. 2 - кинематическая схема статического дифференциального регулятора числа оборотов с устройством для изменения степени неравномерности. Регулятор содержит дифференциал, щестерня / которого связана с коленчатым валом двигателя, а вторая шестерня 2 - с валом

задающего электродвигателя 3. Винт 4 с гайкой 5 соединен через фрикционную муфту 6 с водилом 7 дифференциала. Рычаг 8 связывает гайку 5 с рейкой 9 топливного насоса. Подвижный упо,р 10 ограничивает перемещеН:Ие рейки тонливного насоса в сторону увеличения подачи топлива. Шестерни 1 i2 имеют противоположное вращение, в связи с чем обороты водила 7 определяются зависимостью: 007

где coi и соа - угловые

252

скорости вращения щесгерен / и 2. Регулятор работает следующим образом. Для пуска двигателя подается напряжение на электродвигатель 3, вал которого вместе с 30 шестерней 2 начинает вращаться (условно примем направление вращения по часовой стрелке). Пока коленчатый вал двигателя неподвижен И шестерня 1 не вращается. Вместе с водилом начинает вращаться винт 4, который Пр:И этом перемещает гайку 5 и рейку 9 топливного насоса вправо. Когда рычаг 8 дойдет до упора 10, рейка топливного насоса станет в положение максимальной подачи топлива, а гайка 5 застопорит винт 4. Двигатель запускается. Обороты коленчатого вала я связанной с ним п естерни / растут. Когда обороты шестерни / превысят обороты шестерни 2, водило 7 и винт 4 изменят направление вращения, и гайка 5 начнет перемещаться влево. В этом же направлении будет перемещаться и рейка 9 топливного «асоса, уменьшая подачу топлива и тем самым снижая скорость вращения коленчатого вала. Когда обороты шестерен 1 и 2 выравняются, водило 7 остановится и прекратит перемещение рейки топливного насоса. Увеличение момента нагрузки на валу двигателя вызывает уменьщение скорости вращения коленчатого вала. При этом нарушается равенство оборотов шестерен 1 и 2, вод;1ло 7 начинает вращаться в ту же сторону, что .и шестерня 2, винт 4 перемсидает гайку 5 и рейку 9 топливного, насоса вправо, увеличивая подачу топлива. Вследствие этого скорость вращения зала двигателя увеличивается и восстанавливается равенство оборотов шестерен / и 2. При уменьшени.и момента нагрузки на валу двигателя скорость вращения коленчатого вала двигателя увеличивается и все элементы регулятора перемещаются в направлении, обратном описанному. Подача топлива уменьшается, обороты иадают и равенство Оборотов шестерен 1 и 2 восстанавливается. Для остановки двигателя следует остановить электродвигатель 3. Водило 7 начнет вращаться со скоростью со- ---, т. е. в ту же сторону, что и шестерня /. Рейка 9 топливного насоса переместится влево и выключит подачу топлива. В статическом регуляторе имеется жесткая обратная связь с устройством для изменения степени неравномерности. Обратная связь позволяет повысить устойчивость систе.мы регулирования и улучшить параметры переходного процесса. Механизм жесткой обратной связи состоит из рычага //, подвижной опоры 12 и потенциометра в цепи питания электродвиjгателя 3. Рычаг // посредством рычага 5 кинематически связывает рейку 9 топливного насоса с подвижным контактом 13 потенциометра 14. При перемещении контакта сопротивление в цепи электродвигателя 3 и скорость его врашення изменяются. Следовательно, при перемещениях рейки 9 топливного насоса в пределах номинального хода соответственно будут изменяться обороты электродвигателя 5 и регулируемого двигателя. Каждому положению рейки 9 топливного насоса будет соответствовать определенное число оборотов коленчатого вала двигателя, так как при различных установившихся значениях момента нагрузки скорОСть вращения коленчатого вала двигателя будет различной. Так при увеличении момента нагрузки на валу двигателя рейка 9 и контакт 13 переместятся вправо, что увеличит сопротивление в цепи электродвигателя 3 и уменьшит скорость его вращения, а это, в свою очередь, вызовет уменьшение скорости вращения коленчатого вала двигателя. При уменьшении момента нагрузки на валу двигателя механизм обратной связи повышает обороты двигателя по сравнению с установившимися ранее. Статизм, создаваемый обратной связью, зависит от соотношения перемещения контакта потенцпо.метра J4 и номинального хода рейки 9 ТО.ПЛТ1ВНОГО насоса. С возрастанием этой величины растет статизм регулирования. Величину статизма можно варьировать с помощью подвижной опоры 12. Перемещение опоры вверх вызывает увеличение статизма, вниз - уменьшение. Предмет изобретения Регулятор числа оборотов двигателя с задающим электродвигателем, содержащий дифференциала с водилом, одна из щестерен кото)ого соединена с вало.м регулируемого двигатеоТЯ, отличающийс.ч тем, что, с целью повышения качества регулирования и упрощения конструкции, вторая шестерня дифференциала соединена с задаюшим электродвигателем для обеспечения вращения ее в сторону, противоиоложную враилению первой шестерни, а между водилом и регулирующим органом двигателя включена фрикционная муфта для разобщения водила и регулирующего органа при достижении положения, соответствующего максимальной подаче топлива.