РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГОСГОРАНИЯ Советский патент 1971 года по МПК F02D39/00 

Изобретение касается регуляторов для двигателей внутреннего сгорания, преимущественно судовых дизелей.

Известны регуляторы оборотов для двигателя внутреннего сгорания, содержащие соединенные последовательно датчик оборотов, суммирующий элемент, усилитель и исполнительный механизм, к выходу которого подключен потенциометр обратной связи для подачи импульсов на суммирующий элемент. Однако при использовании этих регуляторов на судовых дизелях возникает опасность попадания дизеля в зону критических оборотов. Кроме того, электрическая схема регулятора чувствительна к изменению напряжения судовой сети.

Целью изобретения является предотвращение работы двигателя в зоне критических оборотов.

Для этого в регулятор включено устройство для прохождения зоны критических оборотов дизеля, а усилитель питается от стабилизированных источников постоянного тока.

На фиг. 1 приведена блок-схема нредложенного регулятора; на фиг. 2 - то же, принципиальная схема оптимального регулятора (следящая система) с блоком для прохождения зоны критических оборотов двигателя (логическая схема, выполненная на реле); на фиг. 3 показана статическая характеристика

оптимального регулятора с прохождением зоны критических оборотов (нагрузка на двигатель осуществляется гидротормозом); на фиг. 4 - статическая характеристика блока для прохождения зоны критических оборотов. Регулятор содержит датчик 1 числа оборотов, суммирующий элемент 2, усилитель 3, исполнительный механизм 4, двигатель 5 внутреннего сгорания, потенциометр 6 обратной

связи, блок 7 для прохол дения зоны критических оборотов. Датчик оборотов вынолнен в виде тахогенератора постоянного тока. Напряжение с тахогенератора сглаживается Гобразным фильтром Сь Сг, Ri- Суммирующий элемент 2 выполнен на нотенциометрах 2 и Кз Усилитель 3 нредставляет собой двухкаскадный транзисторно-тиристорный усилитель напряжения. Нервый каскад - балансный усилитель постоянного тока (транзисторы TI и Го). Второй каскад - реверсивный тиристорный усилитель с выходом на переменном токе (тиристоры Гз и Tg). В цепь управляющих электродов тиристоров включены транзисторы Гз и Ti, работающие в режиме

усилителей постоянного тока. В качестве исполнительного механизма 4 использован двухфазный асинхронный двигатель с редукторной передачей, преобразующей вращательное движение в поступательное. Палец редуктовоздействует на рейку топливных насосов двигателя 5. Перемещение выходного пальца редуктора преобразуется в напрял ение постоянного тока с помощью потенциометра обратной связи Ri. Замкнутая система, состоящая из суммирующего элемента 2, усилителя 3, исполнительного механизма 4 и потенциометра 6 обратной связи, представляет собой следящую систему, которая преобразует напряжение тахогенератора в положение рейки топливных насосов дизеля. Блок 7 для прохождения зоны критических оборотов представляет собой логическую схему, выполненную на реле. Для обеспечения инвариантности схемы к изменению напряжения судовой сети, питание усилителя 3 и потенциометра 6 осуществляется от стабилизированных источников питания постоянного тока. Регулятор действует следующим образом. На элементе 2 суммируются напряжение тахогенератора, пропорциональное числу оборотов дизеля, и напряжение отрицательной обратной связи, пропорциональное ходу рейки топливных насосов. Сигнал рассогласования, усиленный по напряжению и мощности усилителем 3, подается на двигатель исполнительного механизма 4, который через редуктор воздействует на рейку топливных насосов двигателя 5. В статическом режиме определенным оборотам двигателя соответствует строго определенное положение выходного пальца редуктора. По мере изменения оборотов двигателя следящая система «следит за их изменением, перемещая выходной палец и рейку топливных насосов. Пусть исходным режимом работы дизеля является точка А (см. фиг. 3), расположенная в месте пересечения регуляторной характеристики дизеля и нагрузочной характеристики гидротормоза. При увеличении нагрузки, т. е. при переходе с нагрузочной характеристики R на Rz, двигатель работает по характеристике оптимального регулятора (АВ). При отсутствии блока для прохождения зоны критических оборотов новый установивщийся режим характеризовался бы точкой В, которая находится в зоне критических оборотов (L/Miffl - Умако). Блок 7 обеспечивает перемещение рейки топливных насосов при уменьщ,ении напряжения тахогенератора до Ьмакс на величину, необходимую для прохождения зоны. Дизель по характеристике А-I--П-III-С переходит в новый установивщийся режим работы (точка С). При увеличении напряжения (7т.г. в результате снятия нагрузки и увеличения оборотов дизеля на нижней границе зоны критических оборотов t/T.r. t/MnH (точка III, фиг. 3) на вход следящей системы, кроме t/т.г., подается дополнительное напряжение Одоп (суммарное напряжение т.г.) Двигатель по характеристике С-III-I--А переходит в новый установившийся режим. Чувствительными элементами, настроенными на /мин и f Maiic, являются поляризованные реле PIli и РЯг. При оборотах выше критических (точка Л на фиг. 3) реле РП- и ЯЯо находятся нод током, н. о. контакты обоих этих реле замкнуты, а следовательно, реле Pfli и PfJz тоже находятся нод током, н. о., контакты реле РП и Pnz замкнуты, и реле «ИЛИ срабатывает, нормально разомкнутый контакт реле «ИЛИ замыкается, и на вход следящей системы подается напряжение (С/т.г.)В процесс снижения оборотов двигателя напряжение .г. уменьшается до величины 6т.г. С/макс (точка 1 на фиг. 3, 4), отпускает чувствительное реле РЛ, обесточивается, реле Pnz, размыкается контакт реле РП, реле «ИЛИ обесточивается, н. з. контактом реле «ИЛИ закорачивается цепь подключения напряжения /7доп и на вход следящей системы подается т.г.. При дальнейшем снижении оборотов двигателя напряжение в точке (Умин (точка III на фиг. 3 и 4) отпускает реле P/7i и реле Pni обесточивается. Н. з. контакты реле РЯ, и РП2 замыкают цепь питания реле П, и оно становится на самоблокировку. Реле «ИЛИ остается обесточенным. Па вход следящей системы подается напряжение UT.T.. При обратном ходе, т. е. в процессе повыщения оборотов двигателя и напряжения L/T.r. в точке LMHH (точка III на фиг. 3 и 4), срабатывают реле РП и РП. Н.з. контакт реле Pni размыкается, и реле П остается на самоблокировке. Замкнутые контакты реле III и Plli подключают цепь питания к реле «ИЛИ, нормально размокнутый контакт которого замыкается, и на вход следящей системы подается напряжение (т.г.+ доп)При дальнейшем увеличении напряжения в точке (точка 1 на фиг. 3 и 4) срабатывает реле PfJz и Pnz- Н. 3. контакт реле РП2 размыкается и реле П-i отпускает. Реле «ИЛИ остается под током, так как нормально разомкнутый контакт реле ЯЯа замыкается. На вход следящей системы по-прежнему подается напряжение (/т.г.). Предмет изобретения 1. Регулятор оборотов для двигателя внутреннего сгорания, например судового дизеля, содержащий соединенные последовательно датчик оборотов, суммирующий элемент, усилитель и исполнительный механизм, к выходу которого подключен потенциометр обратной связи для подачи импульсов на суммирующий элемент, отличающийся тем, что, с целью предотвращения работы двигателя в зоне критических оборотов, в регуляторе для выработки дополнительного напряжения при достижении двигателем зоны критических оборотов предусмотрен блок реле, вход которого подключен к датчику, а выход - к суммиру2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности процесса регулирования, усилитель подключен к

стабилизированному источнику постоянного тока.

IV

./7

III

Минманс

/Р,

мин манс

fuz.J

fl

Ur

тг

Фиг. 4