Двухимпульсный регулятор угловой скорости Советский патент 1976 года по МПК G05D13/00 

1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для регулирования угловой скорости дизельных двигателей внутреннего сгорания.

Известен механический двухимпульсный регулятор угловой скорости двигателей внутреннего сгорания, содержащий центробежный регулятор угловой скорости, топливный насос с рейкой, измеритель нагрузки, вынолненный в виде планетарного редуктора, остановленное звено которого связано через HITOK демпфера с узлом коррекции.

Иедостатками известного регулятора является относительно низкая динамическая точность вследствие запаздывания сигнала по нагрузке, вызываемого наличием значительных инерционных сил в механизме планетарного редуктора, а также низкая надежность вследствие появления выработки (лрофтов) в сочленениях рычажного механизма в процессе работы.

Цель изобретения - повышение точности регулирования.

Это достигается тем, что в предлагаемом регуляторе установлен гидравлический дифференцирующий блок, вход которого соединен через щток демпфера с остановленным звеном планетарного редуктора (измерителя крутящего момента), а выход через суммирующий

рычаг - с рейкой топливного насоса и центробежным регулятором угловой скорости.

На чертеже показана принципиальная схема двухимнульсного регулятора угловой скорости.

Двухимпульсный регулятор включает в себя серийный центробежный регулятор угловой скорости 1, измеритель крутящего момента (нагрузки) в виде планетарного редуктора 2, состоящего из ведущего звена, которым является солнечная шестерня 3, соединенная с источником энергии - двигателем 4, и ведомого - водила 5, соединенного с потребителем 6. Ири этом остановленным звеном 7 является эпициклическая шестерня, которая иосажена на подшипииках 8 и может от воздействия передаваемого крутящего момента поворачиваться. Остановленное звено 7 шарнирно соединено с штоком 9 гидравлического

демпфера и опирается на опору в виде восстанавливаемой пружины 10, величина затяжки которой регулируется гайкой 11. Звено 7 через шток 9 связана с подвижным фланцем 12 приемного сильфона 13. Закрытая полость приемного сильфона трубопроводом 14 сообщается с дифференцирующим устройством 15.

Дифференцирующее устройство состоит из дросселя 16 игольчатого типа и двух исполнительных сильфонов, связанных между собой

подвижным фланцем 17. Полвижный фланец

17 тягой 18 соединен с рычагом 19 в нижней части, а подвижный фланец 20 - в средней его части. Для удержания суммирующего рычага в заданном положении и уменьшения влияния механического гистерезиса материала стенок сильфонов применена пружина 21. Рабочая жидкость поступает в сильфон 22 непосредственно от приемного сильфоиа 13, а в сильфон 23 - через игольчатый дроссель 16.

Подвижные детали перемеш.аются в направляющей 24. Сигнал по нагрузке, пройдя через дифференцирующее устройство, посредством тяги 25 передается па суммирующий рычаг регулятора 26 и на рейку топливного насоса 27. Величина дросселирования регулируется с помощью запорпой иглы 28. Величину гидравлического демпфирования измерителя пагрузки можно изменять посредством дроссельного вннта 29.

Подпружиненный узел коррекции по нагрузке включает пружину 30, направляющие 31 и регулировочную гайку 32. Коррекция импульса по скорости осуществляется с помощью корректора 33, которым оснащены все серийные регуляторы.

В установившемся режиме момент, развиваемый двигателем, равен моменту сопротивления потребителя и реактивному моменту, опрокидывающему звено планетарного редуктора, под действием которого остановленное звено 7 поворачивается и удерживается в таком положении пружиной 10. При этом через шток 9 воздействие передается на подвижный фланец 12, вызывая изменение давления жидкости в приемном сильфоне 13. Избыток или спад давления через трубопровод 14 передается в дифференцирующее устройство 15, где сигнал преобразуется, и через тягу 25 и суммирующий рычаг 26 устанавливает и удерживает рейку топливного насоса 27 в положении, соответствующем цикловой подаче для заданного установившегося режима. Центробежный механизм регулятора угловой скорости, через систему рычагов и тяг также удерживает рейку топливного пасоса в требуемом положении.

При резком изменении нагрузки резко возрастает давление в сильфоне 13. Из-за наличия дросселя 16 давление в сильфопе 23 нарастает медленнее чем в сильфоне 22, в результате чего подвижный фланец 17 перемещается в сторону низшего давления, увлекая за собой нижнюю часть рычага 19 и верхнюю выходную его часть. Подвижный фланец 20 сильфона 22 движется влево, тем самым дополнительно перемещая выходную часть рычага 19. В результате этого выход гидравлического дифференцирующего устройства иснытует перемещение, вызвапное изменением входного воздействия, и перемещение, вызванное скоростью изменения входного воздействия. Сумма обоих перемещений через тягу 25 передается на суммирующий рычаг 26 и на рейку топливного насоса 27, тем самым форсируется действие второго импульса на

участке возрастания отклонения по нагрузке и тор.мозится на участке уменьшения отклонений. Таким образом происходит комненсация инерционного запаздывания механического измерителя нагрузки.

Вслед за сигналом по нагрузке па суммирующий рычаг 26 подается сигнал по скорости, который окончательно устанавливает рейку топливиого насоса 27 в положение, соответствующее цикловой подаче топлива для заданного режима.

Центробежный механизм регулятора угловой скорости, уравновешенный нружиной, через систему рычагов и тягу 34 удерживает

рейку насоса 27 в том же положении. Следовательно, компенсация инерционного запаздывания измерителя нагрузки позволяет повысить динамическую точность регулятора, т. е. сократить время переходного процесса и величину забросов (провалов) скорости на нереходных режимах.

Прн плавном (медленном) изменении нагрузки, остановленное звено медленно иоворачивается, постепенно изменяя давление в

приемном сильфоне 13, вследствие чего перепад давлений в сильфонах 23 и 22 практически отсутствует. Подвижные фланцы 17 и 20 перемещаются с одинаковой скоростью, а рычаг 19 движется без наклона, сохраняя параллельность своей оси, передает сигнал через тягу 25 на суммирующий рычаг 26 и рейку топливного насоса 27, плавно увеличивая или уменьшая подачу топлива в цилиндры двигателя.

В случае работы двигателя на корректорной ветви скоростной характеристики при увеличении нагрузки на двигатель свыше номинальной в работу включается скоростной корректор 33, который позволяет несколько увеличить подачу топлива и следовательно повысить крутящий момент. Однако в связи с тем, что суммирующий рычаг 26 в верхней части связан тягой 25 с механизмом регулирования по нагрузке, перемещение органа топливоподачи будет уменьшаться. Увеличить перемещение суммирующего рычага 26 и тем рейки топливного пасоса 27 позволяет корректорная пружина 30, которая работает только при моменте сопротивления, превышающем

номинальный момент двигателя. В результате этого остановленное звено 7 поворачивается дополнительно, преодолев усилие пружин 10 и 30 и тем самым обеспечив необходимое увеличение перемеп1,ения насоса 27.

Форм у л а и 3 о б р е т е н и я

Двухимпульсный регулятор угловой скорости, содержащий центробежный регулятор угловой скорости, топливный насос с рейкой, измеритель нагрузки, выполненный в виде планетарного редуктора, остановленное звено которого связано через шток демпфера с узлом коррекции, отличающийся тем, что, с

целью повышения точности регулирования, в ием установлен гидравлический диффереицирующий блок, вход которого соединен через шток демнфера с остановленным звеном планетарного редуктора, а выход через .мирующнй рычаг - с рейкой тонливного насоса центробежным регулятором угловой скорости.

10 32 30