Устройство для управления двигателем внутреннего сгорания Советский патент 1981 года по МПК F02D1/10 

Изобретение относится к обла.сти мгоанностроения, в частности двигателестроения, а именно к устрвйствам для управления двигателем внутреннег сгорания. Известны устройства для управления двигателем внутреннего сгораний, содержащие регулятор частоты вращения непрямого действия, у которого задатчик связан с органом управления топливоподачей через управляющий эолотнйк., установленный в магистрали подачи жидкости в силовой сервомотор органа управлений, и через кинематическую обратную связь и выключатель подачи топлива при низком давлении масла в системе смазки двигателяг снабженный механизмом его блокировгки на время запуска двигателя (Ц. В известных устройствах веяичийа снижения частоты вращения при их сра батывании определяется характеристикой нагрузки, т.е. зависимость йомента сопротивления нагрузки от скорости вращения вала двигателя. Снижение скорости вращения вала в GBOsy очередь(вызовет дополнительное cHk жение давления масла, а зто приводит к дальнейшему уменьшению подачи чоп- лива и т.д. Для обеспечения устойчи вой работы устройства их характеристики должны быть согласованы с характером . нагрузки . Целью.изобретения является повышение долговечности двигателя путем согласования с оростного режима эксплуатации под нагрузкой с максимгшьным давлением масла в системе смазки. Для достижения поставленной цели регулятор дрполнительно снабжен датчиком да1вления в системе смазки и связанным с ним дополнительным золотником, причем последний установлен в магистрали подачи жидкости в силовой сервомотор органа управления, подсоединен при помощи дополнительной обратной связи к силовому сервомотору и ггадклю 1ен к Механизму блокировки вык.шочателя подачи топлива непосрёдстденно ИЛИ через датчик давления. Регулятор устройства дополнитель-. йо сН-абжен сигнализатором работы дополнителЁного датчика давления. Дополнительная обратная связь выполнена в виде системы рычагов с регулируемым передаточным отношением. На фиг. 1 представлена схема устройства для управления двигателем вйутреинего сгорания ,, на фиг. 2 - вариант золотника механизма блокировки с электрическим приводом.

Устройство содержит регулятор частоты вращения непрямого действия (на фиг. 1 не показан), у которого задатчик 1 связан с органом управления топливоподачей (на фиг. 1 не показан) через управляющий золотник 2, установленный в магистрали подачи жидкоети в силовой сервомотор 3 органа управлений. Задатчик 1 также связан с органом управления через кинематическую обратную связь 4 и выключатель 5 подачи топлива при нйзкок давлении масла в системе смазки двигателя, снабженный механизмом 6 его блокировки на время запуска двигателя.

Регулятор дополнительно снабжен датчиком 7 давления мембранного типа в системе смазки и связанным с ним дополнительным золотником 8, причем последний,установлен в магистрали по.дачи жидкости в силовой сервомотор 3 органа управления, подсоединен при помощи дополнительной обратной связи к силовому сервомотору 3 и подключен к механизму С блокировки выключателя подачи топлива непосредственно или .через датчик 7 давления.

Регулятор устройства дополнительно снабжен сигнализатором 9 работы дополнительного датчика 7 давления.

Дополнительная обратная связь выполнена в виде системы рычагов 10 и 11 с регулируемым передаточным отношением.

Дополнительный золотник 8 соединен с рычагами 10 и 11 рычагом 12 и звеном 13, снабженным пружиной 14. Рычаг 10 снабжен скобой 15 с винтом 16 для регулировки натяжения пружины 14 ползуном 17 с фиксируемым винтом 18 а также упором 19. Под рычагом 1 расположен регулировочный винт 20. Рычаг 11 снабжен кулачком для регулирования передаточного отношения. Под рычагом 12 расположен регулировочный упор 21. Механизм 6 блокировки снабжен пружинами 22 и 23. Золотник 24 соединен с мембраной 25 управления механизмом блокировки 6. На сливной магистрали золйтника 24 установлен гидравлический дроссель 26. Устройство снабжено передачей,27 для включения стоп-устройства (на рис. не показан) при крайнем верхнем положении силового серврмотара 3.

Золотник 24 может быть снабжен эле1стромагнитом 28 (фиг. 2).

Устройство для управления двигателем работает следующим образом.

При превышении давления в датчике 7 (давление в системе смазки) затяжК пружины 14 дополнительный золотник 8 опускается и сообщает полость управляющего золотника-2 с полостью силового сервомотора 3. В этом случае управляющий сигнал задатчика 1 сравнивается с положением по1ииня силового сервомотора 3 и, перемещая управляющий золотник 2 вниз, осуществляет подачу рабочей жидкости в управляющую полость силового сервомотора 3 }1ли ее слив до тех пор, пока поршень силового сервомотора не займет положения, соответствующего величине управляющего сигнала задатчика 1, обеспечивая нужный скоростной режим. При этом управляющий золотник 2 перекрывает подачу рабочей жидкости к управляющей полости силового сервомотора 3

Когда давление в системе смазки двигателя снижается, пружина 14, преодолевая давление в датчике 7 (из системы смазки), поднимает дополнительный золотник 8 до тех пор, пока последний не сообщит управляющую полость силового сервомотора со сливной магистралью, одновременно перекрывая доступ масла от управляющего золотника 2. Поршень силового сервомотора 3 при этом под давлением рабочей жидкости будет перемещаться вверх уменыцая скоростной режим двигателя. При этом опускается кулачок рычага 11 и рычаг 10, уменьшая затяжку пружины 14, и опускается дополнительный золотник 8. Перемещение поршня силового сервомотора 3 будет продолжаться до тех пор, пока давление .в датчике 7 и затяжка пружины 14 не уравновесятся ,и дополнительный золотник 8 не займет положения, при котором будет перекрыт доступ рабочей жидкости к управляющей полости силового сервомотора 3.

Действие управляющего сигнала задатчика в сторону увеличения скоростного режима в этом случае невозможно, однако уменьшение скоростного режима будет производиться, так как при уменьшении управляющего сигнала задатчика 1 управляющий золотник 2 будет подниматься, сообщая канал к дополнительному золотнику 8 со сливом. Таким образом обе полости дополнительного золотника 8 будут находиться под атмосферным давлением. Вследствие перетечек рабочей жидкости в зазорах по ялень силового сервомотора 3 перемещается вверх, в сторону уменьшения скоростного режима. При этом уменьшается затяжка пружины 14, дополнительный золотник В под действием датчика 7 опускается вниз, сообщая управляющую полость силового Сервомотора 3 с полостью управляющего золотника 2, что позволяет осуществлять нормальное управление скоростным режимом в диапазоне, ограниченном сверху режимом, на котором давление масла превышает предельное на этом режиме.

Соответствующим профилированием кулачка рычага 11 можно обеспечить требуемую программу ограничения скоростных режимов двйт-ателя по давлению масла в системе смазкя. Ползун 17 позволяет изменять передаточное отно шение дополнительной обратной связи как для компенсации производственных допусков на изготовление пружины 14, так и для изменения в определенных пределах общего наклона характеристи ки ограничения скоростных режимов. Винт 16 позволяет смещать характеристику ограничения как целое. Регулируемый упор 21 ограничивает перемещение рычага 12 и, следовательно, до полнительного золотника 8 вниз. Уста новка сигнализатора 9 позволяет;осуществить предупредительную сигнализацию о начале срабатывания устройст ва. Настройка срабатывания сигнализатора 9 осуществляется регулировоч.ным упором 2i. Устройство может работать совмест но с обычной защитой по давлению мас ла с фиксированной уставкой, при этом снижение давления масла ниже предела Обусловленного этой защитой, будет вызывать остановку двигателя. Указанное сочетание работы устрой ства с защитой фиксированной уставкой позволяет защитить двигатель как от постепенного снижения давления, так и от аварийного исчезновения давления масла в системе смазки. Для этой цели при крайнем верхнем положении поршня силового сервомотора 3 с помощью передачи 27 включается .стопустройство любого, известного типа, а рычаг 10 должен при снижении давления масла в системе смазки до нижнего допустимого предела сесть на регулировочный винт 20. t Есл будет происходить дальнейшее снижение давления масла, Еилчаг 10 не будет перемещаться при перемещении поршня силового сервомотора 3. Между упором 19 и кулачком рычага 1.1 образуется зазор. Дополнительная обратная связь устройства будет разорвана, и поршень силового сервомотора 3 перемещается в крайнее верхнее положение, что вызывает срабатывание стоп-устройства и остановку двигателя. В этом случае необходимо при пуске отключать механизм 6 блокировки. Золотником 24 при воздушном пуске удобнее управлять давлением воздуха пос ле главного пускового клапана,открытого

в течение всего в ремени пуска. При этом воздух подводится к мембране 25 золотника 24. При стартерном пуске двигателя удобнее управление золотн«к.ом 2;4 55 с помощью электромагнита 28 ), включенным в цепь управления стартера. При пуске золотник 24 давлением воздуха или под действием электромагнита перемещается вверх, вследствие чего осуществляется подвод ра1бочёй жидкости к механизму б блокировки. При этом выключатель 5, воздействуя на рычаг 12, перемещает дополнительг ный золотник В в нижнее положение. 5

на время запуска двигателя, о т л ич а ю°щ .ее с я тем, что, с целью повышения долговечности двигателя путем Согласования скоростного режима эксплуатации под нагрузкой с максимальным д;авлением марла в системе сМазки, регулятор снабжен датчиком давления в системе смазки и связанн А4 с ним дополнительным золотником, причем последний установлен в магистрали .подачи жидкости в силовой сервомотор органа управления, подсоединен при помощи дополнительной обратнс й связи к силовому сервомотору и После того как перемещение рычага 12 будет ограничено регулировочным винтом 20, выключатель 5 останавливается, пружина 22 сжимается. После окончания пуска полость мем&раны 25 освобождается от давления (в случае электрического управления - обесточивается электромагнит), золотник 24 пружиной возвргицается в нижнее положение и рабочая полость механизма б блокировки сообщается со сливом. Рабочая жидкость будет вытесняться через дроссель 26, что обеспечивает выдержку времени между моментом окончания пуска и моментом включения защиты, необходимую для установления нормального давления в системе. Тот же эффект бло,кировки при п/ске может быть достигнут подачей рабочей жидкости в датчик 7. В датчик 7 может быть также подано при пуске давление от маслопрокачивающего насоса с тем же результатом. В случаях, когда допустимо прямолинейное ограничение скоростных режимов, можно отказаться от кулачка рычага 11, совместив оси вращения рычагов 10 и 11, обеспечив при этом контакт упора 19 с продолжением рычага. . Таким образом, скоростной режим работы двигателя под нагрузкой зависит от максимального давления масла в системе смазки, что позволяет обес-. печить надежную защиту двигателя на каждом скоростном режиме в случае падения давления масла ниже заданного для этого режима, значения. Формула изобретения 1. Устройство для управления двигателем внутреннего сгорания, содер-. жащее регулятор частоты вращения непрямого действия, у которого задатчик связан с органом управления топливоподачей через управляющий золотник , установленный в магистрали поачи й идкости в силовой сервомотор органа управления, и через кинематиескую обратную связь я выключатель одачи топлива при низком давлении асла в системе смазки двигателя, набженный механизмом его блокировки

подключен к механизму блокировки выключателя подачи топлива непосредственно или через датчик давления.

2.Устройство по п. .1, отличающееся тем, что регулятор снабжен сигнализатором работы дополнительного датчика давления.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о тличающееся тем, что дополнительная обратная связь выполнена в виде системы рычагов с регулируемым передаточным отношением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 191273, кл. 46 с , 15/02, 1964.