Всережимный регулятор частоты вращения для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1982 года по МПК F02D1/10 

(54) ВСЕРЕЖИМНЫЙ РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания. Известны всережимные регуляторы частоты вращения для двигателя внутреннего сгорания, например, автомобильного дизеля, содержащие по меньшей мере две пары грузов - тягкелых и легких, связанные каждая со своей подпружиненной муфтой, снабженной промежуточными рычагами, соединенными через суммирующий рычаг с органом дозирования подачи топлива и орган управления двигателем l . В известных регуляторах отсутствуют устройства, корректирующие максимальную подачу топлива, вследствие чего не обеспечивается достаточный диапазон регулирования, а двигатели с такими регуляторами имеют значительш- 1Й уровень вредных выбросов в атмосферу. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования. Поставленная цель достигается тем, что регулятор снабжен аи ))ференииальным рычагом, связанным с органом дозирования подачи топлива, суммирующим рычагом и органом управления двигателем, а промежуточные рычаги подвешены на общей оси качания. Дифференциальный рычаг снабжен центральным и по меньшей мере двумя дополнительными упорами, причем дополнительные упоры выполнены в виде пальца, установленного в резьбовой втулке дифференциального рычага и снабженного выступом, эксцентрично смещенным относительно оси пальца, и расположены по обе стороны от центрального. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2 - характеристика максимальной подачи топлива и частичные характеристики; на фиг. 3 первый вариант коррекции характеристики максимальной подачи топлива; на фиг. 4 - второй вариант коррекции максимальной подачи топлива. Регулятор снабжен валом 1, связанным с коленчатым валом двит-ателя, на 90 котором установлена крестовина 2 с шарнирно установленными парами тяжелых 3 и легких 4 грузов. Максимальное перемещение тяжелых 3 грузов ограничено наружным упором 5, а минимальный радиус вращения легких 4 грузов обеспечивается внутренним упором 6 Грузы связаны своими лапками с упорными подшипниками 7 и 8, установленными на муфты 9 и 10. Муфта 9 соединена с промежуточным рычагом 11 удерживаемым через подвижную опору 12 пружиной 13, заключенной в гильзу 14, Муфта 1О соединена с промежуточным рычагом 15, удерживаемым через упор 16 блоком пружин, состоящим из пружины 17, заключенной в гильзу 18 вместе Q упором 10, пружины 19, заключенной в гильзу 20 вместе с гильзой 18, пружины 21 максимального скоростного режима, заключенной в гильзу 14 и удерживаемой через гильзу 20 винтом 22 в сжатом состоянии, которое фиксируется с помощью гайки 23. Промежуточные рычаги 11 и 15 общей осью качания 24 соединены с корпусом регулятора, а также между собой с помощью суммирующего рычага 25, сочлененного с дифференциальным рычагом 26. Нижняя часть рычага 26 через упругое звено 27 связана с органом 28 управления двигателем, перемещение которого в сторону увеличения подачи ограничено упором 29, а верхняя часть с помощью тяги 30 соединена органом 31 дозирования подачи топлива топливного насоса высокого давления. Дифференциальный рычаг 26 снабжен центральным упором в виде винта 32 с контргайкой 33 и по меньщей мере двумя дополнительными упорами, выполненными в виде пальца 34 и 35 с эксцентрично расположенными относительно оси пальца выступом 36 и 37, втулки 38 и 39 и контргаек пальца 40 и 44 и резьбовой втулки 42 и 43. Возможно применение третьегд1 упора той же конструкции состоящего из пальца 44 с эксцентрично расположенным выступом 45, втулки 46 и контргаек пальца 47 и втулки 48. Отверстия 49 и 50 предназначены для грубой настройки величины корректирования максимальной подачи топлива. Суммирующий рычаг 25 подсоединен к рычагу 15 в точке d , к рычагу 11 в точке t) . На фиг. 2 а, в, с, (3 , е, , к - точки характеристики 51 при соответствую 34 щих положениях органа дозирования топлива Vi , liQ, -Vtij, , и частотах вращения П - О. 1 1 V Сл, d), eni . - точки первой коррекции характеристики 51 на фиг. 4. Qj .j,, 4 b 34 ife €-4- 6. % . Ь 5 life -точки второй горой коррекции характеристики 51, Регулятор работает следующим обра- ЗОМ, При работе регулятора при минимальном положении органа 28 управления (например характеристика 52, фиг, 2) увеличение частоты вращения от п до nq приводит к тому, что тяжелые грузы 3 через муфту 9, преодолевая натяжейне пружины 13, перемещают рычаги 11 и 25 - вокруг неподвижной точки d (рычаг 15 остается неподвижным, так как . легкие грузы 4 не могут преодолеть натяж&ние пружин 17, 19, 21), 26 вместе с тягой 30 и органом дозирования 31 rtoдачи топлива 31 в сторону уменьшения подачи топлива по частичной характеристи- ке 7. При смещении рычага 28 управления в сторону увеличенияподачи топлива (например характеристика 53, фиг. 2) тяжелые грузы 3 перемещают орган дозирования подачи топлива лишь до частоты вращения П4 . касаясь при этом упора 5. При дальнейшем увеличении частоты вращения от л Д° П с легкие грузы 4 через муфту 1О, преодолевая натяжение пружин 17 и 19, перемещают рычаги 15 и 25 вокруг неподвижной точки b (рычаг 11 остается неподвижным, так как тяжелые грузы касаются упора 5), 26 й сторону уменьйсения подачи топлива по регуляторной характеристике 53, При смещеНИИ органа 28 управления в положение, соответствующее характеристике 54 (фиг. 2), участок характеристики от п,, до п 4 также определяется деформацией пружины 13 и смешением тяжелых грузов (легкие грузы неподвижны), участок от , но - деформацией пружин 17 и 19, а участок сшлше п- - только деформацией пружины 19, так как пружина 17 выключается из работы. При смещении органа 28 управления в положение, соответствующее характеристике 55 (фиг. 2), участок характеристики от п до Пд определяется деформацией пружины 13 и смещением тяжелых грузов 3 (легкие грузы неподвижны), увеличение частоты , вращения от П доп- приводит к тому, что тяжелые грузы 3 выключаются из работы и перемещения органа 31 дозирования подачи топлива осуществляется легкими грузами за счет деформации пружин 17 и 19. При увеличении часто ты вращения свыше п-, пружина 17 выключается из работы и участок характе ристики от n-j до п.-определяется дефор мацией только пружины 19, а увеличение частоты вращения свыше п,, приводит к тому, что легкие грузы преодолевают предварительное натяжение цружины 21, и последний участок характерис тики 55 (фиг. 2) от п 0ДОПх1х1 опредедяется деформацией пружин ,19 и 21, обеспечивая тем самым надежное ограничение максимального скоростного режима двигателя. Изменение настройки пружины 21, т.е. изменение номинального режима двигателя производится винтом 22, фиксирующимся гайкой 23. Орган управления позволяет получить характеристики 56 и 57. При работе регулятора на внешней характеристике 51 (характеристика максимальной подачи топлива, фиг. 2), при положении органа 28 управления на упоре 29 и включения в работу упругого звена 27, на участке ЯЪ увеличение частоты вращения от n/i до По, приведет к тому, что муфта 9, рычаги 11 и 25 Переместятся под действием тяжелых грузов, а дифференциальный рычаг 26 под действием упругого звена 27, обеспечивающего контакт эксцентричнр смещенного выступа 39 на пальце 36 с верхним плечом промежуточного рычага 11, сместит через тягу ЗО орган 31 дозирования подачи топлива в сторону увеличения подачи топлива. В точке Ъ в контакт с плечом неподвижного рычага 15 легких грузов вступает эксцентрично смещенный выступ 38 на пальце 35.и при дальнейшем увеличении частоты вращения от т до п перемещения дифференциального рычага происходит (если не учитывать искажающего дейстрия относительного поворота рычага вокруг упора). В точке с начинают рабо тать легкие грузы и при увеличении час тоты вращения от п/ доп перемещение рычага 15 под действием легких грузов сопровождается перемещением дифферен- циального рычага 26 в сторону увеличения подачи под действием упругого звена 27 (участок cd , фиг. 2). В точке d в контакт с рычагом 15 входит винт 32 и увеличение частоты вращения от f до пд не вызывает пере мещения дифференциального рычага 26 (если не учитывать искажающее действие его относительного поворота, кото36рое сводится до минимума размещением точки сочленения тяги с рычагом 26 в месте расположения винта 32, участок 3е ). В точке е с нижним плечом рычага 15 соприкасается выступ 37 на пальце 34 и поворот рычага 15 под действием легких грузов приводит к смещению дифференциального рычага 26 вместе с тягой 30 и органом 31 дозирования подачи топлива в сторону уменьшения. подачи топлива (участок е , фиг. 2). В точке , вследствие выхода из работы упругого звена 27 и начала совместной работы пружин 19 и 21, происходит отрыв рычага 26 от рычага 15 и начинает- , ся ограничительная ветвь f 1с максимального скоростного режима. Здесь имеет место незначительное рассогласование в работе упругого звена 27 и пружины 21. Включение в работу пружины 21 зависит только от частоты вращения, а выключение упругого звена 27 определяется перемещением нижнего плеча дифференциального рычага 26, определяемого в,свою очередь, как перемещением верхнего плеча дифференциального рычага, зависящим кроме числа оборотов еще и от положения упоров. Поэтому после каждой регулировки упоров необходимо винтом 29 приводить в соответствие момент выключения из работы упругого звена 27, моменту срабатывания пружины 21, определяемому частотой вращения. Конструкцией предлагаемого регулятора предусмотрена возможность активного воздействия На протекание характеристики максимальной подачи топлива путем различных регулировок -упоров. Например, изменение положения выступа 45 приводит к изменению крутизны характеристики qb - она трансформируется в аЬ , (фиг. 3), а выступ 37 раньше коснется неподвижного рычага 15 (участок на фиг. 3), причем положение точки О не изменится, если рычаг 11 перврначально находится в вертикальном положении. При изменении положения втулки 46 относительно рычага 26 получаем вместо аЪ фиг. 3. Изменение положения выступов 36 и 37 приводит, во-первых, к изменению крутизны участков обратного и прямого корректирования, во-вторых, выступ 38 вступает в контакт с рычагом 15 при более низких частотах вращения, раньше передает свои функции винту 32, так как угол замыкания уменьшается. Выступ 36 наоборот, позже вступает в контакт с рычагом 15. Крутизна участков обратного и прямого корректирования 79 определяется скоростью перемещения упоров, а вместе с тем и дифференциального рычага. Для упора с выступом 27, осуществляющего обратное корректирование скорости перемещения увеличивается, а значит увеличивается и крутизна. Для упора с выступом 36 она наоборот умень шается - уменьшается Тя крутизна (получаем характеристику а jC-j, olj S . фиг. 3). Изменение положения винта 32 влияет на протяженность участков обратного и прямого корректирования, а следовательно, на величину подачи топлива при максимальном крутящем моменте (получаем . , фиг, 4)) Изменяя положение винта 32, можно совсем вьтести из работы выступы 36 и 37 (получаем аЬл. ™ ™ исключить корректирование характеристики мак симальной подачи топлива вообще (получаем 5 Изменение положения втулок 38 и 39 относительно рычага 26, не изменяя крутизны участков прямого и обратного корректирования, |влияет на частоту вращения при которой , выступы 36 и 37 включаются в работу вплоть до получения такой характеристики как clfo Cj.,, фиг. 4. Применение предлагаемого всережимного регулятора, позволит значительно расширить скоростной диапазон регулирования при регламентировании формирования характеристики максимальной подачи топлива, что дает возможность более тонко настраивать подачу топлива по количеству воздуха, поступающего в цилиндр двигателя и, тем самым, обеспечить более полное сгорание топлива, и 3 следовательно, уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу. Формула изобретения 1. Всережимный регулятор частоты вращения для двигателя внутреннего сгорания, например, автомобильного дизеля, содержащий по меньщей мере две пары грузов - тяжелых и легких, связанные каждая со своей подпружиненной муфтой, снабженной промежуточными рычагами, соединенными через суммирующий рычаг с органом дозирования подачи топлива, и орган управления двигателем, о т л и чающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования регулятор снабжен дифференциальным рычагом, связанным с органом дозирования пода топлива, суммируюгцим рычагом и органом управления двигателем, а промежуточные рычаги подвешены на общей оси качания. 2. Регулятор по п. 1,отличающ и и с я тем, что дифференциальный рычаг снабжен центральным и по меньщей мере двумя дополнительными упорами, причем дополнительные упоры выполнены в виде .кольца, установленного в резьбовой втулке дифференциального рычага и снабженного выступом, эксцентрично смещенным относительно оси кольца и расположены по обе стороны от центрального. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №549586, кл. Р О2 D 1/10, 1977.

11 1г

(Риг.

/7 /7 /7j /7 /75- /7f //7 /7

Cput.Z

Пд /7; % noS/HiJ

А,

MM . d / i HI /7;/7j/7 /7j- ng /77 /7

/ .J % f/

1 г v s f 7 n

(pui.i

Пп KsKsKf

мин

in

Л,

//