Регулятор частоты вращения для двигателя внутреннего сгорания с наддувом

 

РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С НАДДУВОМ, содержащий размещенные в корпусе центробежные груJ5 30 W зы, управляющие через муфту силовым рычагом , который соединен с главной пружиной регулятора, с рейкой топливного насоса и с корректирующим устройством, которое включает в себя гидравлический сервомотор и мембрану, управляемую давлением наддува и имеющую связь с подпружиненным золотником сервомотора, отлыча/ои{ы«ся тем, что, с целью повыщения чувствительности регулятора, связь мембраны с золотником сервомотора выполнена в виде двуплечего рычага,установленного на оси, закрепленной в корпусе, и имеющего регулировочный упор, причем усилие мембраны направлено под углом к оси золотника. (Л О5 ГС Иш О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„,, l 062416 з(5п F 02 D 23/02 фМ, ° ) фф/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

@ЖИЕ(ЩЩ, / д/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3488995/25-06 (22) 07.09.82 (46) 23.12.83. Бюл. № 47 (72) Б. П. Гусев, С. Н. Чистов, Л. М. Малышев и В. В. Курманов (71) Ярославский завод дизельной аппаратуры (53) 621.43.55 (088.8) (56) 1. Патент США № 3795233, кл. 123-)ЧОК, опублик. 1974. (54) (57) РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ С НАДДУВОМ, содержащий размещенные в корпусе центробежные грузы, управляющие через муфту силовым рычагом, который соединен с главной пружиной регулятора, с рейкой топливного насоса и с корректирующим устройством, которое включает в себя гидравлический сервомотор и мембрану, управляемую давлением наддува и имеющую связь с подпружиненным золотником сервомотора, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности регулятора, связь мембраны с золотником сервомотора выполнена в виде двуплечего рычага, установленного на оси, закрепленной в корпусе, и имеющего регулировочный упор, причем усилие мембраны направлено под углом к оси золотника.

;06 )410! I f()>)()(ТГпil(O I I(t(ИТСИ к; lilf! 1! I e >, » ( (l() 1 il»(T}I )С>li К С П i >1 - ; )"; . II. )(t: !У )1 ,()IIrIиB()Ilo,(aчи rJpH Ос) Iцсс}влсIIHН fiaд 1> fili в дви(атель.

Известен регул ято р 1» < готы вр а}цен и я

5 .}г! }вигателя внутреннсг() (I ()p»IIH)f e наддувом, содержащий р гзмс щепные в корпусе центробежныс I ðóç} I, управ!!я}ощис через муфту силовым рычагом, который соединен с главной пружиной регулятора, с рейкой топлив}пп () насоса и с корректирующим устройством, которое включает в сеОя гидравлический ссрвомотор и мембрану, управляс му}О давлением наддува и имеющую связь с подпружиненным золотником сервомотор». ТакоЙ регулятор обеспечив»ет требуемый закон тонливоподачи в зависимости От давления наддува и стартовую подачу для запуска двигателя (1).

Основной недостаток этого регулятора состоит в том,что при обеспсчеHHH чувствительности мембраны к давлению наддувоч- 20 ного воздуха снижается быстродействие сернодвигателя, увеличивается влияние вязкости и плотности рабочей жидкости, что приводит к снижению чувствительности и стабильности регулятора в работе.

Этот недостаток вызван ориентацией золотника сервомотора относительно крышки и испол ьзова нием пружин для вымол пения одновременно двух функций: уравновешивание мембраны, чувствительной к давлению наддува; уравновешивание поршня сервомотора.

При сборке крышка устанавливается с перекосом относительно корпуса из-за технологически Y погрешностей ес изготовления и ориентация золотника относительно к ьп}1ки приводит к соответству!ощему перекосу его относительно поршня, что вызывает повышенное трение при скольжении золотника внутри поршня и снижение чувствительности серводвигателя и соответственно регулятора.

Для уравновешивания усилия, действующего на мембрану со стороны наддувочного воздуха, требуется пружина с небольшим усилием предварительного натяжения и соответственно малым коэффициентом же- 45 сткости, так как давление наддува на низких скоростных режимах мало, а для обеспечения быстродействия серводвигателя и снижения влияния вязкости и плотности рабочей жидкости необходима пружина с большим предварительным натяжением. 50

В известном регуляторе выполнение двух противоречивых требований невозможно.

При усовершенствовании известного регулятора можно обеспечить необходимую чувствительность мембраны, однако из-за последоватсльного включения пружин в работу усилие предварительного натяжения пру>и I illÿ С (l;1 I}>li)J КОЭфф!}ЦИ(}!Ò()IH ж(СТКОСТИ

1:(!! I I J t)it!i ) д. lя ()0(. i i(1(. Iitl )i бЫСТ„)Одсйствия серводвиг»тсля;! надсжного заIIt, eêa хОлОднОГО двигатсля, T»K K»K хОлОдно(мас;10 ихlеет большу}o вязкость. В этом случае усилие со стороны рабо !ссй жидкости будет больше усилия малой пружины, что приведет к смещению поршня сервомотора влево и уменьшению стартовой подачи.

Недостатками известного регулятора являются также сложность конструкции; наличие набора пружин, что требует регулировочных прокладок или устройства для осуществления настройки регулятора.

Цель изобретения — повышение чувствительности регулятора.

Поставленная цель достигается тем,что в регуляторе частоты вращения для двигателя с наддувом, содержащем размещенные в корпусе центробежные грузы, управляющие через муфту силовым рычагом, который соединен с главной пружиной регулятора, с рейкой топливного насоса и с корректирующим устройством, которое вклю чает в себя гидравлический сервомотор и мембрану, управляемую давлением наддува и имеющую связь с подпружиненным золотником сервомотора, связь мембраны с золотником сервомотора выполнена в виде двуплечего рычага, установленного на оси закрепленной в корпусе, и имеющего регулировочный упор, причем усилие мембраны направлено под углом к оси золотника.

На фиг. 1 схематически изображен регулятор при запуске двигателя, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, при эксплуатации двигателя.

Механический чувствительный элемент имеет вал I, связанный через зубчатую передачу 2 с коленчатым валом двигателя (не показан). На валу 1 установлена крестовина 3, с которой шарнирно связаны центробежные грузы 4, взаимодействующие своими лапками с муфтой 5, опирающейся на силовой рычаг 6. Последний подвижно установлен на оси 7, закрепленной в корпусе

8 регулятора, шарнирно соединен с рейкой

9 топливного насоса и прижат к упору 10 корректирук)щего устройства главной пружиной 11, затяжка которой определяется рычагам. 12 управления.

Корректирующее устройство состоит из гидравлического сервомотора и мембранного узла.

Сервомотор включает корпус 13 с расточкой 14, поршень 15, рабочую камеру 16, образованну!о торцовыми поверхностями поршня и корпуса и соединенную каналом 17 с источником давления рабочей жидкости (системой смазки двигателя) .

Пружина 18 сервомотора размещена между поршнем 15 и кольцом. 19, закрепленным

1062416 в корпусе 13. Между кольцом 19 и пружиной 18 установлена тарельчатая шайба 20.

Упор 10, соединенный с поршнем 15 при помощи резьбы,контрится гайкой 21.

Золотник 22 сервомотора, скользящий в отверстии 23 поршня 15,выполнен в виде полого вала с торцовым фланцем 24. В поршне 15 выполнены окна 25.

Мембранный узел состоит из корпуса

26, имеющего расточку 27, соединенную с полостью 28 отверстием 29.

Мембрана 30 закреплена центральной частью на штоке 31 между шайбами 32 и

33 гайкой 34 и по контуру зажата между корпусом 26 и крышкой 35 болтами 36.

Между мембраной 30 и крышкой 35 расположена герметичная полость 37,соединенная через трубопровод 38 с впускным патрубком двигателя (не показан) .

В полости 28 подвижно установлен на оси 39, закрепленной в корпусе 26, двуплечий рычаг 40, плечо 41 которого опирается на шток 31, плечо 42 охватывает вал золотника и взаимодействует с его фланцем 24, регулировочный упор 43 взаимодействует в процессе эксплуатации двигателя с регулируемым винтом 44, ввинченным в корпус 26 и законтренным гайкой 45.

Пружина 46 мембраны установлена между фланцем 24 золотника 22 и регулируемым упором 47, законтренным гайкой 48.

Отверстие 49 в корпусе 26 служит для отвода рабочей жидкости (масла) . Мембранный узел крепится винтом 50 к корпусу 13 сервомотора. Корректирующее устройство крепится винтами 51 к корпусу 8 регулятора. Между корпусами 26, 13 и 8 установлены прокладки 52 и 53. При сборке мембранного узла между головкой регулируемого винта 44 и корпусом 26 устанавливается определенный зазор.

Регулятор работает следующим образом.

При неработающем двигателе в системе смазки двигателя и соответственно рабочей камере 16 отсутствует давление масла, и пружина 18 сервомотора сдвигает влево до упора корпус 13 и поршень 15 с упором 10, а в герметичной полости 37 отсутствует давление наддувочного воздуха, и пружина 46, действуя на фланец 24, перемещает золотник 22 вправо и мембрану

30 (через плечи 42 и 41 двуплечего рычага и шток 31) до упора шайбы 32 в крышку

35. При этом золотник 22 перекрывает окна 25 поршня 15 и рабочая камера 16 не имеет сообщения со сливом.

Для запуска двигателя поворачивают рычаг 12 управления против часовой стрелки при этом главная пружина .11 перемещает рычаг 6 с рейкой 9 влево до контакта рычага 6 с упором 10 (фиг. 1).

После запуска двигателя давление в системе смазки возрастает, а давление наддувочного воздуха в герметичной полости

3(недостаточно для преодоления мембраной 30 усилия пружины 46.

При этом окна 25 поршня 15 остаются перекрытыми золотником 22, и масло не вытекает из рабочей камеры 16. поэтому давление в ней увеличивается и, преодолевая усилие пружины 18, перемещает поршень 15 с упором 10 вправо до тех пор, пока не откроются окна 25 поршня 15

10 рабочее положение корректирующего устройства (фиг. 2), т.е. безнаддувная подача. Соответственно упор 10 и центробежные грузы 4 перемещают рычаг 6 с рейкой 9 вправо (уменьшение подачи), преодолевая усилие главной пружины 11.

Равновесное положение поршня сервомотора возникает при некотором соотношении величины перекрытия б окон 25 поршня 15 золотником 22, которое определяет величину давления масла в рабочей камере

16 и усилие пружин 18 и 11.

При увеличении частоты вращения двигателя давление наддувочного воздуха в герметичной полости 37 возрастает, и мембрана 30, действуя на двуплечий рычаг и преодолевая усилие пружины 46, перемещает золотник 22 влево, увеличивая величину б.

При этом увеличивается площадь проходного сечения, и давление в рабочей камере уменьшается настолько, что пружина

18, действуя на поршень 15,и пружина

3Q 1 1,действующая через рычаг 6 на упор 10, преодолевая усилие, действующее со стороны масла на поршень 15, перемещают последний с упором 10 влево до установления нового равновесного положения. Рычаг 6 с рейкой 9 также перемещаются влево, топливоподача увеличивается. т.е. обеспечивается наддувочная подача.

Величина максимальной наддувочной топливоподачи ограничивается регулирующим винтом 44, обеспечивающим ее подрегули40 ровку на двигателе за счет увеличения хода золотника влево.

При этом увеличение топливоподачи можно осуществить только на определенную величину, которая регламентируется зазором а между головкой винта и корпусом 26.

При уменьшении частоты вращения двигателя давление наддувочного воздуха в герметичной полости 37 уменьшается, и усилие пружины 46, преодолевая усилие, действующее на мембрану, перемещает золот50 ник 22 вправо, уменьшая величину б,и давление масла в рабочей камере 16 возрастает, и, преодолевая усилие пружины 18 и 11, перемещает поршень 15 с упором 10 и рычаг 6 с рейкой 9 вправо. В результате топливоподача уменьшается. .Поршень 15 будет перемещаться вправо до тех пор, пока шток 31 с мембраной не станет на упор в крышку 35. Дальнейшее

106 2416

17 И ьг

Составитель С. Березин

Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на 6., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Иванова

Заказ 10183!36

;:,1»,. 11 li(ij)illil)l вправо . I!...;:. :(ц,)нчпнi .,;„. ц I!!I(масла уменьц(ится,и IIj)i жины 1Б .i 11 на(нут перемен(ать пор(пень

В 1(."В()

Такнз < б)разом, поршень 15 сервомотоf) 1 IlocTo)IIIII(i следит за золотником 22, уllравляемым мембраной, чувствительной к дав-!

el!!In наддувоч ного воздуха, а регулятор (н)еспечив;1(т требуемый закон топливопода ill для наддувного двигателя.

Выклю i(HHt. топливоподачи осуществляется механическим чувствительным элементом независимо от корректирующего устройства. С увеличением частоты вращения двигателя усилие центробежных грузов 4, преодолевая усилие главной пружины 11, перемещает рычаг 6 с рейкой 9 вправо, уменьшая топливоподачу до нуля.

При эксплуатации, в случае дымления двигателя, наддувная топливоподача может бы(ь умен(нве до безнаддувной регулировочным винтом 44. 11ри вынор(1 1ивании винта 44 ограничивается ход двуплечсго рычага до нуля, при этом давление наддувочного воздуха, действующее на мембрану, не сможет переместить золотник 22 влево, и соответственно топливоподача остается безнаддувной.

Таким образом, чувствительность регулятора повышается.

Кроме того, повышается быстродействие О регулятора, удобство регулнровок для настройки регулятора и его подрегулировок в эксплуатации.

Использование предлагаемого регулятора обеспечивает снижение дымности отра-! ботавших газов двигателя, уменьшает опасность выхода его из строя при нарушениях в режиме работы турбокомпрессора, улучшает протекание рабочего процесса двигателя, и, как следствие, его топливную экономичность.