Регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания

 

Сущность изобретения: с целью повышения точности регулирования частоты вращения на неустановившихся режимах, регулятор снабжен: блоком сравнения средней частоты вращения, датчиков частоты вращения, демпфирующего блока и элемента сравнения с двумя входами и одним выходом. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК

„„Я(.1„„1474306

F 02 0 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTDPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llo изОБРетениям и Открытиям

ПРИ ГКНТ СССР

) (2I) 3995873/25-06 (22) 18.11.85 (46) 23.04.89. Бюл. № 15 (71) Киевский автомобильно-дорожный институт имени 60-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) К. Е. Долганов и И. И. Голод (53) 621.436-545 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 90925I, кл. Г 02 D 1/04. (54) (57) РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий центробежный чувствительный элемент, связанный с органом дозирования топлива и с пружиной регулятора через силовой рычаг, рычаг пружины, связанный с рычагом управления через двуплечий рычаг и промежуточную тягу, и отрицательная обратная связь между

1474306 чувствительным элементом и силовым рычагом, снабженная сервомотором и рычагом обратной связи, причем рычаг пружины подсоединен при помощи тяги двуплечего рычага. к штоку сервомотора, отличающийся тем, что с целью повышения точности регулирования частоты вращения на неустановившихся режимах, регулятор снабжен блоком сравнения средней частоты вращения, причем последний выполнен в виде задатчика частоты вращения, снабженного измерителем углового положения двуплечего рычага, Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение точности регулирования частоты вращения на неустановившихся режимах.

На фиг. 1 представлена схема регулятора; на фиг. 2 — зависимость крутящего момента М„и момента нагрузки М.- от частоты вращения а.

Регулятор содержит центробежный чувствительный элемент 1, установленный на валу 2 и связанный через силовой рычаг 3 с органом 4 дозирования топлива и пружиной 5 регулятора, причем силовой рычаг имеет упор 6, рычаг 7 пружины, связанный тягой 8, двуплечим рычагом 9 и промежуточной тягой 10 с рычагом 11 управления, а тягой 8 через двуплечий рычаг 9 со штоком 12 поршня 13 сервомотора 14, имеющего управляющий золотник 15, связанный через рычаг 16 обратной связи со штоком 12. Регулятор снабжен блоком 17 сравнения средней частоты вращения, который состоит из датчика 18 часоты вращения, связанного с валом 2 и присоединенного через демфирующий блок 19 к элементу 20 сравнения, к которому также присоединен задатчик 21 частоты вращения, снабженный измерителем углового положения двуплечего рычага 9, кинематически связанным через тягу 22 с двуплечим рычагом 9. Элемент 20 сравнения присоединен к концу рычага 16 обратной связи. Полость управляющего золотника 15 соединена с полостью цилиндра сервомотора 14 при помощи каналов 23 и 24. Ход порш ня 13 ограничивается винтами 25.

Для подачи рабочей жидкости регулятор снабжен насосом 26, перепускным клапаном 27, масляным резервуаром 28 и фильтром 29, установленным в соединительной магистрали 30. Максимальная частота вращения ограничивается регулировочным винтом 31.

40 датчиком частоты вращения, демпфирующего блока и элемента сравнения с двумя входами и одним выходом, у которых вход датчика частоты вращения связан с центробежным чувствительным элементом, выход— с входом демпфирующего блока, выход которого связан с одним входом элемента сравнения, второй вход которого связан с выходом задатчика частоты вращения, а выход элемента сравнения через рычаг обратной связи подсоединен к управляющему золотнику и штоку сервомотора.

Вход датчика 18 частоты вращения связан с центробежным чувствительным элементом 1, выход — с входом демпфируюшего блока 19, выход которого связан с одним входом элемента 20 сравнения, второй вход которого связан с выходом задатчика 21 частоты вращения, а выход элемента 20 сравнения через рычаг 16 обратной связи подсоединен к управляющему золотнику 15 и штоку 12 сервомотора 14.

На фиг. 2 кривая а — скоростная характеристика при постоянных значениях момента нагрузки с известным регулятором; кривая б — при колебаниях нагрузки с известным регулятором; кривая в — при колебаниях нагрузки с данным регулятором, т. А и Б — общие точки скоростных характеристик регуляторов, настроенных на поддержание одного скоростного режима при данном моменте внешней нагрузки М" при частотах вращения nl u ng.

Регулятор работает следующим образом.

При работе двигателя с установившейся нагрузкой на режиме, заданном рычагом 11 управления, центробежная сила грузов чувствительного элемента 1 уравновешивается восстанавливающей силой пружины 5. Восстанавливающая сила зависит от предварительной деформации пружины 5 регулятора (от положения рычага 7) и положения органа 4 дозирования подачи топлива.

Частота вращения вала двигателя (фиг. 2, точка n) и частота вращения, устанавливаемая задатчиком 21 частоты вращения, равны. Управляющий золотник 15 перекрывает каналы 23 и 24, соединяющие золотниковую полость с полостью цилиндра сервомотора 14. При возникновении случайных колебаний нагрузки (или увеличении их амплитуды) происходят колебания частоты вращения вала двигателя и соответствующие несимметричные (из-за наличия упора 6) колебания силового рычага 3. При этом среднее значение (математическое ожида1474306 ние) подачи топлива уменьшается, соответственно уменьшается крутящий момент двигателя и средняя частота вращения (фиг. 2, точка Б).

Колебания частоты вращения вала 2 регулятора воспринимаются датчиком 18 частоты вращения, в котором формируется соответствующий этой частоте выходной сигнал.

Высокочастотные колебания этого сигнала сглаживаются в демпфирующем блоке 19.

Полученный в результате этого сглаженный сигнал датчика 18 частоты вращения соответствует средней частоте вращения и> (фиг. 2) и его величина меньше сигнала задатчика 21 частоты вращения. При их сопоставлении элемент 20 сравнения перемещает управляющий золотник 15 влево, каналы 23 и 24 от кры ва ются. P а боч а я жидкость под давлением поступает через открытый канал 23 в цилиндр сервомотора 14.

Под действием давления рабочей жидкости в напорной полости цилиндра поршень 13 сервомотора 14 перемещается вправо. Перемещение штока 12 через двуплечий рычаг 9 передается на рычаг 7 пружины, вызывая увеличение ее предварительного натяжения, и через двуплечий рычаг 9 и тягу 22 задатчику 21 частоты вращения, увеличивая его сигнал, подаваемый элементу сравнения.

Одновременно с этим перемещение поршня сервомотора !4 вызывает обратное перемещение связанного с ним рычагом 16 обратной связи золотника 15 и происходит закрытие каналов 23 и 24, т. е. поршень 13 сервомотора останавливается в некотором новом положении. На этом процесс регулирования прекращается.

В результате увеличение амплитуды колебаний нагрузки не приводит к изменению частоты вращения коленчатого вала, как это

4 происходит без коррекции (фиг. 2, точка Б), благодаря изменению предварительного натяжения пружины регулятора. Регулятор выходит на другую регуляторную характеристику, на которой двигатель, работая в условиях данного возросшего значения амплитуды колебаний нагрузки, имеет среднюю частоту вращения вала ль соответствующую работе двигателя со статической нагрузкой (фиг. 2, точка А).

)0 При этом меняется только положение рычага обратной связи и благодаря коррекции сигнала задатчика частоты вращения сглаженный демпфирующим блоком сигнал датчика частоты вращения и соответственно средняя частота вращения двигателя остаются прежними или меняются лишь в той незначительной степени, в которой они не соответствуют друг другу.

При уменьшении амплитуды случайных колебаний нагрузки регулятор работает аналогично, но управляющий золотник 15, шток 12 поршня 13, двуплечпй рычаг 9, тяга 8 и рычаг 7 пружины перемещаются в обратную сторону, и предварительное натяжение пружины 5 уменьшается.

Регулятор поддерж и вает заданное зн а25 чение средней частоты вращения вала двигателя при разных величинах уровня нагрузки случайного характера.

Перемещением рычага 1! управления изменяется настройка регулятора (в том числе и величина сигнала задатчика 21 частоты вращения), чем обеспечивается его всережи мность.

Использование регулятора частоты вращения позволяет повысить точность регулирования при их работе с нагрузкой вероятностного характера и вследств е снижения частоты вращения холостого хода снизить эксплуатационный расход топлива.

1474306 и> и

nz /71

Фиг,2

Редактор Л. Зайцева

Заказ 863/30

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент>, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Г1к

1 Hr

Техред И. Верес

Тираж 482

Корректор В, Гирняк.

Подписное