Регулятор частоты вращения для двигателя внутреннего сгорания

 

Регулятор содержит центробежный чувствительный элемент 1, который через рычаг 5 и тягу 7 связан с органом 8 дозирования, упор-ограничитель, выполненный в виде корпуса 15 с установленным в нем подпружиненным поршнем 13 с осевым каналом М, который сообщен посредством основных радиальных отверстий 20 с рабочей полостью 18 и посредством дополнительных радиальных отверстий 21 со сливом. В осевом канале М размещен золотник 22 и подпружиненный шток 23 механического корректора. При этом в положении максимальной подачи расстояние H<SB POS="POST">1</SB> от торцовой части рабочей полости до проточки 25, выполненной на поверхности поршня 13, превышает расстояние H<SB POS="POST">2</SB> от торца золотника 22 до основных радиальных отверстий 20 в теле поршня 13. Регулятор обеспечивает повышение точности дозирования за счет введения отрицательной коррекции. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (11) (sl)s F 02 D 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Я! Г"(L.. s г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4275471/25-06 (22) 03.07.87 (46) 30.06.90. Бюл. ¹ 24 (71) Научно-производственное объединение по топливной аппаратуре двигателей "ЦНИТА" (72) Ю.Ф. Хаймин и B.Ñ. Морозов (53) 621.43.55 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1139872, кл. F 02 0 23/02, 1983. (54) РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Регулятор содержит центробежный чувствительный элемент 1, который через рычаг 5 и тягу 7 связан с органом 8 дозирования, упор-ограничитель, выполненный в виде корпуса 15 с установленным в нем подпружиненным поршнем 13 с осевым каналом М, который сообщен посредством основных радиальных отверстий 20 с рабочей полостью 18 и посредством дополнительных радиальных отверстий 21 со сливом. В осевом канале М размещены золотник 22 и подпружиненный шток 23 механического корректора. При этом в положении максимальной подачи расстояние h> от торцовой части рабочей полости до проточки 25, выполненной на поверхности поршня 13, превышает расстояние Ь от торца золотника 22 до основных радиальных отверстий 20 в теле поршня 13. Регулятор обеспечивает повышение точности дозирования за счет введения отрицательной коррекции. 5 ил.

f7

4i ig

1574875

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутрен.него сгорания, в частности к центробежным регуляторам для двигателей внутреннего сгорания с коррекцией топливоподзчи, Цель изобретения — повышение точности регулирования топливоподачи путем введения отрицательной коррекции, На фиг.1 изображен регулятор частоты вращения для двигателя внутреннего сго рания, пусковое положение; на фиг.2— упор, положение после запуска двигателя при работе на холостом ходу и с нагрузкой;

;на фиг.3 — упор, положение регулятора, со;: ответствующие работе по внешней ха-! рактеристике в режиме отрицательного корректирования; на фиг,4 — вариант исполнения регулятора с наддувным корректором; на фиг.5 — скоростная характеристика . регулятора, зависимость цикловой подачи топлива (ц) от частоты вращения (n).

Регулятор содержит центробежный чувствительный элемент 1, установленный на кулачковом валу 2 топливного насоса 3, с муфтой 4, взаимодействующей с рычагом 5.

Кулачковый вал 2 приводится во вращение от двигателя (не показан), Рычаг 5 установлен на опоре 6 и соединен с тягой 7 с органом 8 дозирования топливоподачи и с главной пружиной 9, которая связана с рычагом 10 управления для изменения ее затяжки в диапазоне, ограниченном упорами

11 и 12.

Упором, ограничивающим перемещение доэирующего органа 8 в сторону максимальной подачи топлива, является поршень

13 с жестко установленным на нем колпачком 14. Поршень 13 размещен в цилиндрической расточке корпуса 15 и нагружен пружиной 16, опирающейся на кольцо 17 корпуса 15.

В рабочую полость 18, образованную торцовой поверхностью f поршня 13 и торцовой поверхностью s корпуса 15, через штуцер 29 под давлением подводится масло от системы смазки двигателя. В поршне 13 имеется осевой канал М, который сообщается с рабочей полостью 18 посредством радиальных отверстий 20, а посредством дополнительных отверстий 21 — со сливной магистралью, В осевом канаЛе M поршня 13 имеются: золотник 22 с торцом t, прекрывающим радиальные отверстия 20 в пусковом положении поршня 13, и шток 23 механического корректора по скорости, установленный с воэможностью перекрытия дополнительных отверстий 21. Шток 23 нагружен пружиной 24. На направляющей части поршня 13 имеется сливной канал, выполненный, например, в виде кольцевой проточки 25 для связи рабочей полости 18 со сливным отверстием.

Кроме того, в положении регулятора, соответствующем пусковой подаче топлива, 5 расстояние h> от торцовой части рабочей полости 18 до проточки 25 превышает расстояние hz от торца t золотника 22 до радиальных отверстий 20 в теле поршня 13.

Золотник 22 может быть жестко закреплен в корпусе регулятора (фиг.1,2,3) или связан с каким-либо дополнительным чувствительным элементом, реагирующим на параметры двигателя или окружающей среды, На фиг,4, например, предлагаемый регулятор изображен для случая исполнения его с наддувным корректором, когда золотник 22 связан с датчиком давления наддувочного воздуха, подаваемого в цилиндры дизельного двигателя. Датчик дав20

50 ления наддувочного воздуха состоит из корпуса 26, эластичный мембраны 27 со штоком 28 и пружины 29, воздействующей на мембрану 27. Шток 28 мембраны 27 через рычаг 30 связан с золотником 22.

Давление наддувочного воздуха поступает в датчик через штуцер 31. Упор 32 ограничивает перемещение золотника 22 при увеличении давления наддува.

Регулятор работает следующим образом.

Перед пуском дизеля переставляют рычаг 10 управления регулятором в положение максимальной частоты вращения до упора 11 и затягивают главную пружину 9.

Так как при неработающем двигателе даьление в системе смазки и в рабочей камере

18 отсутствует, то поршень 13 под действием пружины 16 находится в крайнем левом положении, рабочая полость 18 разобщена с проточкой 25, а золотник 22 перекрывает радиальные отверстия 20, Рычаг 5 под действием затянутой главной пружины 9 перемещает доэирующий орган 8 в пусковое положение, соответствующее увеличенной подаче топлива (в направлении стрелки + ц на фиг.1). При этом дозирующий орган 8 упирается в колпак

14, сжимая пружину 24, и перемещает шток

23 механического корректора, который перекрывает дополнительные отверстия 21 в поршне 13. Величина цикловой подачи в пусковом положении поршня 13 соответствует значению, отмеченному точкой а на скоростной характеристике (фиг.5).

После запуска двигателя его частота вращения резко возрастает и центробежный чувствительный элемент 1 (фиг.1), воздействуя на муфту 4 и преодолевая усилие главной пружины 9, перемещает рычаг 5 и связанный с ним через тягу 7 дозирующий

1574875 орган.8 в положение уменьшенной подачи топлива, соответствующей режиму холостого хода при максимальной частоте вращения п«(точка В на фиг.5), при этом шток 23 под действием пружины 24 открывает отверстия 21 (фиг,2), После запуска двигателя давление масла в системе смазки и в рабочей камере 18 увеличивается, в результате поршень 13, преодолевая усилие пружины 16, переместится вправо до открытия торцом t золотника 22 отверстий 20 (фиг,2). Так как в коНструкции предусмотрено превышение расстояния h1 íà h2, то рабочая полость 18 остается разобщенной с проточкой 25. При равенстве расхода масла через штуцер 19 и проходное сечение, образуемое отверстиями 20 и торцом t, устанавливается равновесное положение поршня . 13, соответствующее заданному положению золотника 22, Таким образом, поршень 13 отслеживает положение торца t золотника

22, Слив масла осуществляется в сливную магистраль через открытые дополнительные отверстия 21, Если нагрузка на двигатель увеличится, то его частота вращения уменьшится, уменьшится и усилие, развиваемое центробежным чувствительным элементом 1 (фиг.1). В результате главная пружина 9 переместит дозирующий орган 8 в сторону увеличения подачи топлива (в направлении стрелки + q). При дальнейшем увеличении, нагрузки доэирующий орган 8 достигнет штока 23. Это положение дозирующего органа на фиг.2 показано штриховыми линиями и соответствует номинальной подаче топлива при номинальной частоте вращения пн (точка о на фиг.5).

Если нагрузка будет продолжать увеличиваться, то частота вращения двигателя будет уменьшаться и будет происходить положительное корректирование подачи топлива за счет сжатия пружины 24 и перемещения дозирующего органа 8 со штоком

23 в сторону увеличения подачи топлива (в направлении стрелки + q, фиг.2 и 3), в результате крутящий момент двигателя будет увеличиваться по кривой 6-г (фиг.5). На режиме максимального крутящего момента п„шток 23 (фиг.3) перекроет дополнительные отверстия 21 в поршне 13, слив масла через них прекратится, давление в рабочей камере 18 повысится и поршень 13 снова переместится вправо в сторону уменьшения подачи топлива до такого положения, при котором проточка 25 вскроется торцовой поверхностью s корпуса 15 и сообщится со сливной магистралью (фиг.3), т.е. будет осуществляться отрицательное корректирование подачи топлива. Здесь, как и в предыдущем случае, поршень 13 займет равновесное положение, определяемое равенством расхода масла через штуцер 19 и

5 проходное сечение, образованное проточкой 25 и торцовой поверхностью s корпуса

15, Подача топлива при этом уменьшится до величины, обеспечивающей допустимые тепловые и механические нагрузки на дви10 гатель (точка дна фиг.5), При этом значительно снижается дымность и токсичность отработавших газов, а также уменьшится расход топлива. Кроме того, уменьшение подачи топлива вынудит водителя умень15 шить нагрузку на двигатель (например, изменением передаточного отношения в трансмиссии машины) и перевести двигатель в зону наиболее благоприятных скоростных и нагрузочных режимов работы.

20 Как только нагрузка на двигатель снизится, дозирующий орган 8 под действием центробежного чувствительного элемента 1 займет положение уменьшенной подачи топлива. Вслед за ним усилием пружины 24

25 переместится шток 23 корректора и откроет дополнительные отверстия 21 в поршне, сообщив рабочую камеру 18 со сливной магистралью. Это вызовет уменьшение давления в рабочей камере 18, поршень 13 под

30 действием пружины 16 вернется в положене, показанное на фиг.2, и будет отслеживать отверстиями 20 торец t золотника 22.

При неполной затяжке главной пружины 9 рычагом 10 образуются частичные ре- .

35 гуляторные характеристики подачи топлива во всем рабочем диапазоне скоростных и нагрузочных режимов, например характеристика и е (фиг.5).

После остановки двигателя давление в

40 системе смазки и в рабочей камере 18 уменьшается до нуля, вследствие чего поршень 13 под действием пружины 16 перемещается в исходное .пусковое положение (фиг.1), 45 В случае использования предлагаемого регулятора на дизелях с наддувом (фиг.4) положение золотника будет изменяться в зависимости от давления наддувочного воздуха, поступающего в датчик давления над50 дува через штуцер 31. Воздействие давления наддувочного воздуха на мембрану 27 вызывает сжатие пружины 29 и перемещение штока 28, который через рычаг 30 передвигает золотник 22 относительно кор55 пуса 15 пропорционально величине давления наддува.

Изменение положения золотника 22 вызывает перемещение поршня 13. который, отслеживая торец t золотника 22 (фиг.2), также займет положение, соответствующее

1574875

Я ЯО 13 онкретной величине давления наддува. На иг.5 кривая 6 — r соответстует режиму

1 1 работы двигателя при отсутствии или малом давлении наддува, а кривая о-г — режиму работы с нормальным давлением наддува 5 при положении золотника 22 на упоре 32 (фиг.4). При промежуточных значениях авления наддува подача топлива будет наодиться.в зоне, ограниченной четырех угольником огг Ь { фиг.5). 1О

Аналогичным способом может осушест1 вляться корректирование подачи топлива по любому другому параметру, например по, температуре окружающего воздуха, атмосi ферному давлению, температуре отработав- ) 5 ших газов, свойствам применяемого топлива и т.д.

Таким образом, предлагаемый регуля тор обеспечивает отрицательное корректи, рование внешней характеристики, За счет 20

: этого снижается эксплуатационный расходтоп; лива, уменьшаются выбросы токсических ком понентов в атмосферу и увеличивается ресурс двигателя вследствие уменьшения терми. ческих и механических нагрузок на цилинд- 25 ропоршневую группу, Формула изобретения

Регулятор частоты вращения для двига- ЗО теля внутреннего сгорания, содержащий центробежный чувствительный элемент, кинематически связанный через рычаг r;;..óлятора с органом дозирования TollëèBoïoдачи, и взаимодействующие с органом доэирования топливоподачи пружинный механический корректор и упор - orðàíè÷èтель максимальной подачи, причем упор выполнен в виде корпуса со сливной магистралью, утановленного в нем с возможностью осевого перемещения подпружиненного поршня с осевым каналом, сообщенным посредством основных радиальных отверстий в теле поршня с рабочей полостью, образованной поверхностями поршня и корпуса, и посредством дополнительных радиальных отверстий в теле поршня — co сливной магистралью, и золотника, размещенного в осевом канале поршня, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования путем введения отрицательной коррекции, на поверхности поршня выполнен сливной канал, пружинный механический корректор выполнен в виде штока, размещенного в осевом канале поршня с возможностью перекрытия дополнительных радиальных отверстий и с образованием в осевом канале дополнительной полости, сообщающейся через основные радиальные отверстия в.теле поршня с рабочей полостью, причем в положении максимальной подачи расстояние от торцовой части рабочей полости до сливного канала на поверхности поршня превышает расстояние от торца золотника до радиальных отверстий в теле поршня, t574875

2f!б

25 18 20 13

Рие. 3

1574875

<Н Лхх

Составитель В.Забегалин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ

Редактор M.Êåëåìåø

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

Заказ 1770 Тираж 438 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5