Центробежный регулятор частоты вращения дизеля

 

Использование: двигателестроение, устройства для регулирования частоты вращения дизелей, например, транспортного назначения. Сущность изобретения: регулятор содержит корпус и размещенный в нем центробежный чувствительный элемент. имеющий расположенную на хвостовике кулачкового валика топливного насоса крестовину с радиальными вырезами. В радиальных вырезах размещены ползуны с установленными на них основными центробежными грузами. Ползуны через шарниры и рычаги с осями качания связаны с дополИзобретение относится к устройствам для регулирования частоты врашения дизелей и может быть использовано в дизелях транспортного назначения. Известен центробежный регулятор частоты вращения дизеля, содержащий размещенную на хвостовике кулачкового валика топливного насоса втулку с размещенными на ней центробежными грузами, связанными через двухплечий рычаг и главный рычаг нительными центробежными грузами, подпружиненными пружинами. Основные центробежные грузы с осями качания и лапками через подшипник взаимодействуют с втулкой . Втулка через шарнир действует на главный рычаг регулятора, верхняя ось которого через тягу соединена с регулирующим органом топливного насоса (рейкой), а нижняя ось - с рычагом управления. Перемещение рейки в сторону увеличения подачи топлива ограничено упором, а перемещение рычага управления ограничено упором минимальной частоты вращения и упором максимальной (номинальной) частоты вращения. Главный рычаг через шарнир, тягу и шарнир взаимодействует с дополнительным рычагом с осью качания. Рычаг через шарнир и подшипник воздействует на подвижную крестовину, которая может перемещаться по хвостовику вдоль паза с расположенным в кем штифтом. Опорная втулка подпружинена пружиной, опирающейся на гильзу, которая в свою очередь подпружинена пружиной. Гильза через тягу и шарнир связана с дополнительным рычагом. Рычагимеет упор, соответствующий всережимному регулированию, и упор, соответствующий двухрежимному регулированию. 3 ил. с рейкой топливного насоса и подпружиненными тремя пружинами, установленными с различной предварительной затяжкой. Основным недостатком такого регулятора является его двухрежимность, что не позволяет обеспечить автоматическое регулирование на всех эксплуатационных режимах . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является СО С vj -ч со OJ со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5

ОГ) ИСАН И Е И ЗОБРЕТ

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4877285/06 (22) 24.10,90 (46) 30,11,92. Бюл, N. 44 (71) Н аучно-исследовательский институт двигателей и Научно-исследовательский институт энергетического машиностроения

МГТУ им. Н.Э.Баумана (72) В,И.Крутов, В.А.Марков и Б.П,Парфенов .(56) Крутов В.И. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания. M.:

Машиностроение, 1979, с. 143-147, рис.

76,76. (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ РЕГУЛЯТОР ЧАСТОTbl ВРАЩЕНИЯ ДИЗЕЛЯ (57) Использование: двигателестроение, устройства для регулирования частоты вращения дизелей, например, транспортного назначения. Сущность изобретения: регулятор содержит корпус и размещенный в нем центробежный чувствительный элемент, имеющий расположенную на хвостовике кулачкового валика топливного насоса крестовину с радиальными вырезами, В радиальных вырезах размещены ползуны с установленными на них основными центробежными грузами. Полэуны через шарниры и рычаги с осями качания связаны с дополИзобретение относится к устройствам для регулирования частоты врашения дизелей и может быть использовано в дизелях транспортного назначения.

Известен центробежный регулятор частоты вращения дизеля, содержащий размещенную на хвостовике кулачкового валика топливного насоса втулку с размещенными на ней центробежными грузами, связанными через двухплечий рычаг и главный рычаг

„„5U „„1778337 А1 нительными центробежными грузами, подпружиненными пружинами. Основные центробежные грузы с осями качания и лапками через подшипник взаимодействуют с втулкой. Втулка через шарнир действует на главный рычаг регулятора, верхняя ось которого через тягу соединена с регулирующим органом топливного насоса (рейкой), а нижняя ось — с рычагом управления. Перемещение .рейки в сторону увеличения подачи топлива ограничено упором, а перемещение рычага управления ограничено упором минимальной частоты вращения и упором максимальной (номинальной) частоты вращения.

Главный рычаг через шарнир, тягу и шарнир взаимодействует с дополнительным рычагом с.осью качания. Рычаг через шарнир и подшипник воздействует на подвижную крестовину, которая может перемещаться по хвостовику вдоль паза с расположенным в нем штифтом. Опорная втулка подпружинена пружиной, опирающейся на гильзу, которая в свою очередь подпружинена пружиной. Гильза через тягу и шарнир связана сдополнительным рычагом. Рычагимеет упор, соответствующий всережимному регулированию, и упор, соответствующий двухрежимному регулированию. 3 ил. с рейкой топливного насоса и подпружиненными тремя пружинами, установленными с различной предварительной затяжкой.

Основным недостатком такого регулятора является его двухрежимность, что не позволяет обеспечить автоматическое регулирование на всех эксплуатационных режимах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является

1778337 центробежный регулятор частоты вращения дизеля, содержащий корпус, центробежный чувствительный элемент, выполненный в виде крестовины с размещенными на ней осями качания основных центробежных грузов и установленный на кулачковом валу, подпружиненную втулку, установленную соосно с осью вращения чувствительного элемента с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с основными центробежными грузами, главный рычаг регулятора с рычагом управления, причем главный рычаг шарнирно соединен с под-пружиненной втулкой и кинематически связан с регулирующим органом топливного насоса высокого давления. о

Недостатком известного регулятора является увеличение степени неравномерности регуляторных характеристик при уменьшении регулируемой частоты враще. ния, что снижает точность поддержания скоростного режима, а также в большей степени его сравнительно невысокие функциональные возможности, т.к. регулятор обеспечивает только всережимное регулирование, в то время как при работе дизеля, например при быстроменяющихся условиях движения более предпочтительно двухрежимное регулирование, обеспечивающее лучшую экономичность, Эти недостатки уменьшают функциональные возможности регулятора.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что центробежный регулятор частоты вращения дизеля, содержащий корпус, центробежный чувствительный элемент, выполненный в виде крестовины с размещенными на ней осями качания основных центробежных грузов и установленный на кулачковом валу, подпружиненную втулку, установленную соосно с осью вращения чувствительного элемента с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с основными центробежными грузами, главный рычаг регулятора с рыча гом управления, причем главный рычаг шарнирно соединен с подпружиненной втулкой и кинематически связан с регулирующим органом топливного насоса высокого давления, снабжен дополнительным рычагом, шарнирно соединенным с крестовиной, дополнительными центробежными грузами с рычагами, установленными с возможностью качания на крестовине и подпружиненными относительно последней, на которых установлены оси качания основных центробежных грузов, подпружиненной относительно корпуса гильзой, установленной коаксиально относительно втулки и с

55 возможностью осевого перемещения относительно последней, дополнительным рычаroM управления, кинематически связанным с гильзой, тягой, шарнирно связанной с главным и дополнительным рычагами, причем крестовина установлена на валу с возможностью осевого перемещения и выполнена с радиальнсчми вырезами, в которых установлены ползуны, шарнирно соединенные с рычагами дополнительных центробежных грузов, а втулка подпружинена относительно корпуса.

На фиг.1 показан регулятор, общий вид; на фиг.2- статические характеристики регулятора при всережимном регулировании; на фиг,3 — статические характеристики регулятора при двухрежимном регулировании, Регулятор содержит корпус 1 и размещенный в.нем центробежный чувствительный элемент 2, имеющий расположенную на хвостовике 3 кулачкового валика топливного насоса крестовину 4 с радиальными вырезами 5, В радиальных вырезах 5 размещены ползуны 6 с установленными на них основными центробежными грузами 7.

Ползуны 6 через шарниры 8 и рычаги 9 с осями качения 10 связаны с дополнительными центробежными грузами 11, подпружиненными пружинами 12. Основные центробежные грузы 7 с осями качения 13 и лапками 14 через подшипник 15 взаимодействуютс втулкой 16. Втулка 16 через шарнир

17 действует на главный рычаг 18 регулятора, верхняя ось t9 которого через тягу 20 соединена с регулирующим органом 21 топливного насоса (рейкой), а нижняя ось 22— с рычагом 23 управления. Перемещение рейки 21 в сторону увеличения подачи топлива ограничено упором 24, а перемещение рычага 23 управления ограничено упором 25 минимальной частоты вращения и упором

26 максимальной (номинальной) частоты вращения; Главный рычаг 18 через шарнир

27, тягу 28 и шарнир 29 взаимодействует с дополнительным рычагом 30 с осью качания

31. Рычаг 30 через шарнир 32 и подшипник

33 воздействует на подвижную крестовину

4, которая может перемещаться по хвостовику 3 вдоль паза 34 с расположенным в нем штифтом 35. Опорная втулка 16 подпружинена пружиной 36, опирающейся на гильзу

37, которая в свою очередь подпружинена пружиной 38. Гильза 37 через тягу 39 и шарнир 40 связана с дополнительным рычагом

41, Рычаг 41 имеет упор 42, соответствующий всережимному регулированию, и упор

43, соответствующий двухрежимному регулированию.

Регулятор работает следующим образом. Требуемый закон регулирования зада1778337 ется путем изменения положения рычага 41, При движении транспортной машины по магистрали рычаг 41 необходимо перевести в положение на упор 42, При этом реализуются всережимные характеристики (фиг.2).

Перемещение рычага 41 (фиг.1) на упор 42 приведет к перемещению гильзы 37 влево до касания с втулкой 16 под действием силы деформируемой пружины 38 и к деформации пружины 38. Причем пружина 36 при этом выключается из работы регулятора.

Требуемый скоростной режим при всережимном регулировании задается путем изменения положения рычага 23 управления, что приводит к повороту главного рычага 18 относительно оси 19 и изменению деформации пружины 38. Причем для того, чтобы при изменении положения рычага 23 управления не изменялось положение основных центробежных грузов 7 относительно втулки 16, крестовина 4, соединенная через рычаг 30 и тягу 28 с главным рычагом

18, перемещается по хвостовику 3 кулачкового валика на столько же, нэ сколько перемещается втулка 16. При положении рычага

23 управления на упоре 26 сила деформации пружины 38 максимальна и при номинальной частоте вращения равна центробежной силе грузов 7 (точка d, фиг,2)

Увеличение частоты вращения приводит к увеличению центробежной силы грузов 7, к расхождению их на больший радиус вращения, к перемещению втулки 16 с гильзой 37 вправо, к повороту главного рычага 18 вокруг оси 22 по часовой стрелке и к перемещению регулирующего органа 21 вправо на уменьшение подачи топлива. При этом формируется предельная регуляторная характеристика d— - е (фиг,2). При частоте вращения меньше номинальной сила деформация пружины 38 больше центробежной силы грузов 7, регулирующий орган 21 находится на упоре 24 и формируется внешняя характеристика а — d (фиг.2), соответству-. ющая максимальному выходу регулирующего органа.

При положении рычага управления 23 на упоре 25 сила деформации пружины 38 минимальна и при минимальной частоте вращения равна центробежной силе грузов

7 (точка а, фиг.2), Увеличение частоты вращения приводит к увеличению центробежной силы грузов 7, к расхождению их на больший радиус,и к перемещению регулирующего органа 21 вправо на уменьшение подачи топлива. При этом формируется регуляторная характеристика à-i (фиг.2). В случае, если рычаг 23 управления находится в промежуточных между упорами 25 и 26

25

35

55 положениях, формируются промежуточные регуляторн ые характеристики.

Для того, чтобы центробежный регулятор обеспечивал всережимное регулирование с требуемой степенью неравномерности (8...10 ) регуляторных .характеристик на пониженных скоростных режимах, необходимо внести в конструкцию регулятора специальные усовершенствования, исправляющие характеристики степени неравномерности. В данном регуляторе это достигается путем увеличения радиуса расположения осей 13 качания основных центробежных грузов 7 при уменьшении частоты вращения. Такое увеличение радиусов расположения осей 13 обеспечивается с помощью дополнительных центробежных грузов 11. При уменьшении частоты вращения под действием усилия деформированных пружин 12 грузы 11 сходятся и перемещают ползуны 6 с установленными на ползунах осями 13 на больший радиус вращения.

Двухрежимное регулирование (фиг.3) реализуется при положении рычага 41 (фиг.1) на упоре 43. Перемещение рычага 41 нэ упор 43 приводит к перемещению гильзы

37 вправо. При этом деформация пружины

36 уменьшается и она включается в работу регулятора, а деформация пружины 38 увеличивается и становится равной деформации этой пружины при всережимном регулировании и положение рычага 23 управления на упоре 26. Причем при двухрежимном регулировании предварительная деформация пружины 38 не изменяется при изменении положения рычага 23 управления.

40 При двухрежимном регулировании выбор требуемой характеристики осуществляется путем изменения положения рычага 23 управления. Перемещение рычага 23 управления в положение на упор 26 приводит к повороту главного рычага 18 относительно оси 19 против часовой стрелки, перемещению втулки 16 вправо до касания с гильзой

37 и к деформации пружины 36. Причем, пружина 36 при этом выключается из работы регулятора. На номинальном скоростном режиме предварительная деформация пружины 38 равна центробежной силе грузов 7 (точка d, фиг.3). Увеличение частоты вращения приводит к увеличению центробежной силы грузов 7, к расхождению их на больший радиус и к перемещению регулирующего органа 21 вправо на уменьшение подачи топлива. При этом формируется предельная регуляторная характеристика d-e (фиг.3).

При частоте вращения меньше номинальной сила деформации пружины 38 больше

1778337

20

50 центробежной силы грузов 7, регулирующий орган 21 находится на упоре 24 и формируется внешняя характеристика а-d (фиг.З), соответствующая максимальному выходу регулирующего органа, Если при быстроменяющихся условиях работы. например при городском движении транспортной машины, нет необходимости работать на внешней характеристике à-d, то целесообразно уменьшить подачу топлива на пониженных скоростных режимах. Это достигается в заявляемом регуляторе путем изменения положения рычага 23 управления.

При перемещении рычага 23 управления в положение на упор 25 происходит поворот главного рычага 18 относительно оси 19 по часовой стрелке и втулка 16 пераглещается влево. При этом уменьшается деформация пружины 36 и она включается в работу регулятора, При положении рычага

23 на упоре 25 деформация пружины Зб минимальна и при минимальной частоте вращения, равна центробежной силе грузов

7 (точка а, фиг,3). Увеличение частоты вращения приводит к увеличению центробежной силы грузов 7, к расхождени:о их на больший радиус и к перемещению регулирующего органа 21 вправо на уменьшение подачи топлива,. При этом формируется регуляторная характеристики а-i.,(фиг,З). Причем режим минимального холостого хода (точка i, фиг.3) соответствует деформации пружины 36 в момент касания втулки 16 с гильзой 37, В случае, если рычаг 23 управления находи ся в промежуточных ме>кду упорами

25 и 26 положениях, формируются промежуточные характеристики. Рассмотрим, например, формирование характеристики

6уm-g. При частоте вращения, меньшей частоты вращения в точке Ь, сила деформации пру>кины 36 больше центробе>кной силы грузов 7 и регулирующий орган 21 находится на упоре 24, что соответствует режиму внешней характеристики, В точке Ь центробежная сила грузов 7 становится равной силе деформации пружины 36 и при дальнейшем увеличении частоты вращения под действием центробежной силы грузы 7 расходятся на больший радиус, деформируя пружину 36, и перемещают регулирующий орган 21 на уменьшение подачи топлива, При этом формируется регуляторная характеристика Ь- (фиг.3). В точке j oïoðíàÿ втулка 16 касается гильзы 37 и пружина 26 выключается из работы регулятора. 0 интервале f-m центробежная сила грузов 7 меньше силы деформации пружины 38, регулирующий орган 21 неподвижен и формируется характеристикаj-m (фиг,3). В точке m центробежная сила грузов 7 становится равной силе деформации пружины 38 и при дальнейшем увеличении частоты вращения под действием центробежной силы грузы 7 расходятся на больший радиус, деформируя пружину 38, и перемещают регулирующий орган 21 на уменьшение подачи топлива.

При этом формируется регуляторная характеристика m-g (фиг.3). Таким образом заявляемый регулятор позволяет обеспечить переход со всережимного регулирования на двухрежимное в условиях городского движения.

Формула изобретения

Центробежный регулятор частоты вращения дизеля, содер>кащий корпус, центробежный чувствительный элемент, выполненный в виде крестовины грузов и установленный на кулачковом валу, подпру>киненную втулку, установленную соосно с ось о вращения чувствительного элемента с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с основными центробежными грузами, главный рычаг регулятора с рычагом управления, причем главный рычаг шарнирно соединен с подпружиненной втулкой и кинематически связан с регулирующим органом топливного насоса высокого давления,отл ича ющийся тем,что,с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен дополнительным рычагом, шарнирно соединенным с крестовиной, дополнительными центробежными грузами с рычагами, установленными с возможностью качания на крестовине и подпру>киненными относительно последней, ползунами, на которых установлены оси качания основных центробежных грузов, под- пружиненной .относительно корпуса гильзой, установленной коаксиально относительно втулки и с возможностью осевого перемещения относительно последней, дополнительныM рычагом управления, кинематически связанным с гильзой. тягой, шарнирно связанной с главным и дополниl тельным рычагами, причем крестовина установлена -на валу с возможностью осевого перемещения и выполнена с радиальными вырезами, s которых. установлены ползуны, шарнирно соединейные с рычагами дополнительных центробежных грузов, а втулка подпружинена относительно гильзы, 1778337

31 9 29 г N 6 f8 Ч И Л

Ч1

11 10 Я 8 В 19 6 Г2 28 27

Фиг.1

НОЮ и тн Сд хх мин фиг. Г

1778337

Составитель В.Крутов

Техред М.Моргентал Корректор И.Шмакова

Редактор

Заказ 4173 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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