Перенастраиваемый регулятор частоты вращения

 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно к автоматическим регуляторам частоты вращения дизелей. Сущность изобретения: центробежный регулятор снабжен муфтой, выполненной в виде неподвижной полумуфты 1, жестко связанной с корпусом, и подвижной полумуфты 3 с упорным подшипником 5, установленной с возможностью перемещения вдоль оси приводного вала 6. Подвижная полумуфта 3 выполнена с возможностью взаимодействия с неподвижной полумуфтой 1 в одном положении и с возможностью взаимодействия через упорный подшипник 5 с ограничительными упорами 10 тяжелых грузов 9. Применение данной конструкции позволяет по желанию водителя переключать работу дизеля с трехрежимного регулирования частоты вращения на всережимное и обратно в зависимости от характера выполняемой работы. 4 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а более конкретно - автоматическим регуляторам частоты вращения дизелей.

Известны трехрежимные регуляторы частоты вращения дизелей [1,2] , содержащие две пары грузов, опирающиеся каждая на свою муфту, пружины сжатия, противодействующие центробежной силе грузов, силовые рычаги, орган дозирования топлива и рычаг управления. Известны также всережимные регуляторы [3] .

Ни тот, ни другой вариант регулирования не могут удовлетворить дизели, устанавливаемые на сельскохозяйственные, строительные и дорожные машины, так как трехрежимные разработанные для автомобильных дизелей и хорошо зарекомендовали себя при эксплуатации при различных условиях движения, а всережимные, удовлетворяющие требованиям технологических особенностей работы указанных машин, приводят к повышенному расходу топлива и ухудшению динамических качеств машины при передвижении по дороге [4] .

Техническое исполнение предлагаемого регулятора частоты вращения дизеля наиболее близко к конструкции регулятора частоты вращения, описанной в [1] .

Регулятор содержит корпус, приводной вал с крестовиной, на которой шарнирно установлены легкие и тяжелые грузы, подпружиненную муфту тяжелых грузов, установленную с возможностью осевого перемещения вдоль вала и с возможностью взаимодействия с тяжелыми грузами, дифференциальный рычаг, кинематически связанный с органом дозирования топлива, муфту легких грузов, кинематически связанную с дифференциальным рычагом и установленную с возможностью перемещения вдоль оси вала, стакан с подпружиненной шайбой, установленной соосно пружине муфты тяжелых грузов, пружину муфты легких грузов, установленную между подпружиненной шайбой и муфтой легких грузов, рычаг управления, кинематически связанный с дифференциальным рычагом через упругий элемент.

Недостаток такого регулятора состоит в том, что при регулировании частоты вращения дизелей сельскохозяйственных, строительных и дорожных машин во время выполнения ими своих технологических функций он недостаточно стабильно сохраняет необходимую частоту вращения. Другие типы регуляторов (всережимные) хорошо подходят для данного типа работ, но не отвечают современным требованиям при выполнении сельскохозяйственными и строительно-дорожными машинами транспортных операций.

Для устранения этого недостатка регулятор снабжен муфтой, выполненной в виде неподвижной полумуфты, жестко связанной с корпусом, и подвижной полумуфты с упорным подшипником, установленной с возможностью перемещения вдоль оси вала, причем подвижная полумуфта выполнена с возможностью взаимодействия через упорный подшипник с ограничительными упорами тяжелых грузов во втором положении.

На фиг. 1 представлена схема регулятора; на фиг. 2 и 3 - статические характеристики соответственно трехрежимного и всережимного варианта регулирования (К - координата дозирующего органа, С - частота вращения); на фиг. 4 - схема работы муфты.

Регулятор состоит из следующих элементов. С корпусе размещена муфта, выполненная в виде неподвижной полумуфты 1, жестко связанной с корпусом, шариков 2 и подвижной полумуфты 3 с упорным подшипником 5 и рукояткой переключения 4, причем подвижная полумуфта 3 установлена с возможностью перемещения вдоль оси приводного вала 6 и выполнена с возможностью взаимодействия с неподвижной полумуфтой 1 в одном положении и с возможностью взаимодействия через упорный подшипник 5 с ограничительными упорами 10 тяжелых грузов 9 в другом положении.

На приводном валу 6 установлена крестовина 7 с парой тяжелых грузов 9 с ограничительными упорами 10 и парой легких грузов 8, шарнирно установленных на крестовине 7. Муфта 11 тяжелых грузов установлена с возможностью перемещения вдоль оси вала 6 и с возможностью взаимодействия с тяжелыми грузами 9 и через наконечник 12 - с пружиной 13 и упором 25. Муфта 14 легких грузов установлена с возможностью перемещения вдоль оси вала 6 и муфты 11 с возможностью взаимодействия с ней, кинематически связана с дифференциальным рычагом 15 и опирается на пружину 16 и стакан 18 с подпружиненной с помощью пружины 19 шайбой 17, установленной соосно с пружиной 16 муфты тяжелых грузов.

Дифференциальный рычаг 15 связан с упругим элементом 20 рычага управления 21 и шарнирно сочленен с тягой 22 органа дозирования топлива 23, установленного с возможностью взаимодействия с упором 24.

Регулятор работает следующим образом.

Если подвижная полумуфта 3 при помощи рукоятки 4 повернута так, что перемещена вдоль оси вала 6 в крайнее правое положение, как показано стрелками на фиг. 4, то упорный подшипник 5 контактирует с ограничителями 10 тяжелых грузов 9, и регулятор обеспечивает характеристики трехрежимного (фиг. 2).

При минимальном положении рычага управления 21 тяжелые 9 и легкие 8 грузы, преодолевая сопротивление пружин 13 и 16, перемещают муфты 11 и 14 вправо (фиг. 1), и рычаг 15 поворачивается по часовой стрелке, перемещая орган дозирования 23 на уменьшение подачи топлива, формируя участок характеристики а-б (фиг. 2).

Если рычаг управления 21 занимает положение промежуточное между минимальным и максимальным, то при увеличении частоты вращения дизеля увеличивается центробежная сила грузов. Участок характеристики в-г формируется аналогично участку а-б. При частоте вращения С₁ тяжелые грузы выключаются из работы, так как упорами 10 ложатся на подшипник 5. Дальнейшее увеличение частоты вращения приводит к тому, что легкие грузы 8 деформируют пружину 16 и перемещают дифференциальный рычаг 15 вместе с органом дозирования на уменьшение подачи топлива, формируя характеристику г-д. При частоте вращения С₂ усилия легких грузов 8 достаточно для преодоления усилия предварительного сжатия пружины 19, деформация которой обеспечивает ограничение максимального скоростного режима (участок д-н).

При максимальном положении рычага управления 21 орган дозирования 23 касается упора 24, и в упругом звене 20 возникает усилие, прижимающее орган дозирования 23 к упору 24. Увеличение частоты вращения до С₂ сопровождается уменьшением указанного усилия в упругом звене 20 до нуля, но положение рейки сохраняется постоянным (участок м-л). При увеличении частоты вращения свыше С₂ орган дозирования 23 отходит от упора, и формируется характеристика л-е аналогично описанной выше д-н.

Если подвижная полумуфта 3 при помощи рукоятки 4 повернута в направлении, противоположном показанному стрелкой (фиг. 4), то подшипник 5 не останавливает поворота тяжелых грузов 9, и регулятор формирует характеристики всережимного (фиг. 3).

При этом участок характеристики п-т формируется аналогично участку а-б (фиг. 2), однако при частоте вращения С₁ тяжелые грузы не выключаются из работы, так как подшипник 5 может перемещаться вдоль оcи вала 6 до упора в полумуфту 3, поэтому участок т-и формируется так же, как и участок п-т, т . е. при помощи обоих пар грузов 9 и 8 и обеих пружин 13 и 16. При увеличении поворота рычага управления 21 в сторону максимальной подачи частота вращения дизеля может увеличиваться до С₂ и выше. При частоте С₂ срабатывает пружина 19, и характеристики формируются аналогично л-е, причем при частоте С₂ тяжелые грузы выключаются из работы, а перемещение муфты 11 ограничивается упором 25.

Ожидаемая технико-экономическая эффективность может быть достигнута за счет повышения точности регулирования частоты вращения дизеля, а значит и качества сельскохозяйственных и строительных работ при сохранении эффективности регулирования во время транспортных перевозок.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1048146, кл. F 02 D 1/10, опублик. 1983.

Авторское свидетельство СССР N 1118780, кл. F 02 D 1/10, опублик. 1984.

Н. Н. Настенко, Л. А. Борошок и А. А. Грунауэр. Регуляторы тракторных и комбайновых двигателей. - М. : Машиностроение, 1965, с. 248.

Е. И. Блаженнов, Ю. Е. Хрящев, А. М. Трепов и др. Работа системы автоматического регулирования дизеля КамАЗ-740 с трехрежимным регулятором. / Двигателестроение, 1987, N 3.

Формула изобретения

ПЕРЕНАСТРАИВАЕМЫЙ РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ дизеля, содержащий корпус, приводной вал, крестовину, установленную на валу, пару тяжелых грузов с ограничительными упорами и пару легких грузов, шарнирно установленных крестовине, подпружиненную муфту тяжелых грузов, установленную с возможностью осевого перемещения вдоль вала и взаимодействия с тяжелыми грузами, дифференциальный рычаг, кинематически связанный с органом дозирования топлива, муфту легких грузов, кинематически связанную с дифференциальным рычагом и установленную с возможностью перемещения вдоль оси вала, стакан с подпружиненной шайбой, установленной соосно с пружиной муфты тяжелых грузов, пружину муфты легких грузов, установленную между подпружиненной шайбой и муфтой легких грузов, рычаг управления, кинематически связанный через упругий элемент с дифференциальным рычагом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, регулятор снабжен муфтой сцепления, выполненной в виде неподвижной полумуфты, жестко связанной с корпусом, и подвижной полумуфты с упорным подшипником, установленной с возможностью перемещения вдоль оси вала, причем подвижная полумуфта выполнена с возможностью взаимодействия с неподвижной полумуфтой в одном положении и с возможностью взаимодействия упорным подшипником с ограничительными упорами тяжелых грузов в другом положении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4