Двухимпульсный регулятор скорости тепловых двигателей

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советсиик

Соцнапнстнческнк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт, свнд-ву— (22) Заявлено 2А. 11 . 79 (21 }2843423/18-24 (5I)M. Кл.

G 05 D 13/26 с присоединением заявки М .)ооудврстееиный комитет (23) Приоритет во делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.1 181 Бюллетень М 42

Дата опубликования описания 15.1181

{ 53) УД К 621-43 ° .О38 .7(O88.8) В.С.Божков, А.С.Виксман. Э.Г.Мог левский,- В;:-Х.Пачем и и В.И.Тимошкин ,: сс

/ )"

Ленинградский машиностроительныйзвзед-.".За з9а" им. К.Е.Ворошилова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДВУХИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ТЕПЛОВЫХ

ДВИГАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к автомати ческому регулированию скорости тепловых двигателей и может быть исполь зовано в дизель-генераторе для регулирования скорости вращения.

Известен регулятор скорости дизель- з генератора, содержащий электромагнит с якорем, связанным тягой с золотником, который управляет перемещением сервопоршня, шток которого соединяется с рейкой топливного насоса 51).

Недостатком регулятора является неустойчивая работа в переходных процессах при изменении нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухимпульсный регулятор скорости тепловых двигателей, содержащий центробежный датчик скорости, соединенный с первым подпружиненным Золотником, ю расположенным в первом сервопоршне, электрогидроусилитель с установленным в нем вторым сервопоршнем, связанным пружиной с первым упругим элементом и вторым золотником, связанным тягой с якорем электромагнита, содержащего пружинную подвеску, и рычажный узел, соединенный со штоками первого и второго сервопоршней и с органом изменения подачи топлива $23 .

К основным недостаткам данного регулятора относятся малое быстродействие регулятора скорости при зиенении на грузки дизель-генератора при большой жесткости пружинной подвески, при которой обеспечивается устойчивая работа электрогидроусилителя, снижение устойчивости работы электрогидроусилителя при малой жесткости пружинной подвески, при которой обеспечивается большое быстродействие регулятора скорости при изменении нагрузки.

Известно, что для повышения быстродействия электрогидроусилителя, имеющего большой диаметр сервопоршня, при установленном в регуляторедавлении жидкости, например масла, 88169 приходится увеличивать диаметр управляющего золотника и развиваемое электромагнитом усилие, что приводит к увеличению габаритов электромагнита, электрогидроусилителя и регуля" тора скорости в целом.

Целью изобретения является повышение быстродействия регулятора скорости.

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор введен второй рругий элемент, установленный на тяге со стороны; противоположной пружинной подвеске электромагнита.

На фиг. 1 изображена схема двухимпульсного регулятора скорости тепловых двигателей, на фиг. 2 — зависимость изменения усилия электромагнита от перемещения тяги электрогидроусилителя с регулируемым упругим элементом и без него, на фиг. 3 — осциллограмма перемещения сервопоршня эпектрогидроусилителя в переходных процессах.

Двухимпулсьный регулятор скорости тепловых двигателей состоит из центробежного датчика скорости 1, свя" занного с первым подпружиненным золотником 2, который управляет первым сервопоршнем 3. Электрогидроусипитель

4 преобразовывает электрический сигнал измерителя нагрузки в пропорциональное перемещение второго сервопоршня 5. Электро-. идроусилитель состоит из второго сервопоршня 5, на который воздействует первый упругий элемент 6, и второго золотника 7, связанного через тягу 8 с якорем 9 управляющего электромагнита 10, имеющего пружинную подвеску 11. Суммирующий рычажный узел 12 соединяет шток первого сервопоршня и шток второго сервопоршня и перемещает орган изменения подачи топлива 13. К тяге со стороны, противоположной пружинной подвеске электромагнита, подведен с незначительным зазором и в неподжатом состоянии второй упругий элемент " пружина 14, положение которого регулируется двумя гайками 15. На што ке второго сервопоршня 5 установлены две пружины 16 силовой обратной связи. В установившемся режиме тяга 8 занимает определенное среднее положение, при котором суммирующиеся на ней магнитные силы электромагнита 10, усилие пружин силовой обратной свя" зи- 16 и упругие силы подвески 11 взаимно уравновешиваются. При этом

3 4 усилие второго упругого элемента 14 на тягу 8 равно нулю.

Двухимпульсный регулятор скорости работает следующим образом.

Электрический сигнал, пропорциональный нагрузке, от измерителя нагрузки поступает на катушки электромагнита (не обозначены). Под действием электромагнитной силы якорь

9 поворачивается, преодолевая сопротивление упругих подвесок 11, вместе с якорем поворачивается тяга

8, которая перемещает второй золотник 7. Через образовавшуюся щель масло поступает по второй сервопоршень 5 и перемещает его. При этом первый упругий элемент 6 сжимается.

Перемещение поршня продолжается до тех пор, пока пружина силовой обратной связи 16, упирающаяся в тягу 8 и второй сервопоршень 5,не вернет якорь 9 в исходное положение, при ко. тором второй золотник 7 закрывает щель, через которую масло поступает к поршню. В новом установившемся режиме усилие пружины силовой обратной связи уравновешивает электромагнитную силу магнита 10. Своим штоком поршень поворачивает рычаг суммирующего рычажного узла 12 и связанный с ним орган изменения подачи топлива 13.

При уменьшении нагрузки, поступающей от измерителя нагрузки, электрический сигнал уменьшается, уменьшается и электромагнитная сила. В результате под действием неуравновешенного момента от действия пружин силовой обратной связи якорь 9 с тягой 8 по. ворачивается в другую сторону. При этом второй золотник 7 открывает щель, через которую из-под поршня масло начинает сливаться, и поршень, рычаги узла 12, орган изменения подачи топлива под действием первого упругого элемента 6 смещаются в сторону уменьшения подачи топлива. В описанном переходном процессе второй упругий элемент 14 оказывает кратковременное воздействие на тягу 8 при уменьшении сигнала нагрузки.

При возвращении якоря 9 с тягой 8 в исходное положение действие пружины на тягу 8 исчезает, т.е. пружина не оказывает влияния на окончательный результат регулирования, обеспечивая этим высокую статическую точность регулирования (фиг.2).

Для повышения быстродействия электрогидроусилителя при изменении наг88 рузки значительно снижена жесткость подвесок 11. При этом устойчивость гидравлической системы гидроусилителя снижается. Для исключения возможнос" ти появления в гидросистеме незатухающих колебаний с высокой частотой установлен .второй упругий элемент 14 с одной стороны тяги 8 с незначитель. ным зазором, регулируемым гайками 15,, При возникновении колебаний в гидросистеме электрогидроусилителя 4 после мгновенного изменения электрического сигнала тяга 8 со вторым золотником 7 начинает совершать ко"... лебания относительно своего среднего положения. Энергия, рассеиваемая гидросистемой при таких колебательных движениях, будет поглощается вторым упругим элементом 14. При этом колебания гидросистемы исчезают. В реальном переходном процессе такие колебания при наличии в конструкции упругого упора длятся 0,01-0,02 с или вообще не возникают (фиг. 3) . Таким образом, при малой жесткости подвесок 11 достигается высокое быстродействие и статическая точность электрогидроусилителя 4, а следовательно двухимпульсного регулятора скорости при сохранении высокой устойчивости.

Второй золотник 7,. а также электромагнит 10 выполняются наименьших размеров, чем и достигается компактность конструкции электрогидроусилителя и двухимпульсного регулятора скорости в целом.

На фиг. 3 показан переходный процесс при имитации мгновенного наброса номинальной нагрузки на одном и том же электрогидроусилителе с жесткими подвесками, а также с мягкими

1693 6 подвесками и регулируемым упругим элементом (пружиной) .

Введение второго упругого элемента со стороны тяги, противоположно расположенного относительно пружинной подвес ки,позволяет улучшить быстродействие двухимпульсного регулятора скорости в переходных процессах в 1,5 раза при сохранении устойчивости и без увели" о чения габаритов регулятора.

Формула изобретения

Двухимпульсный регулятор скорости тепловых двигателей, содержащий центробежный датчик скорости, соединен"

-ный с первым яадпружиненным золотниI ком, расположенным в первом сервопоршне, электрогидроусилитевь с устаI новленным в нем вторым сервопоршнем, связанным пружиной с первым упругим элементом и вторым золотником, свя" занным тягой с якорем элеткромагнита, содержащего пружинную подвеску, и рычажный узел, соединенный со штока-, ми первого и второго сервопоршней и с органом изменения подачи топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия регулятора, в него введен второй упру» гий элемент, установленный на тяге со стороны, противоположной пружинной подвеске электромагнита, Источники информации, 35 принятые во внимание при экспертиза

1. Авторское свидетельство СССР

11 263718, кл. G 05 D 13/26, 1968.

2. Крутов В.И. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания. 11., "Машиностроение", 1968, с. 275 (прототип).

881693

9969/71 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель В.Скибенко

Редактор Л.Плисак Техред М.Голинка Корректор Л.Бокшан