Регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) 01 347 450 Г 02 Р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Киевский автомобильно-дорожный институт им. 60-летия Великой Октябрьскойсоциалистической революции(54) (57) 1. РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГОСГОРАНИЯ по авт, св.909251, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования частоты вращения двигателя на переходных режимах, рычаг обратной связи снабжен реле линейной скорости, а промежуточная тяга снабжена электромагнитным исполнительным механизмом,подключенным в источнику питания, причем реле линейной скорости кинеметическисвязано с силовым рычагом и электрически - с электромагнитным исполнительныммеханизмом, который кинематически связанс рычагом пружины регулятора. 2. Регулятор ио п. 1, отличающиися тем, что реле линейной скорости выполнено в виде подвижного и двух неподвижных контактов, причем подвижный контакт снабжен двумя йружинами, установлен между двумя неподвижными контактами и кинематически связан с силовым рычагом регулятора и электрически - с одним,из полюсов источника питания, а неподвижные контакты электрически связаны с электромагнитным исполнительным механизмом,3. Регулятор по п, 1, отлачающийся тем, что электромагнитный исполнительный механизм выполнен в виде двух соленоидов с подвижными сердечниками и ползуна, причем ползун кинематически связан с рычагом пружины регулятора и с одним из подвижных сердечников,.а другой подвижный 9 сердечник выполнен с буртиком и пружиной с предварительной затяжкой, один конец которой связан с корпусом соленоида, а второй - с буртиком сердечника.4. Регулятор ио п, 1, отличающийся тем, что электромагнитный исполнительный механизм снабжен двумя выключателями, кинематически связанными с управляющим золотником сервомотора.51015 Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания.По основному авт. св. Мо 90925 известен регулятор частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, содержащий чувствительный элемент, соединенный с органом дозирования топлива,и пружиной регулятора через рычаг управления, рычаг пружины, связанной промежуточной тягой с рычагом управления. Регулятор дополнительно снабжен сервомотором с управляющим золотником, рычагом обратной связи и двуплечим рычагом, причем золотник и шток сервомотора через рычаг обратной связи подсоединен к рычагу регулятора, рычаг пружины регулятора через двуплечий рычаг - со штоком сервомотора и через промежуточную тягу - с рычагом управления. Промежуточная тяга снабжена подвижной опорой с роликами и регулировочным винтом. При работе двигателя с переменной нагрузкой его частота вращения изменяется, что приводит к изменению центробежной силы чувствительного элемента регулятора, При этом под воздействием этой силы поворачивается рычаг регулятора, изменяя положение органа дозирования топлива и величину натяжения пружинь 1 регулятора. Одновременно с этим перемещение рычага вызывает перемещение связанного с ним через рычаг обратной связи управляющего золотника сервомотора, При этом в цилиндр сервомотора под давлением поступает рабочая жидкость, обеспечивая перемещение поршня в направлении, противоположном перемещению золотника. Перемещение поршня приводит к изменению натяжения пружины регулятора и обратному перемещению управ ляющего золотника до его нейтрального положения, после чего поршень останавливается в некотором новом положении, которое зависит от величины нагрузки на двигатель. В результате изменение частоты вращения двигателя при изменении нагрузки зависит не от жесткости пружины регулятора, как это имеет место в обычном всережимном регуляторе, а от степени корректирования натяжения пружины, осуществляемого сервомотором. Таким образом обеспечивается уменьшение наклона регуляторной характеристики двигателя по сравнению с наклоном регуляторной характеристики, формируемой обычным всережимным механическим регулятором, причем величина наклона может изменяться на ходу дизеля с помощью подвижной опоры промежуточной тяги и регулировочного винта 11.Недостатком этого регулятора является то, что динамические показатели системы регулирования (заброс частоты вращения и длительность переходного процесса) практически определяются свойствами всережимного механического регулятора, кото 20 25 30 35 40 45 50 55 рые не могут обеспечить требования к регуляторам первого класса точности по ГОСТ 10511 - 72,Целью изобретения является повышение точности регулирования частоты вращения двигателя на переходных режимах.Цель достигается тем, что в регуляторе частоты вращения двигателя внутреннего сгорания рычаг обратной связи снабжен реле линейной скорости, а промежуточная тяга снабжена электромагнитным исполнительным механизмом, подключенным к источнику питания, причем реле линейной скорости кинематически связано с силовым рычагом регулятора и электрически - с электромагнитным исполнительным механизмом, который кинематицески связан с рычагом пружины регулятора. Реле линейной скорости выполнено в виде одного подвижного и двух неподвижных контактов, причем подвижный контакт снабжен двумя пружинами, установлен между двумя неподвижными контактами и кинематически связан с силовым рычагом регулятора и электрически - с одним из полюсов источника питания, а неподвижные контакты электрически связаны с электромагнитным исполнительным механизмом,Электромагнитный исполнительный механизм выполнен в виде двух соленоидов с подвижными сердечниками и ползуна, причем ползун кинематически связан с рычагом пружины регулятора и с одним из подвижных сердечников, а другой подвижный сердечник выполнен с буртиком и пружиной с предварительной затяжкой, один конец которой связан с корпусом соленоида, а второй - с буртиком сердечника.Электромагнитный исполнительный механизм снабжен двумя выключателями, кинематически связанными с управляющим золотником сервомотора.На фиг. 1 приведена принципиальная схема регулятора; на фиг. 2 - зависимость частоты вращения от времени переходного процесса при сбросе - набросе 100 О/О нагрузки и нулевом наклоне регуляторной характеристики двигателя с регулятором прототипом (кривая 1) к с предлагаемым (кривая 2).Регулятор содержит чувствительный элемент 1, кинематически связанный с помощью силового рычага2 с органом 3 дозирования топлива, пружиной 4 и подвижным контактом 5 реле ли ней ной скорости 6, П одвижный контакт 5 удерживается в нейтральном положении двумя растянутыми пружинами 7, натяжение которых регулируется винтами 8, и расположен между двумя неподвижными контактами 9 и 10. Воздушный зазор между подвижным 5 и неподвижными контактами 9 и 10 регулируется винтами 11.3Реле линейной скорости 6 установлено на рычаге 12 обратной связи., который связан с управляющим золотником 13 и поршнем 14 сервомотора 15. Шток 16 поршня 14 посредством двуплечего рычага 17 связан с рычагом 18 пружины 4 регулятора и ползуном 19 электромагнитного исполнительного механизма 20, который установлен на промежуточной тяге 21, связанной с рычагом управления 22. Электромагнитный исполнительный механизм 20 состоит из двух соленоидов 23 и 24 с подвижными сердечниками 25 и 26, пружины 27 с предварительной затяжкой и регулировочного винта 28. На сердечнике 25 выполнен буртик 29, а сердечник 26 прикреплен к ползуну 9.Подвижный контакт 5 реле линейной скорости 6 электрически связан с одним из полюсов источника питания 30, а неподвижные контакты 9 и 10 через параллельно соединенные выключатели 31 - соответственно с соленоидами 23 и 24.Промежуточная тяга 21 снабжена подвижной опорой 32 с роликами 33 и регулировочным винтом 34. Полость управляющего золотника 13 сообщена с полостью цилиндра сервомотора 15 при помощи каналов 35 и 36. Перемещение поршня 14 в пределах рабочего хода ограничено регулируемыми упорами 37 и 38, поворот рычага 18 пружины 4 в сторону увеличения подачи топлива ограничен упором 39, поворот силового рычага 2 в сторону выключения подачи топлива ограничен упором 40.Для подачи рабочей жидкости в сервомотор регулятор снабжен насосом 41 с пе-, репускным клапаном 42, масляным резервуаром 43 и фильтром 44,Регулятор работает следующим образом.При работе двигателя в режиме, заданном рычагом 22 управления, центробежная сила грузов чувствительного элемента 1 уравновешивается восстанавливающей силой пружины 4.Восстанавливающая сила зависит от предварительной деформации пружины 4 регулятора (от положения рычага 18) и положения органа 3 дозирования подачи топлива. Подвижный контакт 5 реле линейной скорости 6 удерживается пружинами 7 в нейтральном положении, при котором обеспечивается воздушный зазор между этим контактом и неподвижными контактами 9 и 10. Золотник 13 перекрывает каналы, соединяющие золотниковую полость с полостью цилиндра. Поршень 14 находится в некотором положении, зависящем от нагрузки на двигатель. В случае номинальной нагрузки он будет находиться на упоре 37. Сердечник 25 соленоида 23 под действием сжатой пружины 27, натяжение которой превышает максимально возможное натяжение пружины 4 с учетом передаточного отношения от ползуна 19 к пружине 4, находится в крайнем правом положении. Ползун 19 под действием пружины 4 упирается в сердечник 25. Выключатели 31 находятся в разомкнутом положении.С уменьшением нагрузки частота вращения двигателя увеличивается, что приводит к увеличению центробежной силы чувствительного элемента 1. В результате 1 О этого силовой рычаг 2 поворачивается влево со скоростью, зависящей от скорости увеличения центробежной силы чувствительного элемента (от углового ускорения вала двигателя), перемещая связанный с ним орган 3 дозирования подачи топлива в сторону уменьшения подачи и растягивая пружину 4. Перемещение силового рычага 2 вызывает одновременное смещение подвижного контакта 5 влево от нейтрального положения и поворот рычага 12 обратной 20 связи вокруг шарнирного соединения этогорычага со штоком поршня 14. При этом величина смещения подвижного контакта 5 будет зависеть от скорости перемещения силового рычага 2, величины вязкого трения золотника 13 и натяжения пружин 7 (влиянием сил пружин включателей 31 пренебрегаем из-за их малости),Смешение подвижного контакта 5 будетпродолжаться до упора его в регулировочный винт 11 неподвижного контакта 9. После этого перемещение рычага 2 будет обеспечивать только поворот рычага 12 обратной связи, благодаря чему золотник 13 сместится влево от нейтрального положения.При этом произойдет замыкание контактов левого включателя 31 и электрический ток З 5 от источника питания 30 через замкнутыеконтакты 5 и 9 реле линейной скорости и выклочатель 31 поступит в катушку соленоида 23 и подвижный сердечник 25 сместится влево, сжимая пружину 2. Под действием 40пружины 4 регулятора ползун 19 сместится влево, что приведет к повороту двуплечего рычага 17 вокруг его шарнирного соединения со штоком 16 до упора в регулировочный винт 28. При этом рычаг 18 повернется в сторону уменьшения натяжения пру жины 4 регулятора.Уменьшение натяжения пружины 4 регулятора приведет к дополнительному перемещению силового рычага 2 влево и, следовательно, перемещению органа 3 дозирования нодачи топлива в сторону уменьшения подачи.Одновременно с этим поворот рычага 12обратной связи приводит к смещению золотника 13 влево и каналы 35 и 36 открываются. Рабочая жидкость под давлением поступает через открытый канал 35 в левую полость цилиндра сервомотора 15.Под действием рабочей жидкости на поршень 14 последний переместится вправо ичерез двуплечий рыча 7 ивернет рычаг 8 пружины 4, )то ц.гзыве догтс)лнительное умецьц;ение ее предварительного натяженияя.Ьлагодаря умецьшсцию натяжения пружины 4 регулятора, осуцествляемого электромагнитным исполнительным механИзмом 20 и поршнем 14 сервомотора 15, силовой рычаг 2 повернется влево до упора в регулировочный винт 40, что соответствует положению дозирующего органа 3 при выключенной подаче тоцлггва.1 ри этом перемещение силового рь)чага 2 прекратится и под действием пружин 7 подвижный контакт 5 сместится вправо в нейтральное положение, разомкнув цепь цитацц голец)ида 23. 11 од 51 сйствием пружины 2 сердечник 25 сместится в крайнее правое положение. Неремецгая в нейтральное положение ползуц 19 и увеличивая натяжение с;ружицы 4 регулятора. Г 1 ри этом силовой рычаг 2 н орган 3 дозирования подачи топлива сместятся в сторону увеличеци подачи топлива. Перемещение силс)вого рычага 2 вызовет смешение подвижного контакта 5 вправо до упора в регулировочцый винт 1 неподвижного контакта 10. Благодар тому, что в этот момент времени золотник 13 будет находиться в смещенном влево от нейтрального положения. контакты левого включателя 3 будут замкцуты- М И.О ЭТ О.г у Л р Р 3 а М Ы К а Н ИКО Н Та КТО В С) И 10 электрический ток поступит к соленоиду 24. Г 1 ри это сердечник 26 и свзанцый с, цим ползу 19 смесятся Вграьо, раст 5 ггивая пружицч 4 регулятора до упора рычага 18 В .регулироочный Ви 39. Увеличение натяжения пружины 4 регулятора ускорит псрехгещен)ге лового рычага 2 и связаццс)го с ццм органа .1 Ози)Овцгя 3 в сторону чвеличения подачи топ,ива.0 дцс)врехгсццо с этим церемец )цие )гОрш - ня сервомотора 14 совместно с обратным церемегцецием си,н)вого рычага 2 вызовут обратное перемещение управляющего золотника ., Вгразо. Гхс)гда золотник 13 займет ц;Йтральцое пс)ложение, то произойдет размыкание контактов левого вкл)очател 5 31 и закрытие каналов 35 и 36. Г 1 ри этом цодача тока к соеггоиду 24 прекратится и нч)лзуц9 цо, действ )ем пружины 4 регулятора с)с рнется В гейтральцсс полокение. При закрытии каналов 3) и 36 пс пш ц: остановится в цс),чожении зависящем от величины гс)расываеой цагру, и. Б случае полис)гс) сброса:.гарчзк) пог,гег 14 остановится ца упоре 38. .а этсв прогесс регул и рова и рекр. Нсл;гс 5.Г 5 результате эс)сстрома Нитный ипол н и т е.ь ц ы и м с х а н и 3 м, В сэ з д се гг с т 1 ч 5 н а Г 1 р ч . жипу регулятора, обеспечивает увеличениескорости перемещения органа 3 дозировация подачи топлива в период переходногопроцесса, чем достигается уменьшение набросов частоты врагцения двигателя (фиг. 2кривая 2).При увеличении нагрузки регулятор работает аналогично, но орган 3 дозированияподачи топлива, подвижный контакт 5, золотник 13, поршень 14, ползун 19 и рычаг 18перемешаются в противоположном направлении. При этом цепи питания соленоидов23 и 24 будут замыкаться правым включателем 31.Степень временного корректированиянатяжения пружины 4, осуществляемогоэлектромагнитным исполнительным механизмом, регулируется путем изменения рабочего перемещения ползуна 19 регулировочными винтами 28 и 39. Чувствительностьрегулятора по скорости церемег 11 е)гия сило 21 вого рычага 2 регулируется путем изменения натяж"ция пружин 7 помощью регулировочных Винтов 8.Серномотор обеспечивает корректирование натяжения пружины регулятора в зависимости от степени уменьшения нагрузкина двигатель, чем достигается уменьшениенаклона регчляторггои характеристики двигателя, по сравнению с хаГактеристикой,бесцечиваемой ооычным всережимчым регул гором,3,.) Для изменения наклона регуляторнойхарактеристики, необходнмссть которого возникает при ,астройке нескольких двигателейца параллельную работу, необходимо врасцением эеулирОВОчцого винта 34 изменитьположение промежуточной тяги 21, прохоЗ 5 дящей между рс)лггками 33 подвижной опоры 32. Г 1 ри этом длина нц)снего плеча рыага 17 изменяется и, следовательцо, изменется передаточное число ст штока 16к рычагу 18. Это значит, что при одзнаковом изм;ненни нагрузки Нереме)ленни поршня 14) корректировка предварительного натяжения прукипы 4 регулятора будет различной, чем достигается разный наклонрссгуляторцой характерисгики, включая.уЛЕВОй с ОтрнцатЕЛЬНЫй.4 С помощьго рычага 22 управления можНО сзчснять настройгсу регулятора, чем Обеспечивается его всережимцо ть.Использование регулятора частоты вращения позволит существенно улучшить наряду со ста;цческими и динамические свойства системь; автоматическогс регулирования,сзс".Оты Вра пения дизель-электрическихагрегатоз и обеспечит возмс жность настрой.ки таких агрсггатов ца параллельную раооту.ичохосо елин го 1 М. Нелолу женнозаказ)87434ВНИИПОпо д3035, МФилиал ППП ИщенкоКорректор Лолппсноекомитета СССРоткрытийскан наб д. е/5и, ул. Проектнаягот вит". ь В.