Регулятор частоты вращения для двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11 5115 Р 02 О 23/02 Я г" 11 Ргуцч И ственное об уре двигате нение ЦНИС. Мороз льство ССС 23/02, 1983(57) Регуляторчувствительныйрычаг 5 и тягу 7вания, упор-огр ЛЯТОР ЧАСТОТЫАТЕЛЯ ВНУТРЕНН РАЩЕНИЯГО СГОРАтробежный орый через м 8 дозиро олненный в содержит це элемент 1, ко вязан с орган ничитель, вып Да ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетМ 1139872, кл. Г 02 О 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 п 1 от торцовой части рабочей полости до проточки 25, выполненной на поверхности поршня 13, превышает расстояние п 2 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.Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания, в частности к центробежным регуляторам для двигателей внутреннего сгорания с коррекцией топливоподачи,Цель изобретения - повышение точности регулирования топливоподачи путем введения отрицательной коррекции,На фиг,1 изображен регулятор частоты вращения для двигателя внутреннего сгорания, 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 характеристике в режиме отрицательного корректирования; на фиг,4 - вариант исполнения регулятора с наддувнымкорректором; на фиг.5 - скоростная характеристика . регулятора, зависимость цикловой подачи топлива (ц) от частоты вращения (и).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 орга ном 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 1 поршня 13 и торцовой поверхностью з 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 М поршня 13 имеются: золотник 22 с торцом т, 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 18со сливным отверстием.Кроме того, в положении регулятора,соответствующем пусковой подаче топлива,5 расстояние й 1 от торцовой части рабочейполости 18 до проточки 25 превышает расстояние й 2 от торца т золотника 22 до радиальных отверстий 20 в теле поршня 13.Золотник 22 может быть жестко за 10 креплен в корпусе регулятора (фиг,1,2,3)или связан с каким-либо дополнительнымчувствительным элементом, реагирующимна параметры двигателя или окружающейсреды, На фиг,4, например, предлагаемый15 регулятор изображен для случая исполнения его с наддувным корректором, когдазолотник 22 связан с датчиком давлениянаддувочного воздуха, подаваемого в цилиндры дизельного двигателя. Датчик дав 20 ления наддувочного воздуха состоит изкорпуса 26, эластичный мембраны 27 соштоком 28 и пружины 29, воздействующейна мембрану 27. Шток 28 мембраны 27через рыча 30 связан с золотником 22.25 Давление наддувочного воздуха поступаетв датчик черезштуцер 31. Упор 32 ограничивает перемещение золотника 22 при увеличении давления наддува.Регулятор работает следующим обра 30 зом.Перед пуском дизеля переставляют рычаг 10 управления регулятором в положение максимальной частоты вращения доупора 11 и затягивают главную пружину 9.35 Так как при неработающем двигателе давление в системе смазки и в рабочей камере18 отсутствует, то поршень 13 под действием пружины 16 находится в крайнем левомположении, рабочая полость 18 разобщена40 с проточкой 25, а золотник 22 перекрываетрадиальные отверстия 20,Рычаг 5 под действием затянутой главной пружины 9 перемещает доэирующийорган 8 в пусковое положение, соответству 45 ющее увеличенной подаче топлива (в направлении стрелки + ц на фиг,1). При этомдозирующий орган 8 упирается в колпак14, сжимая пружину 24, и перемещает шток23 механического корректора, который пе 50 рекрывает дополнительные отверстия 21 впоршне 13. Величина цикловой подачи впусковом положении поршня 13 соответствует значению, отмеченному точкой а наскоростной характеристике (фиг.5),55 После запуска двигателя его частотавращения резко возрастает и центробежный чувствительный элемент 1 (фиг,1), воздействуя на муфту 4 и преодолевая усилиеглавной пружины 9, перемещает рычаг 5 исвязанный с ним через тягу 7 дозирующийорган 8 в положение уменьшенной подачи топлива, соответствующей режиму холостого хода при максимальной частоте вращения пхх (точка д 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 1 золотника 22 отверстий 20 (фиг,2). Так как в коНструкции предусмотрено превышение расстояния п 1 на п 2, то рабочая полость 18 остается разобщенной с проточкой 25. При равенстве расхода масла через штуцер 19 и проходное сечение, образуемое отверстиями 20 и торцом 1, устанавливается равновесное положение поршня . 13, соответствующее заданному положению золотника 22, Таким образом, поршень 13 отслеживает положение торца 1 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 + ц), 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 + ц, фиг.2 и 3), в результате крутящий момент двигателя будет увеличиваться по кривой 6-г (фиг.5). На режиме максимального крутящего момента пм шток 23 (фиг,З) 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 з корпуса 15 исообщится со сливной магистралью (фиг.З), т.е. будет осуществляться отрицательное корректирование подачи топлива. Здесь, как и впредыдущем случае, поршень 13 займетравновесное положение, определяемое равенством расхода масла через штуцер 19 и5 проходное сечение, образованное проточкой 25 и торцовой поверхностью з корпуса15, Подача топлива при этом уменьшится довеличины, обеспечивающей допустимыетепловые и механические нагрузки на дви 10 гатель (точка дна фиг,5), При этом значительно снижается дымность и токсичностьотработавших газов, а также уменьшитсярасход топлива. Кроме того, уменьшениеподачи топлива вынудит водителя умень 15 шить нагрузку на двигатель (например, изменением передаточного отношения втрансмиссии машины) и перевести двигатель в зону наиболее благоприятных скоростных и нагрузочных режимов работы,20 Как только нагрузка на двигатель снизится, дозирующий орган 8 под действиемцентробежного чувствительного элемента 1займет положение уменьшенной подачитоплива. Вслед за ним усилием пружины 2425 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 под30 действием пружины 16 вернется в положене, показанное на фиг,2, и будет отслеживать отверстиями 20 торец т золотника 22.При неполной затяжке главной пружины 9 рычагом 10 образуются частичные ре-.35 гуляторные характеристики подачи топливаво всем рабочем диапазоне скоростных инагрузочных режимов, например характеристика и е (фиг.5),После остановки двигателя давление в40 системе смазки и в рабочей камере 18уменьшается 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 взависимости от давления наддувочного воздуха, поступающего в датчик давления над 50 дува через штуцер 31. Воздействиедавления наддувочного воздуха на мембрану 27 вызывает сжатие пружины 29 и перемещение штока 28, который через рычаг 30передвигает золотник 22 относительно кор 55 пуса 15 пропорционально величине давления наддува.Изменение положения золотника 22 вызывает перемещение поршня 13, который, отслеживая торец т золотника 22 (фиг.2), также займет положение, соответствующее1574875 Я ЯО 13 онкретной величине давления наддува, Наиг.5 кривая о - г соответстует режиму1 1работы двигателя при отсутствии или маломдавлении наддува, а кривая б-г - режимуработы с нормальным давлением наддува 5при положении золотника 22 на упоре 32(фиг.4). При промежуточных значенияхавления наддува подача топлива будет наодиться . в зоне, ограниченной четырехугольником Ьгг Ьфиг.5). 1 ОАналогичным способом может осушествляться корректирование подачи топливапо любому другому параметру, например по,температуре окружающего воздуха, атмос, ферному давлению, температуре отработавших газов, свойствам применяемоготоплива и т.д,Таким образом, предлагаемый регулятор обеспечивает отрицательное корректи, рование внешней характеристики, За счет 20этого снижается эксплуатационный расходтоп, лива, уменьшаются выбросы токсических ком понентов в атмосферу и увеличивается ресурсдвигателя вследствие уменьшения терми ческих и механических нагрузок на цилиндропоршневую группу,Ф ормула и зо бр ете н и я Регулятор частоты вращения для двига- ЗО теля внутреннего сгорания, содержащий центробежный чувствительный элемент, кинематически связанный через рычаг г;,. улятора с органом дозирования топливоподачи, и взаимодействующие с органом доэирования топливоподачи пружинный механический корректор и упор - ограничитель 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 - со сливной магистралью, и золотника, размещенного в осевом канале поршня, о тл и ч а ю щ и й с я 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,изводственно-издательский комбинат "Патент" город, ул.Гагарина, 10 каз 1770 Тираж 438 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5