Двухрежимный регулятор частоты вращения автомобильного дизеля

 

Использование: центробежные регуляторы частоты вращения дизелей. Сущность изобретения: двухрежимный регулятор частоты вращения дизеля позволяет улучшить эффективность работы автомобиля на режимах принудительного холостого хода, уменьшить эксплутационный расход топлива путем изменения характеристик регулятора рычагом 19 управления, который одним плечом соединен через тягу 22 с силовым рычагом 6, а другим упирается через поршень 18 в пружину 17 максимальных скоростных режимов. Опора 20 рычага 19 управления установлена на корпусе с возможностью перемещения вдоль рычага 19 управления. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к центробежным регуляторам частоты вращения дизелей.

Известны двухрежимные регуляторы частоты вращения дизелей, содержащие приводной вал, центробежные грузы, муфту, рычаг управления и пружины, противодействующие центробежной силе грузов и через рычаги и тяги перемещающие рейку топливного насоса (Двигатели ЯМЗ-204. М. Машгиз, 1956, с. 220). Данные регуляторы обеспечивают регулирование минимальных и максимальных скоростных режимов. Регулирование подачи топлива на промежуточных скоростных режимах осуществляется только водителем. При этом регуляторами возможно реверсивное корректирование внешней характеристики.

Однако характеристики таких регуляторов не обеспечивают экономично-эффективную работу автомобиля, особенно на режимах принудительного холостого хода, где не включается подача топлива. Для достижения эффективной работы двигателя необходимо регулирование всех скоростных режимов холостого хода, а также настройка ширины регулируемых минимальных и максимальных скоростных режимов.

Наиболее близким к изобретению является регулятор частоты вращения дизеля (авт. св. СССР N 1084478, кл. F 02 D 1/04, 1984), содержащий корпус, приводной вал с крестовиной, центробежные грузы, размещенные на последней, основную муфту, установленную с возможностью осевого перемещения вдоль приводного вала, силовой рычаг, шарнирно соединенный с основной муфтой, промежуточную муфту, установленную соосно основной муфте с возможностью перемещения вдоль последней и с возможностью взаимодействия с центробежными грузами, двуплечий рычаг, шарнирно установленный на силовом рычаге с возможностью взаимодействия первым плечом с рейкой топливного насоса, дизеля, а вторым с промежуточной муфтой, пружинный антикорректор, размещенный между первым плечом двуплечего рычага и силовым рычагом, неподвижный стакан с пружинами минимального и максимального скоростного режимов, рычаг управления с опорой, тягу, соединяющую рычаг управления с силовым рычагом, причем промежуточная муфта установлена с возможностью взаимодействия с первой торцовой поверхностью основной муфты, а вторая торцовая поверхность основной муфты выполнена с возможностью взаимодействия с пружинами минимального и максимального скоростного режимов.

Однако данный регулятор также не обеспечивает регулирование всех скоростных режимов холостого хода и настройки ширины регулируемых минимального и максимального скоростного режимов, которые необходимы для обеспечения технических результатов предлагаемого изобрете- ния.

Для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата регулятор снабжен подвижным стаканом и поршнем, размещенными в неподвижном стакане, причем пружина минимального скоростного режима установлена между основной муфтой и внутренней поверхностью подвижного стакана, пружина максимального скоростного режима между наружной поверхностью подвижного стакана и внутренней поверхностью поршня, рычаг управления выполнен двуплечим и установлен с возможностью взаимодействия одним своим плечом с наружной поверхностью поршня, а другим плечом с тягой.

Опора рычага управления может быть установлена на корпусе с возможностью перемещения вдоль рычага управления.

Сопоставительный анализ признаков предлагаемого регулятора с прототипом показывает, что шарнир силового рычага подпружинен, а рычаг управления упирается через поршень в пружину максимального скоростного режима. Кроме того, рычаг может быть установлен в корпусе на подвижной регулируемой опоре, что в известных регуляторах не применялось.

Соответственно предлагаемое техническое решение позволяет достичь уменьшения расхода топлива при работе на режимах принудительного холостого хода и повышения эффективности работы дизеля, причем без изменения конструкции регулятора можно настраивать характеристики, наиболее подходящие для средств различного назначения.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема регулятора; на фиг. 2 его статические характеристики, где обозначено: К координата рейки, С частота вращения дизеля, Х координата рычага управления.

Регулятор состоит из следующих элементов (фиг. 1). На приводном валу 1 жестко установлена крестовина 2 с шарнирно укрепленными грузами 3, опирающимися своими лапками через промежуточную муфту 4 в двуплечий рычаг 5, шарнирно установленный на силовом рычаге 6 и связанный с ним через пружину 7, шток 8 антикорректора и ограничитель 9, связанный тягой 10 с рейкой 11 топливного насоса. Промежуточная муфта 4 установлена соосно основной муфте 12 с возможностью перемещения вдоль последней, причем основная муфта 12 установлена с возможностью взаимодействия одним своим торцем с промежуточной муфтой 4, а другим через пружину 13 и шток 14 корректора с пружиной 15 минимальных скоростных режимов, размещенную между основной муфтой 12 и внутренней поверхностью подвижного стакана 16, между внешней поверхностью последнего и внутренней поверхностью поршня 18 установлена пружина 17 внешних скоростных режимов. Рычаг 19 управления выполнен двуплечим и установлен с возможностью взаимодействия одним своим плечом с наружной поверхностью поршня 18, а другим плечом с тягой 22. Шарнирная опора 20 рычага 19 управления установлена в корпусе подвижно, причем положение последней регулируется с помощью винта 21. Силовой рычаг 6, шарнирно сочлененный с основной муфтой 12, одним концом связан с тягой 22, а другим через винт 23 взаимодействует с корпусом.

Регулятор работает следующим образом.

Если рычаг 19 управления занимает максимальное положение Х _max, пружина 15 минимальных скоростных режимов сжата до упора в стакан 16 и тем самым выключена из работы. При увеличении частоты вращения приводного вала 1 возникает центробежная сила грузов 3, которая передается через промежуточную муфту 4 на рычаг 5 и поворачивает его против часовой стрелки, сжимая пружину 7 антикорректора и перемещая рейку 11 на увеличение подачи. Начало перемещения соответствует точке а при частоте вращения С₁ (фиг. 2). В конце перемещения (точка б) рычаг 5 входит в соприкосновение с рычагом 6. Дальнейшее увеличение частоты вращения не приводит к изменению координаты рейки 11, пока центробежная сила грузов 3 не сравняется с усилием затяжки пружины 13 корректора (точки в). Муфта 12, поджимаемая промежуточной муфтой 4, при сжатии пружины 13 перемещается вправо, поворачивая рычаг 6 с установленным на нем рычагом 5 по часовой стрелке вокруг неподвижной нижней точки. При этом рейка 11 перемещается на уменьшение подачи, формируется участок характеристики в-г. Дальнейшее перемещение муфт 12 и 4 осуществляется только при достижении центробежной силой грузов 3 усилия предварительной затяжки пружины 17 максимальных режимов при частоте вращения С₇, когда пружина 17 начинает сжиматься. Рычаг 6 совместно с рычагом 5 продолжает поворачиваться по часовой стрелке и выводит рейку 11 на уменьшение подачи по регуляторной характеристике ж-д. Таким образом формируется внешняя характеристика а-б-в-г-ж-д.

Если рычаг 19 управления занимает какое-то промежуточное положение, например Х_з, то формируется частичная характеристика. В первоначальный момент увеличение частоты вращения вала 1 не вызывает изменения координаты рейки 11, пока в точке е усилие грузов не станет равным предварительному натяжения пружины 15, величина которого зависит от положения рычага 19 управления. Пружина 15 начинает сжиматься под давлением муфт 4 и 12, рычаг 6, а вместе с ним и рычаг 5, поворачивается по часовой стрелке вокруг нижней неподвижной точки, связанной тягой 22 с рычагом 19 управления, и выдвигает рейку 11 на уменьшение подачи топлива, формируя участок е-и, пока при частоте вращения С₁ не начнет сжиматься пружина 7 антикорректора. На формирование участка характеристики и-н оказывает влияние одновременная работа двух пружин 7 и 15. При частоте вращения С₂ пружина 15 прекращает сжиматься, так как шток 14 касается внутреннего цилиндра стакана 16. Далее работает только пружина 7 антикоppектоpа, и участок характеристики н-м формируется аналогично а-б, участок м-л аналогично а-б, а участок м-л аналогично б-в. Далее включается в работу пружина 13 корректора и формируется участок л-п. При частоте вращения С₅ (точка п) начинает сжиматься пружина 17 максимальных скоростных режимов, это происходит при меньшей частоте вращения, чем С₇ при X _max, а значит, и при меньшем центробежном усилии грузов, так как предварительное натяжение пружины 17 уменьшилось вследствие уменьшения координаты рычага 19 управления. Участок характеристики п-р формируется аналогично ж-д. Таким образом начало работы пружины 17, а значит, начало диапазона всережимности (так как здесь регулятор работает как всережимный) определяется линией ж-ш на фиг. 2.

В предлагаемой конструкции предусмотрено изменение соотношения длины плеч рычага 19 А и Б путем перемещения подвижной опоры 20 с помощью винта 21. Рычаг 19 при этом остается неподвижным, а шарнир, закрепленный на подвижной опоре 20, скользит вдоль него. Увеличение длины плеча Б приводит к большому предварительному натяжению пружины 17, что соответствует смещению точки ш, принадлежащей линии ж-ш (фиг. 2) в сторону увеличения частоты вращения с. Новое положение обозначено линией ж-ш. В связи с этим пружина 17 начнет сжиматься при частоте С₆ в точке т. В то же время вследствие уменьшения плеча А уменьшается предварительное натяжение пружины 15 минимальных скоростных режимов, значит начало ее сжатия при той же самой координате Х_з рычага 19 управления будет осуществляться в точке О, а вся частичная характеристика обозначена штриховой линией.

Настройка зон всережимности регулятора должна осуществляться заводом-изготовителем. Такая схема регулятора может оказаться эффективной в случае, когда одна и та же конструкция двигателя и топливного насоса принимается на транспортных средствах и машинах различного назначения.

Формула изобретения

1. ДВУХРЕЖИМНЫЙ РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ДИЗЕЛЯ, содержащий корпус, приводной вал с крестовиной, центробежные грузы, размещенные на последней, основную муфту, установленную с возможностью осевого перемещения вдоль приводного вала, силовой рычаг, шарнирно соединенной с основной муфтой, промежуточную муфту, установленную соосно с основной муфтой, с возможностью перемещения вдоль последней и с возможностью взаимодействия с центробежными грузами, двуплечий рычаг, шарнирно установленный на силовом рычаге с возможностью взаимодействия первым плечом с рейкой топливного насоса дизеля, а вторым - с промежуточной муфтой, пружинный антикорректор, размещенный между первым плечом двуплечего рычага и силовым рычагом, неподвижный стакан с пружинами минимального и максимального скоростных режимов, рычаг управления с опорой, тягу, соединяющую рычаг управления с силовым рычагом, причем промежуточная муфта установлена с возможностью взаимодействия с первой торцевой поверхностью основной муфты, а вторая торцевая поверхность основной муфты выполнена с возможностью взаимодействия с пружинами минимального и максимального скоростных режимов, отличающийся тем, что регулятор снабжен подвижным стаканом и поршнем, размещенными в неподвижном стакане, причем пружина минимального скоростного режима установлена между основной муфтой и внутренней поверхностью подвижного стакана, пружина максимального скоростного режима - между наружной поверхностью подвижного стакана и внутренней поверхностью поршня, рычаг управления выполнен двуплечим и установлен с возможностью взаимодействия одним своим плечом с наружной поверхностью поршня, а другим плечом - с тягой.

2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что опора рычага управления установлена на корпусе с возможностью перемещения вдоль рычага управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2