Механизм управления и регулировки оборотов двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к механическим системам управления двигателя внутреннего сгорания, например двигателя в средствах малой механизации. Заявленное изобретение обеспечивает плавное изменение оборотов двигателя на скоростных рабочих режимах, повышает удобство эксплуатации и упрощает конструкцию. Механизм управления и регулировки оборотов двигателя внутреннего сгорания содержит рычаг управления с одним свободным плечом и другим рабочим, связанным жесткой тягой с исполнительным рычагом оборотов двигателя, упор рычага управления и регулятор оборотов. Механизм также снабжен смонтированной на неподвижной оси поворотной площадкой, выполненной с возможностью перемещения, размещенными с обеих сторон от ее оси опорой для рычага управления и продольным окном с двумя упорными параллельными выступами. Регулятор установлен в продольном окне с возможностью поворота в направлении, противоположном повороту площадки, и связан с упорными выступами гибкой подвижной связью. Упор установлен по радиусу в верхней части площадки с возможностью регулированного перемещения. 11 з.п ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к механическим системам управления двигателя внутреннего сгорания, например двигателя в средствах малой механизации.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является механизм управления двигателя внутреннего сгорания, содержащий рычаг управления с одним свободным плечом и другим рабочим, связанным жесткой тягой с исполнительным рычагом оборотов двигателя, упор рычага управления, регулятор (Патент РФ №2164611, МКИ F02D 9/10, опубл. 2001.02.10).

Недостатком известного механизма управления является то, что данная конструктивная схема не обеспечивает плавности регулирования скоростного рабочего режима. Кроме того, в случае применения параллельно с двигателем других исполнительных агрегатов, данная конструкция не позволяет обслуживать их одновременно одним рычагом, в противном случае появляется необходимость применения дополнительных узлов, что приводит к неудобствам эксплуатации и удорожанию самого двигателя.

Техническим результатом, достигаемым данным изобретением, является обеспечение плавного изменения оборотов двигателя на скоростных рабочих режимах, повышение удобства эксплуатации и упрощение конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что известный механизм управления, содержащий рычаг управления с одним свободным плечом и другим рабочим, связанным жесткой тягой с исполнительным рычагом оборотов двигателя, упор рычага управления и регулятор оборотов, снабжен смонтированной на неподвижной оси поворотной площадкой, выполненной с возможностью перемещения с обеих сторон от оси опорой для рычага управления и продольным окном с двумя упорными параллельными выступами, регулятор установлен в продольном окне с возможностью поворота в направлении, противоположном повороту площадки, и связан с упорными выступами гибкой подвижной связью, упор установлен по радиусу в верхней части площадки с возможностью регулированного перемещения.

Технический результат достигается также тем, что:

- величина регулированного перемещения упора определена длиной продольного окна, отношение которой к перемещению опоры для рычага управления удовлетворяет условию В:А=4:1, где

В - длина продольного окна,

А - перемещение опоры для рычага управления;

- упор рычага управления установлен в плоскости перемещения свободного плеча рычага управления на расстоянии рабочего хода его и выполнен в виде зубчатого выступа, направленного поперек плоскости площадки с наклоном к ней под углом в направлении перемещения рычага управления;

- упор рычага управления имеет два зубчатых выступа, направленных поперек плоскости площадки с наклоном каждого под углом в направлении перемещения рычага управления.

Указанная задача достигается также тем, что опора выполнена в виде сферической выпуклости с конусным отверстием, в котором закреплен плавающий палец с установленным на нем с возможностью относительного поворота рычагом управления. Плавающий палец установлен с возможностью радиального перемещения по конической образующей отверстия.

- рычаг управления выполнен подпружиненным навстречу упору, примыкающим к сферической выпуклости и прилегающим своим свободным плечом к передней боковой грани площадки.

С целью усиления эффекта плавности регулирования рекомендуется выполнение продольного окна с радиусом кривизны, центр которого расположен на оси поворота площадки.

Технический результат достигается также тем, что:

- регулятор выполнен в виде упругой петлеобразной пластины с изогнутыми в противоположные стороны дугообразными концами, при этом один конец пластины свободный, а другой подвижно установлен между двумя упорными выступами, при этом упорные выступы расположены на одной продольной линии с продольным окном;

- рабочее плечо рычага управления и исполнительный рычаг оборотов содержат отверстия, в которых свободно установлена тяга с возможностью поворота относительно своей оси, причем отверстие исполнительного рычага оборотов выполнено в виде продольного паза с радиусом кривизны, центр которого расположен на его оси, а рабочее плечо рычага управления имеет несколько отверстий.

Для захвата исполнительного рычага останова двигателя или дополнительно применяемых параллельно с двигателем исполнительных агрегатов, например насоса, он имеет выполненные на длине тяги первый или второй элементы в виде петель, расположенных наклонно в сторону от линии с рабочими поверхностями под углом к оси тяги.

С целью удобства эксплуатации по захвату исполнительных органов рабочие поверхности второго элемента расположены друг от друга на расстоянии интервала времени включения-выключения дополнительно применяемого параллельно с двигателем исполнительного агрегата в пределах полного хода рычага управления, и могут быть как с внутренней, так и с наружной стороны его, а сам элемент с первым элементом может располагаться на одной или по разные стороны оси тяги.

Изобретение поясняется чертежами, где:

На фиг.1 изображен механизм управления и регулирования оборотов двигателя внутреннего сгорания, общий вид;

на фиг.2 - вид А фиг.1;

на фиг.3 - вид Б фиг.2;

на фиг.4 - относительные перемещения поворотной площадки (I - положение на максимальных рабочих оборотах, II - положение на минимальных рабочих оборотах);

на фиг.5 - выполнение тяги с одним элементом захвата в двух проекциях;

на фиг.6 - выполнение тяги с двумя элементами захвата, расположенными в одной плоскости;

на фиг.7 - изображена тяга в двух проекциях с двумя захватами, расположенными в разных плоскостях;

на фиг.8 - относительные перемещения рычага управления (MAX - положение рычага управления на максимальных рабочих оборотах);

на фиг.9 - положения рычага управления при работе двигателя на разных режимах (поз.0 - останов двигателя, поз.1 - холостой ход, поз.2 - прогрев двигателя, поз.3 - рабочий ход).

Механизм управления двигателем 1 (фиг.1) включает поворотную площадку 2, установленный на ней рычаг управления 3, жесткую тягу 4, связывающую рабочее плечо рычага управления с исполнительным рычагом 5 оборотов двигателя.

Поворотная площадка установлена на закрепленной на корпусе двигателя неподвижной оси 6 с возможностью поворота вокруг нее. По одну сторону от оси ее поворота расположена опора 7 для рычага управления в виде конического отверстия 8 (фиг.2), выполненного в сферической выпуклости 9. Положение опоры относительно оси поворота площадки определено величиной r (фиг.4). В отверстии установлен плавающий палец 10 рычага, имеющий возможность свободного радиального перемещения по конической образующей отверстия. По другую сторону от оси поворота на площадке выполнено продольное окно 11 длиной L и с радиусом кривизны, центр которого расположен на оси поворота площадки. На одной продольной линии с продольным окном расположены параллельно между собой два упорных выступа 12, которые связаны гибкой подвижной связью с регулятором 13, неподвижно установленным на оси 14 в продольном окне.

Положение площадки, соответствующее скоростному рабочему режиму работы двигателя, фиксируются крепежной гайкой 15.

Упор рычага управления установлен на площадке на радиусе R от оси ее поворота в плоскости перемещения свободного плеча рычага управления и расположен от него на расстоянии рабочего хода свободного плеча рычага управления. Выполнен упор в виде зубчатого выступа 16 для взаимодействия со свободным плечом рычага управления на максимальных оборотах. Зубчатый выступ направлен поперек плоскости площадки с наклоном к ней под углом в направлении перемещения рычага управления (фиг.3) для гарантированного удержания его в режиме «рабочий ход» (фиг.9, поз.3). Упор может включать еще один аналогичный зубчатый выступ 17 для взаимодействия со свободным плечом рычага при необходимости режима «прогрев двигателя» (фиг.9, поз.2).

Рычаг управления установлен прилегающим свободным своим плечом к передней боковой грани площадки, примыкающим к сферической выпуклости и подпружиненным навстречу упору пружиной 18, которая позволяет менять усилие поджатия рычага к сферической выпуклости, регулируя тем самым усилие переключения режимов работы двигателя. Благодаря такой установке рычаг имеет возможность вращения в плоскости параллельно плоскости площадки и перпендикулярно ей. Усилие пружины по переключению режимов работы двигателя регулируется крепежной гайкой 19. Для регулировки натяжением тяги рабочее плечо рычага управления имеет несколько отверстий 20, в одно из которых свободно установлен верхний конец ее.

Регулятор установлен с возможностью поворота относительно своей оси в направлении, противоположном повороту площадки. Выполнен регулятор в виде упругой петлеобразной пластины с изогнутыми в противоположные стороны дугообразными концами, при этом один конец пластины свободный, а другой в виде гибкой связи подвижно установлен между двумя упорными выступами.

Тяга выполнена в виде жесткого металлического прутка с загнутыми в разные стороны вдоль ее оси концами. Нижний конец тяги так же, как и верхний ее конец, свободно с возможностью перемещения установлена продольном пазу 21, выполненном с радиусом кривизны, центр которого расположен на оси поворота исполнительного рычага оборотов двигателя. Благодаря свободной установке своих концов тяга имеет возможность некоторого вращательного перемещения вокруг своей оси, а продольный паз позволяет ей сохранить прямолинейное положение при своем возвратно-поступательном перемещении.

На необходимой длине прямого участка тяги выполнен элемент 22 в виде петли для захвата исполнительного рычага «останов» 23 двигателя. Элемент расположен наклонно в сторону от линии тяги, а рабочие поверхности 24 (фиг.5) его расположены под углом к оси тяги, благодаря чему элементы надежно удерживают и переключают исполнительные рычаги с одного режима на другой.

Тяга может иметь второй элемент 25 захвата для взаимодействия в нужный момент с другими органами управления, параллельно применяемыми с двигателем, например насос (не показано). Это позволяет управлять несколькими исполнительными органами управления от одного рычага управления.

Элемент захвата выполняется как с внутренним расположением рабочих поверхностей, так и наружным. В зависимости от интервала времени включения-выключения исполнительного органа, для которого элемент предназначен, рабочие поверхности его разнесены друг от друга на расстояние полного хода рычага управления Д. Элементы захвата могут располагаться в одной плоскости, а могут быть расположены по разные стороны относительно оси тяги (фиг.6 и фиг.7).

После запуска двигателя 1, нагружая пружину 18, рычаг управления 3 отводится назад с одновременным вращением его по часовой стрелке и переводится через первый по ходу зубчатый выступ 17 упора. Тяга 4 за рычагом управления поднимается вверх, увлекая за собой исполнительный рычаг оборотов 5 за верхнюю часть продольного паза 21. Рычаг оборотов выйдет из положения холостого хода на минимальных оборотах. Если использованы такие органы управления, как например насос, тяга при своем перемещении вверх элементом 25 захвата войдет в контакт с этим органом (насосом) и включит его в работу. Двигатель находится в режиме «прогрев» (фиг.9 поз.2). При переводе рычага управления за второй по ходу его перемещения зубчатый выступ 16 упора двигателю обеспечивается необходимый скоростной рабочий режим (фиг.9, поз.3).

При необходимости регулирования на этом режиме для увеличения оборотов поворотную площадку 2 освобождают от воздействия крепежной гайки 15 и плавным вращением относительно оси 14 начинают вращать свободный конец регулятора 13 против часовой стрелки (фиг.8). При этом другой его конец перемещается в промежутке между упорными выступами 12, и, благодаря упругости и дугообразности формы которого, регулятор плавно поворачивает площадку в противоположную сторону, т.е. по часовой стрелке, в сторону МАХ оборотов. Тяга 4, продолжая свое перемещение вверх, дальше воздействует на исполнительный рычаг 5, обороты увеличиваются.

Площадка в момент регулировки относительно своей оси поворачивается на определенный угол. При повороте площадки меняется положение упора и опоры рычага управления, а также продольного окна относительно оси регулятора.

Полный ход Д рычага управления 3 определил основную долю в регулированном перемещении (В) упора рычага управления, отнесенного к единице перемещения (А) опоры 7 рычага управления (фиг.8), определенное длиной продольного окна В.

В результате проведенных экспериментов установлено, что, соблюдая натяг при выбранном свободном ходе и зазоры в системе привода, отношение длины продольного окна к перемещению опоры рычага управления удовлетворяет условию В:А=4:1, при условии, что положения относительно оси поворота площадки опоры и упора относятся одно к другому как r:R=3:10, а отношение длины продольного окна к его перемещению относительно регулятора равно В:С=4: 5, где С=А+В.

При достижении свободным концом регулятора своего крайнего положения (верхнего) (в этот момент продольное окно коснется оси регулятора) рычаг управления пройдет полный ход Д (фиг.8, положение МАХ), двигатель достигает своих максимальных оборотов.

При повороте свободного конца регулятора по часовой стрелке перемещения поворотной площадки и упора с рычагом управления происходят аналогичным способом, только в противоположную сторону, в сторону уменьшения рабочих оборотов (фиг.4, положение площадки II).

В случае уменьшения оборотов тяга перемещается вниз. Ее нижний конец, свободно пройдя в продольном пазу 21 путь (А), начинает давить на стенки паза и переводить рычаг оборотов 5 в сторону MIN оборотов. При переводе рычага управления за зубчатый выступ 17 механизм войдет в режим холостого хода (фиг.9, поз.1). При своем перемещении вниз тяга элементом захвата 25, если он установлен, отключит исполнительный орган, для которого он предназначен в данном приводе.

В любом из крайних положений скоростного режима или промежуточном поворотная площадка фиксируется крепежной гайкой 15.

Для отключения двигателя рычаг управления несколько отводится далее вниз от передней боковой кромки площадки. Тяга при этом, продолжая свое перемещение вниз, элементом захвата 22 вступит в контакт с рычагом «останов» 23 двигателя, который и остановит его (фиг.9, поз.0).

Реализация заявляемого технического решения позволит плавно регулировать оборотами двигателя, управлять одним механизмом в случае применения дополнительно нескольких исполнительных органов, что значительно упрощает конструкцию и процесс управления.

1. Механизм управления и регулировки оборотов двигателя внутреннего сгорания, содержащий рычаг управления с одним свободным плечом и другим рабочим, связанным жесткой тягой с исполнительным рычагом оборотов двигателя, упор рычага управления и регулятор оборотов, отличающийся тем, что он снабжен смонтированной на неподвижной оси поворотной площадкой, выполненной с возможностью перемещения, размещенными с обеих сторон от ее оси опорой для рычага управления и продольным окном с двумя упорными параллельными выступами, регулятор установлен в продольном окне с возможностью поворота в направлении, противоположном повороту площадки, и связан с упорными выступами гибкой подвижной связью, упор установлен по радиусу в верхней части площадки с возможностью регулированного перемещения.

2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что величина регулировочного перемещения упора определена длиной продольного окна, отношение которой к перемещению опоры для рычага управления удовлетворяет условию

В:А=4:1,

где В - длина продольного окна;

А - перемещение опоры для рычага управления.

3. Механизм по п.1, отличающийся тем, что упор рычага управления установлен в плоскости перемещения свободного плеча рычага управления на расстоянии рабочего хода его и выполнен в виде зубчатого выступа, направленного поперек плоскости площадки с наклоном к ней под углом в направлении перемещения рычага управления.

4. Механизм по п.1, отличающийся тем, что упор рычага управления имеет два зубчатых выступа, направленных поперек плоскости площадки с наклоном каждого под углом в направлении перемещения рычага управления.

5. Механизм по п.1, отличающийся тем, что опора выполнена в виде сферической выпуклости с конусным отверстием, в котором закреплен плавающий палец с установленным на нем с возможностью относительного поворота рычагом управления.

6. Механизм по п.5, отличающийся тем, что плавающий палец установлен с возможностью радиального перемещения по конической образующей отверстия.

7. Механизм по п.1, отличающийся тем, что рычаг управления выполнен подпружиненным навстречу упору, примыкающим к сферической выпуклости и прилегающим своим свободным плечом к передней боковой грани площадки.

8. Механизм по п.1, отличающийся тем, что продольное окно выполнено с радиусом кривизны, центр которого расположен на оси поворота площадки.

9. Механизм по п.1, отличающийся тем, что регулятор выполнен в виде упругой петлеобразной пластины с изогнутыми в противоположные стороны дугообразными концами, при этом один конец пластины свободный, а другой подвижно установлен между двумя упорными выступами, при этом упорные выступы расположены на одной продольной линии с продольным окном.

10. Механизм по п.1, отличающийся тем, что рабочее плечо рычага управления и исполнительный рычаг оборотов содержат отверстия, в которых свободно установлена тяга с возможностью поворота относительно своей оси, причем отверстие исполнительного рычага выполнено в виде продольного паза с радиусом кривизны, центр которого расположен на его оси, а рабочее плечо имеет несколько отверстий.

11. Механизм по п.1, отличающийся тем, что для захвата исполнительного рычага останова двигателя или дополнительно применяемых параллельно с двигателем исполнительных агрегатов, например насоса, он имеет выполненные на длине тяги первый или второй элемент в виде петель, расположенных наклонно в сторону от линии с рабочими поверхностями под углом к оси тяги.

12. Механизм по п.11, отличающийся тем, что рабочие поверхности второго элемента разнесены друг от друга на расстояние полного хода рычага управления и могут быть как с внутренней, так и с наружной стороны его, а сами элементы могут располагаться на одной или по разные стороны оси тяги.