двухрежимный регулятор частоты вращения автомобильного дизеля

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.

Описание изобретения к патенту

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.