центробежный регулятор частоты вращения дизеля

Формула изобретения

1. Центробежный регулятор частоты вращения дизеля, содержащий корпус, датчик частоты вращения с муфтой, кинематически связанной с органом дозирования топливоподачи и главным рычагом, шарнирно установленным на оси, закрепленной в корпусе, и сопряженным с упором номинальной подачи топлива, и рычаг управления, закрепленный на валу и кинематически связанный через промежуточный рычаг и шарнирно установленную на нем нажимную втулку с упругим звеном и штоком, одним концом шарнирно подключенным к главному рычагу, отличающийся тем, что консольная часть штока установлена в расточке нажимной втулки с возможностью перемещения вдоль ее оси, а промежуточный рычаг шарнирно установлен на оси, закрепленной в корпусе и расположенной в нем так, что промежуточный и главный рычаги, связанные штоком, образуют рычажный механизм, близкий по кинематике к шарнирному параллелограмму.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что связь управления с промежуточным рычагом выполнена посредством закрепленного на валу рычага управления кривошипа с роликом, взаимодействующим с опорной поверхностью промежуточного рычага.

3. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что шарнирная связь промежуточного рычага с нажимной втулкой выполнена посредством упора бурта втулки в радиусную опорную поверхность рычага и размещения цилиндрической части втулки в конусной расточке этого же рычага.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматическому регулированию дизелей для транспортных средств, в частности к производству топливорегулирующей аппаратуры.

Известны центробежные регуляторы частоты вращения, отличающиеся числом регулируемых режимов, а именно: всережимные и двухрежимные, но с целью удешевления их производства и эксплуатации унифицированные друг с другом большинством своих деталей.

Так, в проспекте "Diesel Einspritzausrstung Dzeh-Zahlreqlez fr Reihenein-Spritzpumpen" фирмы BOSCH описаны всережимный регулятор типа EP/RSV и унифицированный с ним двухрежимный регулятор типа EP/RS.

Неудобство пользования этими регуляторами заключается в том, что для управления ими используются разные рычаги, расположенные в разных местах регулятора, и при необходимости замены регулятора одного типа на другой требуется замена деталей привода органа управления.

Известны также всережимные и двухрежимные регуляторы, в значительной мере унифицированные друг с другом и с одинаковым расположением рычага управления, что упрощает замну регулятора одного типа на другой [1]

Например, регулятор предназначен предпочтительно для двухрежимного регулирования и унифицирован в значительной мере со всережимным регулятором дизеля автомобиля КамАЗ-5320.

Этот регулятор содержит корпус, центробежный датчик частоты вращения и муфту, кинематически связанную с органом дозирования топливоподачи и с установленным на закрепленной в корпусе оси и главным рычагом, сопряженным с регулируемым упором номинальной подачи топлива. На валу рычага управления закреплен подковообразный рычаг, в котором при помощи пальцев шарнирно установлена стаканообразная нажимная втулка. Сквозь паз, выполненный в дне втулки, проходит шток, который одним концом шарнирно связан с главным рычагом, а другим помещен в отверстие на выступе корпуса с возможностью качания и осевого перемещения в нем. На штоке между нажимной втулкой и упорной гайкой установлены последовательно пружины, одна из которых главная установлена с предварительным натяжением.

При работе данного регулятора шток, связанный с главным рычагом, перемещается относительно нажимной втулки и центрирующего отверстия в корпусе регулятора, кроме того, при изменении положения рычага управления нажимная втулка смещается относительно штока.

В связи с тем, что подковообразный рычаг закреплен на валу рычага управления, расположение которого в корпусе регулятора определено кинематикой всережимного регулятора с переменными затяжкой и наклоном главной пружины (регулятор двигателя КамаЗ-5320), то перемещение штока сопровождается нежелательными перекосами и трением штока в места контакта штока с корпусом и нажимной втулкой, что ухудшает чувствительность регулятора и снижает качество регулирования.

Кроме того, следует отметить низкую технологичность шарнирного сочленения подковообразного рычага со стаканообразной втулкой, выполненного посредством двух пальцев, неподвижно закрепленных в рычаге и консольно введенных в соответствующее поперечные отверстия втулки.

Целью изобретения является повышение качества регулирования путем уменьшения нечувствительности двухрежимного регулятора, унифицированного в значительной мере с известным всережимным регулятором.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом регуляторе, содержанием корпус, датчик частоты вращения с муфтой, кинематически связанной с органом дозирования топливоподачи и главным рычагом, шарнирно установленным на оси, закрепленной в корпусе, и сопряженным с упором номинальной подачи топлива, и рычаг управления, закрепленный на валу и кинематически связанный через промежуточный рычаг и шарнирно установленную на нем нажимную втулку с упругим звеном со штоком, одним концом шарнирно подключенным к главному рычагу, консольная часть штока установлена в расточке нажимной втулки с возможностью перемещения вдоль ее оси, а промежуточный рычаг шарнирно установлен на оси, закрепленной в корпусе и расположенный в нем таким образом, что промежуточный и главный рычаги, связанные штоком, образуют рычажный механизм, близкий по кинематике к шарнирному параллелограмму. При этом связь рычага управления с промежуточным рычагом осуществлена посредством закрепленного на валу рычага управления кривошипа с роликом, взаимодействующим с опорной поверхностью промежуточного рычага. Кроме того, шарнирная связь промежуточного рычага с нажимной втулкой выполнена посредством упора бурта втулки в радиусную опорную поверхность рычага и размещения цилиндрической части втулки в конусной расточке этого же рычага.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого регулятора.

В корпусе 1 подвижно, с возможностью вращения установлена крестовина 2 центробежного датчика частоты вращения с грузами 3. Крестовина 2 посредством зубчатого зацепления связана с кулачковым валом 4 топливовпрыскивающего насоса (не показан). Грузы 3 своими лапками опираются на муфту 5, шарнирно связанную посредством оси 6, серьги 7 и пальца 8 с главным рычагом 9, шарнирно установленным на оси 10, закрепленной в корпусе 1. На оси 6, связанной с муфтой 5, шарнирно установлен двуплечий рычаг 11, нижний конец которого посредством пальца 12 сопряжен с кулисным пазом 13 корпуса 1, а верхний посредством тяги 14 шарнирно связан с органом дозирования топливоподачи 15. Кроме того, верхняя часть рычага 11 посредством пружины 16 связана с корпусом 1. В главном рычаге 9 соосно с муфтой 5 расположен упор 17, пружина упора 18 и стопорный элемент 19. Пружина 18 установлена с предварительным натяжением. Упор 17 установлен в рычаге 9 с некоторым выступанием "а" из рычага 9.

В корпусе 1 установлен упор номинальной подачи 20, ограничивающий перемещение главного рычага 9. Главный рычаг 9 своей средней частью шарнирно сочленен посредством пальца 21 со штоком 22. Консольная часть штока 22 проходит сквозь коническую расточку 23 промежуточного рычага 24, шарнирно установленного на оси 25, закрепленной в корпусе 1. На консольной части штока 22 подвижно установлены нажимная втулка 26 и стакан 27, а также промежуточная пружина 28 и главная пружина 29. На резьбовом конце штока 22 установлена регулировочная гайка 30 и контргайка 31. Промежуточная пружина 28 расположена между нажимной втулкой 26 и стаканом 27, а главная пружина 29 между стаканом 27 и регулировочной гайкой 30. Главная пружина 29 установлена на штоке 22 с предварительным натяжением и упором стакана 27 в цилиндрический выступ штока 22. Нажимная втулка 26 частично входит в коническую расточку 23 рычага 24 и снабжена буртом 32, опирающимся в радиусную опорную поверхность 33 рычага 24. Рычаг 24 в своей нижней части снабжен опорной площадкой 34, взаимодействующей с роликом 35, шарнирно установленным на кривошипе 36 вала 37. Вал 37 подвижно, с возможностью поворота установлен в корпусе 1. На валу 37 жестко закреплен рычаг управления 38, угловое перемещение которого ограничено упорами 39 и 40. На чертеже детали регулятора показаны в состоянии перед пуском двигателя. Орган дозирования топливоподачи 15 под действием пружины 16 находится в крайнем левом положении, соответствующем пусковой подаче топлива, при этом между торцами муфты 5 и упора 17 имеет место зазор "в".

Предлагаемый регулятор работает следующим образом. Перед пуском двигателя оператор в зависимости от теплового состояния двигателя устанавливает рычаг управления 38 в некоторое промежуточное положение между упорами 39 и 40. При этом кривошип 36 через ролик 35 опирается на опорную площадку 34 рычага 24 и сжимает пружину 28. При работе двигателя усилие от центробежных грузов 3 передается через муфту 5, рычаги 9 и 11 к пружинам 16, 18, 28 и 29. Так, при увеличении частоты вращения муфта 5 и орган дизирования топливоподачи 15, преодолевая усилие пружины 16, смещаются вправо, выбирая зазор "в" между муфтой 5 и упором 17, и уменьшают величину подачи топлива. Предварительное натяжение пружины 18 выбрано таким, что дальнейшее перемещение муфты 5 и органа дозирования топливоподачи 15 в направлении уменьшения подачи топлива сопровождается сжатием пружины 28. При этом рычаг 9 поворачивается против часовой стрелки, смещен шток 22 со стаканом 27 и пружиной 29 относительно промежуточного рычага 24. Описанные перемещения, сопровождающиеся сжатием пружины 28, происходят до тех пор, пока стакан 27 своим торцем не упрется в бурт 32 нажимной втулки 26. При дальнейшем увеличении частоты вращения уменьшение подачи топлива сопровождается сжатием пружины 18 до выборки выступания "а" упора 17 из рычага 9. В случае превышения двигателем номинальной частоты вращения происходит сжатие главной пружины 29 и перемещение органа дозирования топливоподачи 15 вправо с уменьшением подачи топлива. При уменьшении частоты вращения работа регулятора происходит в последовательности, обратной выше описанной. При работе двигателя под нагрузкой стакан 27 упирается в нажимную втулку 26 и оператор, воздействуя через рычаг управления 38, вал 37 и кривошип 36 с роликом 35 на промежуточный рычаг 24, имеет возможность изменить угловое положение главного рычага 9.

Так как при этом муфта 5 под действием грузов 3 центробежного датчика частоты вращения прижата к упору 17 или непосредственно к главному рычагу 9, оператор, манипулируя рычагом управления 38, имеет возможность переставлять орган дизирования топливоподачи 15 в положение, соответствующее нагрузке на двигатель. Номинальная подача топлива определяется упором 20, ограничивающим перемещение главного рычага 9 в направлении увеличения подачи топлива.

При работе двигателя в зоне малых частот вращения, пока стакан 27 не касается нажимной втулки 26, оператор, воздействуя рычагом управления 38 на промежуточный рычаг 24, имеет возможность изменить натяжение пружины 28 и тем самым обеспечить всережимное регулирование в данном диапазоне частоты вращения.

При работе двигателя в диапазоне средних частот вращения желаемое протекание характеристики топливоподачи обеспечивается пружиной 18. При увеличении нагрузки и уменьшении частоты вращения пружина 18 через упор 17 смещает муфту 5 и орган дозирования топливоподачи 15 влево и увеличивает величину подачи топлива, тем самым препятствуя остановке двигателя. В предлагаемом регуляторе путем изменения регулировки упора 40, ограничивающего перемещение рычага управления 38 в направлении увеличения подачи топлива, и уменьшения гайкой 30 предварительного натяжения главной пружины 29, возможно изменять предварительное натяжение главной пружины 29 посредством рычага управления 38 и тем самым осуществлять всережимное регулирование, по крайней мере, в диапазоне частот вращения, близком к номинальному.

В связи с тем, что промежуточный рычаг 24, главный рычаг 9 и шток 22 в предлагаемом регуляторе образуют рычажный механизм, близкий по кинематике к шарнирному параллелограмму, поперечные смещения штока 22 при работе регулятора незначительны и не оказывают существенного влияния на качество регулирования.

Центрация нажимной втулки в конической расточке 23 промежуточного рычага 24 с упором бурта 32 втулки 26 в выпуклую опорную поверхность 33 рычага 24 способствует повышению технологичности изготовления шарнирного сочленения втулки 26 с рычагом 24.

Предлагаемый регулятор позволяет путем минимального усложнения конструкции осуществить трасформацию находящегося в массовом производстве всережимного регулятора в двухрежимный или комбинированный.