Система регулювання частоти обертання двигуна внутрішнього згоряння

Корисна модель належить до автоматичного регулювання двигунів внутрішнього згоряння і може бути використана при створенні двигунів, що працюють як тільки на дизельному паливі (за дизельним циклом), так і на дизельному та газовому паливах одночасно (за газодизельним циклом). Відомий регулятор частоти обертання двигуна внутрішнього згоряння [Авторське свідоцтво СРСР SU №1537859 А1, опубл. 23.01.90. бюл. №3], що включає відцентровий датчик швидкості з рухомою муфтою, що взаємодіє з головним важелем, кінематично зв'язаним з органом керування подачею газу, розміщеним в газовій магістралі, і рейкою паливного насоса, та важіль керування, поворотний кулачок, такий, що взаємодіє з торцем рейки паливного насоса, запірний електромагнітний газовий клапан, встановлений в газовій магістралі, важіль виключення подачі рідкого палива, і двоплечий важіль, шарнірно зв'язаний в середній своїй частині з рухомою муфтою регулятора, причому одне плече двоплечого важеля через пружну ланку сполучене з рейкою паливного насоса, а інше - з важелем виключення подачі рідкого палива, кінематично зв'язаним з поворотним кулачком. Рейка паливного насоса має буртик і пружну ланку, виконану у вигляді втулки, розміщеної на рейці з можливістю пересування і взаємодії з пружиною, що встановлена між втулкою і буртиком рейки. Недоліком такої конструкції є відсутність можливості корекції „запалювальної дози" дизельного палива залежно від швидкісного режиму роботи двигуна, при його роботі за газодизельним циклом, що приводить до збільшення витрат дизельного палива, а також відсутність можливості автоматичного відключення подачі дизельного палива після відключення подачі газу при збільшенні частоти обертання двигуна або для зупинки двигуна. Відома система регулювання частоти обертання двигуна внутрішнього згоряння [Авторське свідоцтво СРСР SU №1539357 А1, опубл. 30.01.90, бюл. №4], що включає відцентровий датчик швидкості з рухомою муфтою, що кінематично зв'язана з рейкою паливного насоса і регульованим клапаном подачі газу дозатору газу, важіль керування, пружину, головний важіль, з яким взаємодіє рухома муфта і що зв'язана за допомогою регульованої тяги з регульованим клапаном дозатору газу, додатковий важіль відключення подачі палива з пружинним фіксатором, що взаємодіє з впадинами нерухомого сектору, електричний вимикач, що включено у ланцюг живлення електромагніта та запірного електромагнітного клапана, поворотний упор для взаємодії з торцем рейки, керуємий електромагнітом, двоплечий важіль, що опирається на рухому муфту і зв'язаний своїми плечами відповідно з рейкою та через пружну ланку з важелем відключення подачі газу. Недоліком такої конструкції є відсутність можливості корекції „запалювальної дози" дизельного палива залежно від швидкісного режиму роботи двигуна, при його роботі за газодизельним циклом, що приводить до збільшення витрат дизельного палива, а також відсутність можливості автоматичного відключення подачі дизельного палива після відключення подачі газу при збільшенні частоти обертання двигуна або для зупинки двигуна. В основу корисної моделі поставлена задача створити регулятор частоти обертання двигуна внутрішнього згоряння, що за рахунок нових конструктивних елементів і зв'язків між ними дозволило б забезпечити можливість корекції „запалювальної дози” дизельного палива залежно від швидкісного режиму двигуна (зміни координат точок „запалювальної дози” дизельного палива з можливістю їх перепрограмування) при роботі за газодизельним циклом (на дизельному та газовому паливах одночасно), а також забезпечення всережимності системи регулювання двигуна при роботі як за дизельним, так і за газодизельним циклами. Поставлена задача вирішується тим, що система регулювання частоти обертання двигуна внутрішнього згоряння, що включає відцентровий датчик швидкості з рухомою муфтою, на якій шарнірно встановлений двоплечий важіль, одне плече якого зв'язане з важелем відключення подачі дизельного палива, а друге - з рейкою паливного насоса високого тиску, головний важіль, що взаємодіє з рухомою муфтою та через регульовану тягу зі змінною довжиною з органом керування подачі газового палива, педаль керування, зв'язану через пружину з головним важелем, згідно з корисною моделлю, система регулювання додатково обладнана електронним блоком керування щонайменше з одним мікроконтролером, що має електричний зв'язок з кроковим двигуном, датчиком частоти обертання, перемикачем режиму роботи «дизель» чи «газодизель», запірним масляним клапаном, запірним газовим клапаном, при цьому вихідний вал крокового двигуна передачею зв'язаний з повзуном, що через проміжну тягу зв'язаний з тягою рейки паливного насоса. Крім того, головний важіль регулятора зв'язаний з органом керування подачею газу через гідропідсилювач та телескопічну розсувну тягу. Крім того, одне плече двоплечого важеля, шарнірно встановленого на муфті, має палець, рухомо встановлений у пазу на тязі рейки паливного насоса високого тиску, при цьому до тяги рейки приєднано один кінець пружини, другий кінець якої приєднаний до корпусу паливного насоса високого тиску. Крім того, електронний блок керування виконано з можливістю перепрограмування точок „запалювальної дози” дизельного палива. На Фіг. представлена кінематична схема регулятора. Регулятор містить відцентровий датчик швидкості 1 з рухомою муфтою 2, що контактує з головним важелем 3 регулятора. На муфті 2 шарнірно встановлений двоплечий важіль 4, одне плече якого зв'язане з пальцем 5, рухоме встановленим у паз А на тязі 6 рейки 7 паливного насоса високого тиску 8. Друге плече двоплечого важеля 4 зв'язано з важелем 9 виключення подачі дизельного палива. Головний важіль 3 регулятора закріплений на шарнірі 10 і зв'язаний з одним кінцем пружини 11, другий кінець якої приєднаний до педалі 12 керування швидкісним режимом роботи двигуна. Пружина 13 одним кінцем приєднана до тяги 6 рейки 7 паливного насоса, а другим до корпусу паливного насоса високого тиску 8. Проміжна тяга 14 зв'язана одним пальцем 15 з тягою 6, а другий її палець 16, рухомо встановлений у пазу Б повзуна 17. Повзун 17 за допомогою передачі 18 зв'язаний з вихідним валом 19 крокового двигуна 20. Головний важіль 3 регулятора через гідропідсилювач 21 телескопічну розсувну тягу 22 зв'язаний також з органом 23 керування подачею газового палива, наприклад дросельною заслінкою (чи конічним дозатором газу), встановленим в газовій магістралі 24, по якій газове паливо поступає в газоповітряний змішувач 25, а звідти у впускну трубу 26 двигуна. У газовій магістралі встановлений газовий редуктор 27 з запірним газовим клапаном 28. Електронний блок керування 29 з мікроконтролером(ами) має електричний зв'язок з кроковим двигуном 20, датчиком частоти обертання 30, перемикачем 31 режиму роботи «дизель» чи «газодизель», запірним масляним клапаном 32 та з запірним газовим клапаном 28. Крім того, електронний блок керування 29 з мікроконтролером(ами) виконано з можливістю перепрограмування координат точок запрограмованої „запалювальної дози” дизельного палива за допомогою комп'ютера 33 чи іншого приладу. Працює регулятор у такий спосіб. Для роботи на одному дизельному паливі (за дизельним циклом) перемикач 31 режиму роботи «дизель» чи «газодизель» має бути у положенні, що відповідає режиму роботи «дизель». При цьому електронний блок керування 29 подає сигнал на кроковий двигун 20 вихідний вал якого обертаючись за допомогою передачі 18, пересуває повзун 17 вліво, а тяга 6 з рейкою 7 під дією важеля 4 та пружини 13 пересуваються вліво, в положення, що відповідає швидкісному та навантажувальному режиму роботи двигуна. Одночасно з цим, електронний блок керування 29 знімає напругу з запірного масляного клапана 32 та запірного газового клапана 28. Клапани 28 та 32 перекривають подачу газового палива і оливи відповідно до органу 23 керування подачею газового палива та гідропідсилювача 21. Необхідний швидкісний режим задається педаллю 12 шляхом зміни попередньої деформації пружини 11. При зменшенні навантаження на двигун зростає частота обертання його колінчастого валу. При зростанні частоти обертання вище згадана пружина 11 розтягується під дією збільшеної відцентрової сили датчика швидкості 1, муфта 2 переміщається управо, двоплечий важіль 4 повертається і за допомогою пальця 5 переміщає тягу 6 з рейкою 7 управо, у бік зменшення подачі палива. Потужність двигуна зменшується до рівня, відповідного потужності навантаження, що діє на нього. При значному зростанні частоти обертання регулятор повністю вимикає подачу палива. Кроковий двигун 20 з передачею 18 та повзуном 17 цьому не перешкоджають, оскільки палець 16 проміжної тяги 14 вільно рухається у пазу Б. Для роботи за газодизельним циклом (одночасно на дизельному та газовому паливах) перемикач 31 режиму роботи «дизель» чи «газодизель» має бути у положенні, що відповідає режиму роботи «газодизель». При цьому електронний блок керування 29 подає сигнал на кроковий двигун 20, вихідний вал якого, обертаючись за допомогою передачі 18, пересуває повзун 17 вправо. Внаслідок цього, тяга 6 з рейкою 7 (під дією проміжної тяги 14) займає положення, що відповідає величині запрограмованої „запалювальної дози” дизельного палива і визначене електронним блоком керування 29 за допомогою датчика частоти обертання 30 у відповідності з даним швидкісним режимом роботи двигуна. Одночасно з цим, електронний блок керування 29 подає напругу до запірного масляного клапана 32 та запірного газового клапана 28. Клапани 28 та 32 відкриваються, пропускаючи оливу до гідропідсилювач 21 та газове паливо до органу 23 керування подачею газового палива і далі в газовий змішувач 25. Необхідний швидкісний режим задається, як і при роботі на одному дизельному паливі, шляхом зміни попередньої деформації пружини 11 за допомогою педалі 12. При зростанні частоти обертання вище згадана пружина 11 розтягується під дією збільшеної відцентрової сили датчика швидкості 1. При цьому муфта 2 переміщається управо, головний важіль 3 повертається навколо шарніра 10 і переміщає друге плече головного важеля 3, що зв'язане з золотником гідропідсилювача 21. У свою чергу, гідропідсилювач 21 через телескопічну розсувну тягу 22 переміщає орган 23 керування подачею газового палива у бік закриття. Одночасно з цим повертається двоплечий важіль 4 і зміщує палець 5 управо, який при цьому вільно рухається у пазу А тяги 6. Рейка 7 при цьому залишається нерухомою, тобто подача „запалювальної дози" дизельного палива, що визначена електронним блоком керування 29, не змінюється. При значному зменшенні навантаження частота обертання буде зростати і під дією головного важеля 3, гідропідсилювача 21 та телескопічної розсувної тяги 22 орган 23 керування подачею газового палива закриється припинивши подачу газу до газового змішувача 25 і впускну трубу 26 двигуна. Після цього палець 5 двоплечого важеля 4 натискає на праву сторону пазу А і зміщує управо тягу 6 рейки 7 у бік зменшення „запалювальної дози” дизельного палива. Одночасно з цим палець 16 тяги 14 вільно рухається у пазу Б повзуна 17, не заважаючи повному виключенню подачі дизельного палива. Застосування запропонованого регулятора дозволяє використовувати як дизельне, так і газове паливо з забезпеченням всережимності системи регулювання двигуна при роботі як за дизельним, так і за газодизельним циклами, а також можливість корекції „запалювальної дози” дизельного палива в залежності від швидкісного режиму роботи двигуна, що дозволяє зменшити витрати дизельного палива при роботі за газодизельним циклом.