Універсальний регулятор частоти обертання двигуна внутрішнього згоряння

Універсальний регулятор частоти обертання двигуна внутрішнього згоряння, який складається з чутливого елемента з муфтою, основного і проміжного важелів, встановлених на загальній осі коливання, двоплечого важеля керування, встановленого на додатковій осі, коректора подачі палива, встановленого на проміжному важелі, шток якого взаємодіє з основним важелем, проміжний важіль регулятора кінематично зв'язаний з органом керування подачею палива, основний важіль регулятора і важіль керування взаємодіють між собою через пружину регулятора, за допомогою гвинта і втулки забезпечується попередній натяг пружини регулятора, коректор подачі палива складається із двох пружин різної довжини, сумарна жорсткість U 2 (19) 1 3 з'єднується з основним важелем. При подальшому збільшенні частоти обертання, під дією відцентрової сили, переміщуються блоковані основний і проміжний важелі разом з органом керування подачею палива, розтягуючи основну пружину регулятора. Недоліком такого регулятора є те, що він забезпечує тільки всережимне регулювання, що призводить до підвищеної експлуатаційної витрати палива при виконанні машиною (наприклад, трактором) транспортних робіт, коли немає необхідності строго підтримувати відповідний швидкісний режим. Відомі також регулятори частоти обертання двигуна внутрішнього згоряння [2] з можливістю його переналаштування з всережимного на дворежимне регулювання. Регулятор частоти обертання двигуна внутрішнього згоряння, який складається з чутливого елемента з муфтою, основного і проміжного важелів, встановлених на вісі коливання, двоплечого важеля керування, встановленого на додатковій вісі, коректора подачі палива, встановленого на проміжному важелі, шток якого взаємодіє з основним важелем, проміжний важіль кінематично зв'язаний з органом керування подачею палива, основний важіль регулятора і важіль керування взаємодіють між собою через пружину регулятора, за допомогою штока та втулки, які фіксатор встановлює в жорстке положення, забезпечується попереднє розтягнення пружини регулятора, що відповідає номінальному режиму двигуна. Для переходу на дворежимне регулювання коректор подачі палива складається із двох пружин різної довжини, сумарна жорсткість яких дорівнює жорсткості пружини штатного коректора, в штоці коректора жорстко встановлений штифт, який входить в одну з двох пар пазів різної глибини, виконаних у футорці корпуса коректора, в корпусі регулятора встановлений обмежувач ходу проміжного важеля, який обмежує величину циклової подачі палива при частоті обертання, що відповідає максимальному крутному моменту. Прототип регулятора працює наступним чином. При всережимному регулюванні, видаляється фіксатор, в результаті, шток вільно переміщується у втулці, тобто пружина регулятора може розтягуватися на будь-яку величину, що відповідає заданому швидкісному режиму роботи двигуна. Пружини коректора подачі палива попередньо натягуються на необхідну величину, для цього шток коректора, виводиться із довгих пазів і встановлюється в короткі пази. Регулятор працює як звичайний штатний всережимний регулятор. При дворежимному регулюванні пружина регулятора за допомогою важеля розтягується на величину, що відповідає номінальному режиму, для чого важіль переміщується до упора і фіксується фіксатором. В результаті розтягнута пружина, шток, втулка і основний важіль регулятора переміщуються як одне ціле. Фіксатор штока коректора подачі палива встановлюється в довгі пази футорки, цим самим забезпечується вільне переміщення штока в корпусі коректора подачі палива. Після пуску двигуна і збільшення частоти 26185 4 обертання, відцентрова сила чутливого елемента зростає, і коли вона перевищить силу попередньо натягнутої пружини пускового збагачувача, проміжний важіль разом з органом дозування палива і коректором подачі палива переміщуються, що відповідає пусковій подачі палива. Після запуску, упор автоматично або примусово переміщується в положення, що відповідає цикловій подачі при максимальному крутному моменті. По мірі збільшення частоти обертання вала двигуна, відцентрова сила чутливих елементів зростає, і коли вона перевищить силу попередньо натягнутих коректорних пружин, проміжний важіль повертається, переміщуючи орган дозування палива в сторону зменшення подачі. При цьому формується коректорна дільниця швидкісної зовнішньої характеристики. Подальше збільшення відцентрової сили приводить до розтягування пружини регулятора і формуванню зовнішньої регуляторної характеристики. Недоліком такого регулятора є неможливість його перемикання із всережимного на дворежимне регулювання без розбирання регулятора, а також виникає необхідність зміни перерегулювання обмежуючих гвинтів мінімальної і максимальної частоти обертання через зміну величини ходу важеля керування. Метою корисної моделі є підвищення паливної економічності транспортного засобу, на якому встановлено насос з таким регулятором і спрощення технології переналагодження його із всережимного на дворежимне регулювання без розбирання регулятора. Поставлена мета досягається тим, що регулятор складається із двох однакових пружин, одна із яких має фіксований попередній розтяг, який відповідає налаштуванню регулятора на номінальну частоту обертання двигуна, друга пружина - вільна. Обидві пружини взаємодіють з основним важелем регулятора і двома внутрішніми важелями керування пружинами, які встановлені на вісі, важелі шарнірно з'єднані з пружинами регулятора, на вісі виконані зовнішні несиметричні шліци, які можуть входити в зачеплення з внутрішніми шліцами одного із важелів керування пружинами при її переміщенні вздовж своєї вісі, зовнішній важіль керування регулятором має один повздовжній і два поперечних пази, які взаємодіють з тягою керування регулятором, зовнішній важіль керування в залежності від його положення може бути по черзі зв'язаний з двома парами обмежувальних гвинтів мінімальної і максимальної частоти обертання двигуна, паралельно розташованих в двох площинах. На Фіг.1 наведена схема універсального регулятора в положенні «дворежимне регулювання»; На Фіг.2 наведена схема механізму перемикання із всережимного на дворежимне регулювання; На Фіг.3 наведена схема зовнішнього важеля регулятора з обмежувальними гвинтами; На Фіг.4 - закон переміщення муфти регулятора h в залежності від частоти обертання п вала двигуна при всережимному та дворежимному регулюванні. На Фіг.4 позначено: 5 А, В - зовнішня коректорна і регуляторна гілки; Е, F, G, Н - часткові швидкісні гілки характеристики при дворежимному регулюванні; В1, В2, В3 - регуляторні гілки часткових швидкісних характеристик при дворежимному регулюванні; В1', В2', В3' В4', В5' - регуляторні гілки часткових швидкісних характеристик при всережимному регулюванні; d, е - точки, що відповідають режиму максимального крутного моменту nм і номінальній частоті обертання двигуна nн; с - зовнішня безкоректорна гілка. Універсальний регулятор (Фіг.1) складається з чутливого елемента 1, зв'язаного через муфту 2, з упором 3 двоплечого проміжного важеля 4 і тяги 5 з органом дозування палива 6, регулятор обладнаний пружиною пускового збагачувача 7, двома пружинами регулятора 8, 9 і двома пружинами коректора 10 і 11, зовнішнього важеля керування 12, важіль 12 жорстко встановлено на вісі 13, на вісі 13 встановлені два внутрішніх важелі 14, 15 керування пружинами 8 і 9 (Фіг.2), при чому, один з них 14 знаходиться в зачепленні з зовнішніми несиметричними шліцами, виконаними на вісі 13, другий 15 - знаходиться в вільному стані. Важелі 14 і 15 шарнірно з'єднані з пружинами 8 і 9 за допомогою сережок 16 і 17 (Фіг.2), останні шарнірно з'єднані з основним важелем регулятора 18 (Фіг.1), основний важіль регулятора 18 зв'язаний з штоком коректора 19, в корпусі 20 коректора подачі палива, встановлені футорка 21 і регулювальний гвинт 22 за допомогою яких здійснюється попередній натяг основної 10 пружини і вільний хід додаткової 11 пружини коректора. В корпусі регулятора встановлений упор 23, з регулювальним гвинтом 24, який обмежує хід рейки в положенні максимальної подачі палива при частоті його обертання, яка відповідає максимальному крутному моменту. Так як переміщення зовнішнього важеля 12 при дворежимному і всережимному регулюванні має різні величини, на корпусі регулятора встановлено дві пари обмежувальних гвинтів, розташованих в різних площинах - гвинт 25 мінімальної і гвинт 26 максимальної частоти обертання (Фіг.3) при двохрежимному регулюванні, гвинт 27 мінімальної і 28 максимальної частоти обертання при всережимному регулюванні. Одна із пружин регулятора 8 (Фіг.2) за допомогою гвинта 29, гайки 30 і втулки 31 має попередній розтяг на величину, яка відповідає розтягу пружини на номінальному режимі. Втулка 31 шарнірно з'єднана з сережкою 16. Розтягнута пружина 8, гвинт 29 і втулка 31 з основним важелем 18 переміщуються як одне ціле. Зовнішній важіль 12 регулятора (Фіг.3) має один повздовжній 32 і два поперечних пази 33 і 34 для фіксування тяги керування (на схемі не показано) при дворежемному і всережимному регулюванні. Регулятор працює наступним чином. При дворежимному регулюванні після запуску двигуна із збільшенням частоти обертання, відцентрова сила чутливого елемента 1 (Фіг.1) зростає і, коли вона перевищить силу попереднього натягу 26185 6 пружини 7 пускового збагачувача, проміжний важіль 5 разом з органом дозування палива 6 і коректором 20 подачі палива перемістяться вправо в межах ходу «с», що буде відповідати пусковій подачі палива, шток 19 коректора подачі палива доторкується до основного важеля 18 регулятора. Після запуску двигуна, упор 23 автоматично або примусово переміщується за годинниковою стрілкою в положення (показано на Фіг.1), яке відповідає положенню органу керування подачею палива при максимальному крутному моменті. В межах ходу важеля 12 від обмежувального гвинта 25 до обмежувального гвинта 26 (Фіг.2) формуються часткові швидкісні характеристики, для чого важіль керування 12 (Фіг.1) повертається за годинниковою стрілкою, в результаті основний важіль регулятора 18 також повертається за годинниковою стрілкою в межах ходу «в». При зменшенні натягу пружин і коректора, із збільшенням частоти обертання формується одна із часткових характеристик Е, F, G, Н (Фіг.4) в залежності від положення важеля 12. Формування безрегуляторної характеристики «С» (Фіг.4) забезпечує обмежувач ходу 23 з регулювальним гвинтом 24 (Фіг.1) проміжного важеля 4. Нахил часткових характеристик на дільниці роботи регулятора від nм до nн формується сумарною жорсткістю двох пружин коректора 10 і 11, на дільниці nxxmin до nм - жорсткістю однієї пружини 11 в межах зазору «а». При положенні важеля 12 на упорі 26, із збільшенням частоти обертання коректорні пружини 10 і 11 стискаються, шток коректора 19 стає на упор обмежувального гвинта 22 і починає розтягуватися пружина 8 регулятора. В результаті формується зовнішня регуляторна характеристика «В» (Фіг.4). При переході на всережимне регулювання зовнішній важіль 12 регулятора разом з віссю 13 переміщуються вліво (Фіг.2), таким чином, щоб шліцьова частина 35 вісі 13 ввійшла в паз 36, потім, повертаючи важіль 12, суміщаються не симетрично виконані шліци вісі 13 зі шліцами в важелі 15, суміщаючи заглиблення 38 на вісі 13 з фіксаторами 37. В результаті важіль 14 буде вільно переміщуватися на вісі 13, а важіль 15 жорстко з'єднається з віссю 13 і важелем 12. Одночасно тяга керування регулятором (на схемі не показано) переміщується по повздовжньому пазу 32 (фіг.3) в верхній поперечний паз 33, залишаючи незмінним хід важеля керування регулятором. При всережимному регулюванні в регуляторі відсутня фіксація попереднього розтягу пружини регулятора. Регулятор працює як звичайний всережимний. В межах ходу обмежувальних гвинтів 27 і 28 (Фіг.3) зовнішнього важеля 12, формуються зовнішня «В» (фіг.4) і часткові В'1, В'2, В'3 В'4, В'5 регуляторні швидкісні характеристики. Спрощена технологія переналадки із всережимного на дворежимне регулювання, без його розбирання, робить регулятор універсальним. Перемикання з всережимного на дворежимне регулювання дозволить забезпечити зниження експлуатаційної витрати палива при виконанні автомобілем чи трактором транспортних робіт. 7 26185 Джерела інформації. 1. Кислов В.Г. и другие / Конструирование и производство топливной аппаратуры тракторных дизелей. М., Машиностроение, 1971. - С.34-39. Комп’ютерна верстка М. Мацело 8 2. Регулятор частоти обертання двигуна внутрішнього згоряння. Гутаревич Ю.Ф., Говорун А.Г., Корпач А.О., Добровольський О.С., Мороз В.В. Патент на корисну модель. UA, № 21373, F02M1/04, опубл.15.03.2007, бюл. №3, 2007р. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601