Триімпульсний регулятор частоти обертання дизеля

Триімпульсний регулятор частоти обертання дизеля, що містить підпружинений вузол корекції, демпфер, підсумовуючий важіль і установлений між споживачем і джерелом енергії планетарний редуктор, зупинена ланка якого зв'язана одним важелем з підпружиненим вузлом корекції і демпфером, а другим через систему важелів і тяг з одним кінцем підсумовуючого важеля, другий кінець якого з'єднаний з відцентровим регулятором частоти обертання, а середня частина підсумовуючого важеля з'єднана з органом паливоподачі, який відрізняється тим, що в ньому вузол корекції, система важелів і тяг, а також підсумовуючий важіль виконані у вигляді замкненої сильфонної гідравлічної передачі, в якій гідролінією сполучені вузол приймального сильфона з рухомим і неру U 1 3 вузол виконавчого сильфона містить перший рухомий фланець і другий рухомий фланець і установлений між ними нерухомий фланець з осьовим отвором, через який сполучається розділений виконавчий сильфон, і з радіальним отвором, сполучений через гідролінію з отвором нерухомого фланця приймального сильфона, причому перший рухомий фланець вузла виконавчих сильфонів з'єднаний з відцентровим регулятором частоти обертання, а другий рухомий фланець - з органом паливоподачі, а також додатково установлений контур регулюючих імпульсів за тиском надуву, виконаний у вигляді діафрагми, утворюючої із впускним трактом дизеля герметичну порожнину і замкненої сильфонної гідравлічної передачі, яка містить сполучені гідролінією вузол приймального сильфона, зв'язаного з основою підпружиненої діафрагми, і вузол виконавчих сигналів. В результаті вилучення з конструкції регулятора габаритних за розмірами коректора за навантаженням, підсумовуючого важеля і системи важелів і тяг, яка передавала регулюючий сигнал за навантаженням у перпендикулярно розміщених напрямках, зменшиться матеріалоємність, а відсутність кінематичних пар в сильфонній гідравлічній передачі регулюючих імпульсів за навантаженням і за тиском наддуву підвищить точність регулювання і розширить область застосування триімпульсного регулятора на дизелях з турбонаддувом. На представленому креслені схематично показано триімпульсний регулятор, де: на фіг. 1 зображений загальний вигляд регулятора, а на фіг.2 - кінематична схема планетарного редуктора. Запропонований триімпульсний регулятор частоти обертання дизеля містить механічний вимірювач крутячого моменту у вигляді планетарного редуктора з ведучою ланкою, якою є сонячна шестерня 7, з'єднана із джерелом енергії - дизелем 2 і веденою - водилом З, з'єднаним із споживачем 4. Зупиненою ланкою планетарного редуктора є епіциклічна шестерня 5, установлена на підшипниках 6 з можливістю повертатися від дії крутячого моменту. Зупинена ланка 5 шарнірно з'єднана зі штоком 7 гідравлічного демпфера 8 і впирається на податливу опору у вигляді відновлювальної пружини 9 з нерухомим сідлом 10, величина затяжки якої може регулюватися гайкою 11. Ланка 5 другим важелем шарнірно з'єднана з рухомим фланцем 12 вузла приймального сильфона 13, що переміщується в напрямній 14. Порожнина сильфона 13 гідролінією 15 сполучається з порожниною вузла виконавчого сильфона 16, причому гідролінія 15 одним кінцем з'єднується нерухомим фланцем 17 з осьовим отвором, а другим - з нерухомим фланцем 18 з радіальним та осьовим отворами. Сильфон 16 другим рухомим фланцем 19 з'єднується з органом паливоподачі 20. Для усунення гістерезису матеріалу стінок сильфона 16 його рухомий фланець 19 впирається в пружину 21. Перший рухомий фланець 22 виконавчого сильфона через тягу 23 і важіль 24 з'єднується з відцентровим регулятором 25 частоти обертання. Виконавчий сильфон 16 з рухомими фланцями 19, 22 переміщується в напрямній втулці 26. 51746 4 Величина гідравлічного демпфування в демпфері 8 регулюється за допомогою голчастого дроселя 27. Коректор регулюючого імпульсу за частотою обертання відцентрового регулятора 25 містить призму 28 і регулювальний гвинт 29, зв'язаний з важелем 24. Важіль 24 шарнірно з'єднаний з важелем ЗО, який утримується пружиною 31. Необхідний швидкісний режим установлюється за допомогою механізму настройки 32, змінюванням затяжки пружини 33. Контур регулюючого імпульсу за тиском наддуву виконаний у вигляді діафрагми 34, периферійною частиною з'єднаною із всмоктуючим трактом 35 дизеля, утворюючи з ним герметичну порожнину. Основа діафрагми зв'язана з рухомим фланцем 36, з'єднаним одним торцем із сильфоном 37 вузла приймання вхідних сигналів, а другим торцем - з нерухомим фланцем 38 з осьовим отвором. Порожнина сильфона 37 гідролінією 39 через осьовий отвір сполучається з радіальним та осьовим отворами вузла виконавчого сильфона 16. Сильфон 37 з рухомим фланцем 36 переміщується в напрямній 40. Для усунення гістерезису матеріалу стінок сильфона 37 на формування регулюючого імпульсу за тиском наддуву і повернення діафрагми 34 у вихідне положення використана пружина 41. Триімпульсний регулятор працює наступним чином. В усталеному режимі крутячий момент дизеля 2 рівний моменту опору споживача 4 і реактивному моменту, що прагне перекинути зупинену ланку 5 планетарного редуктора. Під дією моменту зупинена ланка 5 повертається навколо власної вісі на певний кут і утримується в такому положенні пружиною 9. При цьому фланець 12 займає положення, при якому тиск у вузлі приймального сильфона 13, гідролінії 15 і у вузлі виконаного сильфона 16 такий, що другий рухомий фланець 19 утримує орган паливоподачі 20 в положенні, відповідаючому цикловій подачі палива заданого усталеного режиму. В даному режимі частота обертання дизеля і турбокомпресора і відповідно тиск наддуву у всмоктувальному тракті не будуть змінюватися. В результаті діафрагма 34, під дією дисбалансу сил пружини 41, тиску атмосферного і у всмоктувальному тракті, буде займати певне положення і створювати у сильфоні 37, гідролінії 39 і сильфоні 16 тиск робочої рідини, що відповідатиме тому ж положенню органа паливоподачі 20. А відцентровий механізм регулятора 25 частоти обертання, зрівноважений пружиною 33, через важіль 24, тягу 23 і фланець 22 буде в сильфоні 16 теж створювати тиск робочої рідини, що відповідатиме тому ж положенню органа паливоподачі 20. У випадку різкого скидання навантаження, реактивного моменту зупиненої ланки 5 зникне і під дією пружини 9 вона повертається і переміщує фланець 12 униз, створюючи в сильфоні 13 розрідження, яке гідролінією 15 передається в сильфон 16. В результаті фланець 19, під дією пружини 21 і зусилля жорсткості матеріалу стінок сильфона 16 різко перемістить орган паливоподачі 20 в бік зме 5 ншення циклової подачі палива. Однак зменшення циклової подачі палива приведе до пониження температури відпрацьованих газів, частоти обертання ротора турбокомпресора і тиску наддуву, забезпечуючого подачу меншої маси повітря в циліндри. А в результаті пониження тиску наддуву від дисбалансу сил дії пружини 41, тисків атмосферного повітря і наддуву, діафрагма 34 переміститься вправо, понижаючи тиск у сильфоні 37 і через гідролінію 39 у виконавчому сильфоні 16. Під дією пружини 21 рухомий фланець 19 разом з органами паливоподачі переміститься в бік зменшення циклової подачі, забезпечуючи частоту обертання дизелю з незначними відхиленнями, які в перехідному процесі стабілізуються регулюючим імпульсом за частотою обертання. У випадку різкого накидання навантаження реактивний момент зупиненої ланки 5 різко з'явиться і, здолавши зусилля пружини 9, вона повернеться і перемістить фланець 12, створюючи тиск робочої рідини в сильфоні 13, який через гідролінію 15 передаватиметься в сильфон 16. Від цього фланець 19, стискаючи пружину 21, перемістить орган паливоподачі 20 в бік збільшення циклової подачі. Останнє приведе до підвищення температури відпрацьованих газів, частоти обертання ротора турбокомпресора і тиску наддуву, забезпечуючи подачу більшої маси повітря в циліндри. Із збільшенням тиску наддуву збільшується дисбаланс сил на діафрагму 34, яка долаючи зусилля пружини 41, перемістить фланець 36 вліво, підвищить тиск в сильфоні 37, гідролінії 39 і виконавчому сильфоні 16. Від дії тиску пружина 21 стискається, забезпечуючи фланцю 19 і органу паливоподачі 20, додаткове переміщення в бік збільшення циклової подачі, створюючи благоприємні умови для повного згоряння палива при перемінних навантажувальних режимах роботи дизеля, з більш стабільним підтримуванням його частоти обертання. При роботі дизеля на коректорній гілці швидкісної характеристики, коли під дією короткочасного 51746 6 перенавантаження частота обертання його зменшиться, пружина 33, здолавши зусилля відцентрового регулятора 25, додатково поверне важіль 24 проти годинникової стрілки. В результаті його регулюючий гвинт 29 по призмі 28 переміститься і дасть можливість додатково переміститися тязі 23 і рухомому фланцю 22, підвищуючи тиск в сильфоні 16. Під дією зусилля зростаючого тиску фланець 19, здолавши зусилля пружини 21, переміститься разом з органом паливоподачі 20 в бік збільшення подачі палива. При цьому дане переміщення буде такої величини, якої воно було б у випадку безпосередньо дії тяги 23 відцентрового регулятора 25 на орган паливоподачі 20, оскільки перетікання робочої рідини із сильфона 16 в сильфон 13 відсутнє завдяки нерухомості фланця 12, спричиненої виходом на упор-обмежувач номінального крутячого моменту податливої опори зупиненої ланки 5. Таке технічне рішення, завдяки гідравлічній передачі регулюючого імпульсу за навантаженням і регулюючого імпульсу за тиском наддуву і їх гідравлічного підсумовування з регулюючим імпульсом за частотою обертання дає можливість формувати регуляторну гілку швидкісної характеристики дизеля за регулюючим імпульсом зміни навантаження, а коректорної гілки - за регулюючим імпульсом зміни частоти обертання, без залучення коректора паливоподачі за змінюванням навантаження, що спрощує конструкцію і зменшує габарити вимірювача крутячого моменту. Одночасне залучення трьох регулюючих імпульсів покращить параметри перехідного процесу системи автоматичного регулювання частоти обертання дизеля на перемінних режимах його роботи. Застосування запропонованого триімпульсного регулятора, у порівнянні з уже відомим, дасть можливість спростити конструкцію, зменшити габаритні розміри і матеріалоємність, а також підвищити точність регулювання і розширити область застосування на дизелях з підвищеними вимогами до підтримання заданої частоти обертання. 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 51746 8 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