Регулятор частоти обертання двигуна внутрішнього згоряння

Регулятор частоти обертання двигуна внутрішнього згоряння, що містить чутливий елемент, зв'язаний через одне плече проміжного двоплечого важеля з органом дозування палива, через друге - з віссю важеля, на проміжному важелі встановлено коректор подачі палива і шпилька для кріплення пружини пускового збагачуючого пристрою, проміжний і основний важелі регулятора зв'язані між собою обмежувачем ходу і мають загальну вісь коливання, в корпусі регулятора встановлені два жорсткі упори, один з яких обмежує переміщення основного важеля в сторону збіль 3 ливного насоса, розтягуючи основну пружину регулятора. Недоліком механічного регулятора частоти обертання двигуна є те, що він забезпечує на часткових режимах роботу двигуна лише на регуляторних гілках. Внаслідок цього відбувається підвищення експлуатаційної витрати палива через високу амплітуду коливань рейки паливного насоса при виконанні транспортним засобом основних технологічних операцій при фіксованому положенні важеля налаштування регулятора, коли потрібно підтримувати відповідний швидкісний режим у вузьких межах [2]. Відомі також регулятори із зміною налаштування зовнішньої коректорної характеристики [3]. Регулятор частоти обертання двигуна внутрішнього згорання, який містить чутливий елемент, зв'язаний через одне плече проміжного двоплечого важеля з органом дозування палива, через друге з віссю важеля, на проміжному важелі встановлено коректор подачі палива і шпилька для кріплення пружини пускового збагачуючого пристрою, проміжний і основний важелі регулятора зв'язані між собою обмежувачем ходу і мають загальну вісь коливання, в корпусі регулятора встановлені два жорсткі упори, один з яких обмежує переміщення основного важеля в сторону збільшення подачі палива, другий в сторону її зменшення, пружина регулятора з'єднана з основним важелем регулятора і важелем керування регулятором, проміжний важіль регулятора зв'язаний з рейкою паливного насоса має рухомий односторонній упор на рейці паливного насоса закріплено постійний магніт, що взаємодіє з індуктивним датчиком, який має електричний зв'язок з підсилювачем сигналу. Прототип регулятора працює наступним чином. Після пуску двигуна зі збільшенням частоти обертання, відцентрова сила чутливого елемента (фіг.1) зростає і, коли вона перевищить силу попереднього натягу пружини пускового збагачувача, проміжний важіль разом з рейкою паливного насоса і коректором подачі палива переміститься праворуч в межах ходу. Це буде відповідати пусковій подачі палива, при цьому шток коректора подачі палива переміститься до основного важеля регулятора. Після запуску двигуна основний важіль регулятора перемішується в положення, яке відповідає положенню органу керування подачею палива при максимальному крутному моменті. Під час виконані колісним транспортним засобом (наприклад трактором) технологічних сільськогосподарських операцій важіль керування регулятором фіксується в одному із положень, за якого регулятор працює на одній з регуляторних гілок (частіше всього на зовнішній регуляторній гілці). Змінний зовнішній опір руху викликає вимушені коливання кутової швидкості і крутного моменту двигуна і, як наслідок, рейки паливного насоса разом з постійним магнітом. В результаті цього в індуктивному датчику генерується пропорційний амплітуді коливань рейки паливного насоса електричний сигнал, який підсилюється в підсилювачі і 58405 4 передається на покажчик коливань (сигнальний, візуальний і т.д.). Для зменшення амплітуди коливань рейки паливного насоса в прототипі регулятора передбачено рухомий односторонній упор, зв'язаний з важелем через тягу з ручним важелем зміни налаштування зовнішньої коректорної характеристики. В залежності від величини коливань оператор має можливість за допомогою рухомого одностороннього упора примусово переміщувати упор в необхідне положення, обмежуючи переміщення рейки в сторону збільшення подачі палива, тобто зменшуючи амплітуду коливань рейки паливного насоса. В результаті формуються регуляторні характеристики з новими зовнішньою і коректорними характеристиками. Перехід на нову коректорну і безкоректорну гілку характеристики можливо здійснювати при русі колісного транспортного засобу без порушення загального налаштування регулятора і регулювання циклової подачі паливного насоса. При установці важеля в початкове положення регулятор працює як звичайний всережимний. Недоліком такого регулятора є те, що обмеження амплітуди коливань рейки паливного насоса виконується механічним способом і залежить від суб'єктивних факторів. Метою розроблення корисної моделі є підвищення паливної економічності транспортного засобу, на якому встановлено паливний насос з всережимним регулятором, що автоматично забезпечує зменшення амплітуди коливань рейки паливного насоса при роботі двигуна на часткових швидкісних і навантажувальних режимах шляхом незалежного від водія автоматичного переміщення і встановлення в відповідному положенні обмежувача коливань рейки паливного насоса. Поставлена мета досягається тим, що підсилювач сигналу коливань рейки паливного насоса має електричний зв'язок з електронним блоком керування, а блок керування має електричний зв'язок з обмотками пропорційного електромагніта і датчиком переміщення зовнішнього важеля керування регулятором, рухомий сердечник за допомогою штока і системи важелів з пружиною, що повертає в початкове положення і рухомим одностороннім упором автоматичне переміщення якого забезпечує зміну налаштувань зовнішньої коректорної характеристики. На фіг.1 показана схема всережимного регулятора в положенні максимальної подачі при перевантаженні двигуна зі змінним налаштуванням зовнішньої коректорної характеристики; На фіг.2 - наведено закони переміщення рейки паливного насоса h в залежності від частоти обертання n (nxx min, nxx max мінімальна та максимальна частоти обертання) вала двигуна при всережимному регулюванні з автоматичним змінним налаштуванням зовнішньої коректорної характеристики; На фіг.2 позначено: А, В - зовнішні коректорна і регуляторна гілки; В1, В2 - регуляторні гілки часткових швидкісних характеристик при всережимному регулюванні в штатному режимі роботи регулятора; 5 B', B1', B2' - зовнішня гілка і гілки часткових швидкісних регуляторних характеристик при змінному налаштуванні зовнішньої коректорної гілки; d, е - точки що, відповідають режимам максимального крутного моменту nm і номінальної частоти обертання двигуна nH; с - зовнішня безкоректорна гілка. Регулятор з автоматичною зміною налаштування зовнішньої коректорної характеристики складається з проміжного важеля 1, основного важеля 2, упорного ролика 3, регулювального болта 4, штоку коректора 5, пружини коректора 6, пружини регулятора 7, тяги 8, що з'єднує проміжний важіль 1 з рейкою паливного насоса 9, важеля зміни настройки регулятора 10, пружини пускового збагачувача 11, зовнішнього важеля керування регулятором 12, обмежуючого гвинта максимальної частоти обертання двигуна 13, муфти регулятора 14 та тягарців регулятора 15. На рейці паливного насоса 9, жорстко закріплений постійний електромагніт 16, магнітне поле якого взаємодіє з індуктивним датчиком 17, що електрично зв'язаний з підсилювачем електричного сигналу 18, підсилювач, в свою чергу, електрично зв'язаний з пропорційним електромагнітом 20, обмотки електромагніта 21, електрично зв'язані з електронним блоком 19, рухомий сердечник 22 пропорційного магніту 20 за допомогою штока 23, важеля 24 і тяги 25 з одностороннім обмежувачем 26, який обмежує переміщення рейки паливного насоса в сторону збільшення подачі палива, датчика 27 переміщення зовнішнього важеля 12 керування регулятором і пружиною, що повертає рейку в початкове положення 28. Регулятор працює наступним чином. Після пуску двигуна зі збільшенням частоти обертання вала, відцентрова сила тягарців 15 регулятора зростає і, коли вона перевищує силу попереднього натягу пускової пружини 11, проміжний важіль 1, разом з рейкою 9 паливного насоса переміщується в сторону зменшення подачі в межах з обмежувачем ходу. За умови збільшення частоти обертання двигуна, відцентрова сила продовжує зростати, і коли вона перевищить силу попереднього натягу пружини 6 коректора, проміжний важіль 1, разом з рейкою 9 переміщується в сторону зменшення подачі в межах ходу штока 5 коректора, в результаті проміжний важіль 1 жорстко з'єднується з основним важелем 2. За подальшого збільшення частоти обертання під дією відцентрової сили переміщуються блоковані основний 2 і допоміжний 1 важелі разом з рейкою 9 паливного насоса, розтягуючи основну пружину 7 регулятора. Під час виконання колісним транспортним засобом технологічних операцій (наприклад сільсь 58405 6 когосподарських) зовнішній важіль 12 керування регулятором фіксується в одному з положень, при цьому регулятор працює на одній з регуляторних гілок характеристики В1, В2 (фіг.2). Зміна зовнішнього опору викликає коливання рейки 9 паливного насоса разом з постійним магнітом 16 в індуктивному датчику 17 генеруються електричні сигнали, що пропорційні амплітуді коливань рейки 9, які підсилюються в підсилювачі 18 і передаються на електронний блок 19 керування пропорційним електромагнітом 20. Зменшення амплітуди коливань рейки 9 паливного насоса здійснюється автоматично. З врахуванням величини коливань в електронному блоці 19 генерується напруга, що передається на обмотки електромагніта 20, переміщується сердечник 22, шток 23 і через важіль 21, шток 25 з одностороннім рухомим упором 26. В залежності від амплітуди коливань електронний блок генерує електричний сигнал, що передається на пропорційний електромагніт 20. Електромагніт примусово переміщує односторонній упор 26 в бік зменшення подачі палива на необхідну відстань. В результаті формуються регуляторні характеристики B', B1', В'2 (фіг.2) з новою зовнішніми та коректорними характеристиками А1 та С1. Перехід на новий швидкісний та навантажувальний режими виконується при русі колісного транспортного засобу з допомогою важеля 12 без порушення загальних налаштувань регулятора і величини циклової подачі. При переміщенні важеля 12, датчик переміщення 27 блокує роботу електронного блока 19, в результаті під дією зусилля пружини 28 рухомий упор 26 встановлюється в крайнє праве положення, звільнюючи рейку паливного насосу високого тиску. Обмеження вимушених коливань рейки паливного насоса забезпечує зниження експлуатаційної витрати палива при виконанні колісним транспортним засобами технологічних сільськогосподарських операцій. Джерела інформації. 1. Кислов В.Г. и другие / Конструирование и производство топливной аппаратуры тракторних дизелей. - М.: Машиностроение, 1971. - С.34-39. 2. В.Н. Болтинський. Мощность тракторного двигателя при работе с неустановившейся нагрузкой и ее определение. - Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1959. - №4. - С. 13-16. 3. Регулятор частоти обертання двигуна внутрішнього згорання. Гутаревич Ю.Ф., Говорун А.Г., Копач А.О., Сєльський М.П. Патент на корисну модель. UA, № 49576, F02D1/04, опубл. 26.04.2010, бюл. № 8, 2010 р. 7 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 58405 8 Підписне Тираж 23 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