Універсальний регулятор частоти обертання дизеля

1. Універсальний регулятор частоти обертання дизеля, до якого входять корпус, у який встановлено з'єднані між собою кінематично чутливий елемент З муфтою, двоплечий важіль управління, пускова пружина і негативний коректор, що розміщені співвісно з муфтою регулятора, важіль, що кінематично зв'язаний з регулюючим органом паливного насоса, який відріз няється тим, що проміжний двоплечий важіль одним своїм плечем з'єднаний з блоком пружин, що містить пружини мінімальної та максимальної частот обертання і пружину позитивного коректора, та розташований на штоці, паралельному осі обертання вала з вантажами регулятора, крім того, передбачене встановлення механічного негативного коректора паливоподачі, пружина якого розташована між державкою вантажів і муфтою регулятора. 2 Універсальний регулятор частоти обертання дизеля по п 1, який відрізняється тим, що в якості механічного негативного коректора паливолодачі в ньому встановлений пневматичний негативний коректор паливоподачі, який через Т-подібну сережку І двоплечий важіль кінематично з'єднаний з рейкою паливного насоса високого тиску. Винахід відноситься до області озброєння та техніки, в особливості до автомобілебудування. Відомі автоматичні регулятори паливних насосів УТН-5 [1], ЧЗТА [2], а також регулятори, що встановлюються на дизелях 64 15/18 [2] і ЯМЗ [3}. Усі вони відносяться до всережимних механічних регуляторів прямої дії з перемінною деформацією пружин, що підтримують у відомих межах любе задане число обертів колінчатого валу у всьому робочому діапазоні двигуна В якості чутливого елементу у них виступає обертальна траверса з рухливими вантажами, що діють на муфту регулятора. З вивчених аналогів, в якості прототипу було взято папивний насос високого тиску Чугуєвського заводу паливної апаратури моделі ЧЗТА-435 [2], у який входять корпус, в якому встановлено пов'язані між собою кінематично чутливий елемент з муфтою, двоплечий важіль управління, пускова пружина і негативний коректор, що розміщенні співвісно з муфтою регулятора, та важіль, що кінематично зв'язаний з регулюючим органом паливного насосу Недоліком регупятора цього насосу є те, що він забезпечує тільки всережимне регулювання частоти обертання колінчатого валу двигуна, а це приводить до погіршення його економічних та еко логічних показників при виконанні машиною транспортної роботи. Мета винаходу - зменьшення експлуатаційної витрати палива та збереження ресурсу двигуна шляхом зміни режимів роботи регулятора системи живлення з всережимного на дворежимне при виконанні машиною транспортної роботи. В основу винаходу поставлено завдання створення універсального регулятора частоти обертання дизеля, який забезпечує всережимне або дворежимне регулювання частоти обертання колінчатого валу двигуна, шляхом встановлення у регулятор додаткового блоку пружин, що містить пружини мінімальної та максимальної частот обертання і пружину позитивного коректора, а також негативний механічний або пневматичний коректор паливоподачі. Створено універсальний регулятор частоти обертання дизеля, до якого входять корпус, чутливий елемент з муфтою, двоплечий важіль управління, пускова пружина і негативний коректор, що розміщенні СПІВВІСНО з муфтою регулятора і мають можливість взаємодії із важелем, що кінематично зв'язаний э регулюючим органом паливного насосу, який відрізняється щщ що проміжний двоплечий важіль встановлений1 на осі в корпусі регулятора, своїм плечем пов'язаний з блоком пружин. О 00 (О со 34680 який містить пружини мінімальної та максимальної частот обертання, пружину позитивного коректора та розташований на штоці, паралельному осі Обертання вала з вантажами регулятора Крім того, у схемі регулятора передбачене встановлення механічного негативного коректора паливоподачі або пневматичного коректора паливоподачі по тиску наддува. Принципова схема універсального регулятора частоти обертання дизеля представлена на фіг. 1: 1 —пружина для вмикання пускової подачі палива; 2 - гвинт для регулювання ходу негативного коректора; 3 - пружина негативного коректора; 4 гвинт для регулювання мінімальної частоти обертання; 5 - гвинт для регулювання номінальної частоти обертання; 6 - важіль керування регулятором; 7 - дистанційна фланцева втулка, 8 - рухлива тарілка; 9 - рейка ПНВТ; 10 - важіпь для вимикання подачі палива (для зупинення дизеля); 11 пневматичний негативний коректор паливоподачі по тиску наддуву; 12 - діафрагма; 13 - гвинт для регулювання початку дії пневматичного коректора; 14 - трубка для підводу повітря з наддувочного коректора; 15 - пружина; 16 - гвинт для регулювання ходу штока пневматичного коректора; 17 - Тобразна сережка, 18 - двоплечий важіль; 19 - тяга з пружною ланкою; 20 - гайка для регулювання номінальної подачі палива; 21 - пружина позитивного коректора; 22 - стержень, 23 - проміжний двоплечий важіль; 24 - гвинт для регулювання початку дії негативного коректора; 25 - рухлива гільза; 26 - пружина максимальної частоти обертання; 27 пружина мінімальної частоти обертання; 28 - важіль негативного коректора; Рп - підтримуюча сила регулятора (відцентрова сила вантажів регулятора, приведена до його муфти). Pop - сила пружин регулятора; AZi - переміщення муфти регулятора на ділянці вимикання пускової подачі палива; AZ2 - переміщення муфти регулятора на ділянці негативного коректування паливоподачі; Ahnpi - робоча деформація пружини мінімальної частоти обертання; Ahnp2 - робоча деформація пружини позитивного коректора паливоподачі. Зважаючи на специфічні вимоги, регулятор частоти обертання розробленими так, що при складанні його можна комплектувати як дворежимний, всережимний або дворежимно-всережимний. Регулятор можно зібрати в чотирьох головних комплектаціях: А Деорежимне регулювання частоти обертання І пневматичний негативний коректор паливоподачі (ПНК). Гвинт 2 загвинчений до упору в важіль 28, чим забезпечується блокування МИК. Дистанційна фланцева втулка 7 повернена фланцем у сторону пружини 26. Б Всережимне регулювання частоти обертання і ПНК. Те ж, що й при комплектації' А, але дистанційна втулка 7 встановлена фланцем у бік рухливої тарілки 8. В. Дворежимне регулювання частоти обертання І механічний негативний коректор паливоподачі (МНК). ПНК 11, Т-образна сережка 17, двоплечий важіль 16 зняті. Важіль 26 безпосередньо з'єднаний із рейкою ПНВТ тягою 19 із пружною ланкою Дистанційна втулка 7 встановлена фланцем у бік пружини 26 Г Всережимне регулювання частоти обертання І МНК. Те ж, що й при комплектації В, але дистанційна втулка 7 встановлена фланцем у бік рухливої тарілки 8 Крім того, можливі ще дві додаткові комплектації для здійснення дворежимно-всережимного регулювання, при котрих в інтервалі частот обертання від мінімальної до тієї, що відповідає максимальному крутному моменту, здійснюється дворежимне регулювання, а в інтервалі від частоти обертання при максимальному крутному моменті до номінальної частоти обертання - всережимне: Д. Дворежимно-всережимне регулювання частоти обертання і ПНК. Те ж, що й при комплектації А, але встановлена скорочена дистанційна втулка 7. Е. Дворежимно-всережимне регулювання частоти обертання і МНК Те ж, що й при комплектації В, але встановлена скорочена дистанційна втулка 7 повернена фланцем у бік пружини 26. Регулятор працює слідуючим чином. При всережимному регулюванні дистанційна фланцева втулка 7 звернена фланцем у бік рухливої тарілки 8, а пружина 26 має мінімальний попередній стиск, що збільшується при повороті важеля 6 у бік регулювального гвинта 5. Якщо ж вона звернена фланцем у бік пружини 26 максимальної частоти обертання, то ця пружина має постійний попередній стиск і працює тільки при максимальній частоті обертання, у результаті чого забезпечується дворежимне регулювання частоти обертання. Таким чином, перетворення регулятора в дворежимний або всережимний здійснюється без заміни деталей. Розглянемо швидкісні характеристики регуляторів з механічним негативним коректором паливоводачі - МНК. На фіг. 2 показані зовнішня 1 і часткові 2-5 швидкісні характеристики регулятора в дворежимній комплектації' (дворежимного регулятора). Щоб одержати зовнішню швидкісну характеристику 1, важіль'б'керування регулятором потрібно повернути до упору в гвинт 5 При цьому пружина 27 мінімальної частоти обертання втискується І відстань hnpt стає рівна нулю У формуванні ділянок зовнішньої швидкісної характеристики в міру зростання частоти обертання п н беруть участь такі пружини (див. фіг. 1 і 2): а-б -пружина включення пускової подачі; в-г - пружина негативного коректора; д-е - пружина позитивного коректора; ж-з - пружина максимальної частоти обертання. Щоб отримати часткові швидкісні характеристики 2-4, потрібно встановити важіль 6 в одне з проміжних положень між гвинтами 4 І 5. А характеристика 5 утворюється при упорі важеля 6 в гвинт 4 мінімальної частоти обертання холостого ходу У інтервалі б-г поворот важеля 6 викликає зміну попередньої деформації пружини 27 мінімальної частоти обертання, а на ділянці 6-й відбувається зміщення усього блоку пружин 21, 26. 27 разом з рухливою гільзою, на якій вони встановлені, уздовж стержня 22 у бік зменьшення подачі (характеристики 4 і 5). 34680 У формуванні ділянок часткових характеристик беруть участь. у зоні А - пружина 27 мінімальної частоти обертання; у зоні Б - одночасно пружина 27 і пружина З негативного коректора паливоподачі На інших ділянках часткових характеристик діють пружини 1, 21 або 26, як при формуванні зовнішньої швидкісної характеристики. Звернемо увагу на те, що в зоні А у формуванні часткових характеристик бере участь тільки' пружина 27 мінімальної частоти обертання, а в зоні Б у роботу вступає пружина негативного коректора. Так як негативний коректор переміщає рейку у бік збіпьшення подачі, а при деформації пружини 27 рейка переміщається у бік зменьшення подачі, сумарний нахил часткових характеристик у зоні Б меньший, ніж у зоні А. Оскільки у зоні А знаходиться режим мінімальної частоти обертання п« тн (по характеристиці 5), то велика крутизна характеристик у цій зоні сприяє підвищенню стійкості системи автоматичного регулювання частоти обертання (САРЧ) дизеля на цьому режимі. Потрібно відзначити ще одну особливість швидкісних характеристик дворежимного регулятора Як видно з фіг. 2, формування ділянок часткових швидкісних характеристик починається і закінчується при меньших значеннях, чим на зовнішній характеристиці. Це пояснюється тим, що на часткових швидкісних характеристиках значення координати Z більше, ніж на зовнішній, відповідно більша і підтримуюча сила Рп, яка створюється грузами регулятора при тих же значенях частоти обертання. На фіг. З показані зовнішня швидкісна характеристика 1 із зовнішньою 2 І частковими 3-6 регуляторними гілками регулятора при всережимній комплектації (всережимного регулятора). У цьому випадку зовнішня швидкісна характеристика 1 із зовнішньою регуляторною гілкою 2 задається І формується точно так само, як у дворежимному регуляторі. Для одержання часткових регуляторних гілок 3-5 важіль 6 потрібно встановити в одне з проміжних положень між гвинтами 2 І 5. Коли важіль 6 впирається у гвинт 4, утворюється характеристика 6, по якій дизель працює на мінімальному холостому ходу. У формуванні часткових регуляторних гілок беруть участь: у зоні А - одночасно пружина 27 мінімальної частоти обертання і пружина 26 максимальної частоти обертання; у зоні Б - одночасно три пружини - мінімальної 27 і максимальної 26 частот обертання і негативного коректора 3; у зоні В - одночасно пружина 26 і пружина 21 позитивного коректора; у проміжках між зонами Б І В і між зоною В і зовнішньою регуляторною гілкою 2 - одна пружина 26. При одночасній роботі двох пружин у зонах А і В пружини включені послідовно, тому їх сумарна жорсткість меньше, чим жорсткість кожної пружини окремо Це допомагає зменьшенню нахилу часткових регуляторних гілок, що являється позитивним фактором, тому що в звичайних всережимних регуляторах Із зниженням регульованної частоти обертання нахил часткових регуляторних гілок, як відомо, істотно збільшується [4, 5]. Це ж відноситься і до зони Б, у якій працюють одночасно три послідовно включені пружини, негативного коректора 3, мінімальної частоти обертання 27 і максимальної частоти обертання 26. Але лозитивний вплив пружини 27 послаблюється тим, що при зміні деформації пружини З негативного коректора рейка переміщається у бік збільшення подачі палива, у той.час, як при зміні деформації пружин 27 І 27 вона переміщається у бік зменьшення подачі. На фіг 4 показана зовнішня 1, 2 і часткові 3 8 ШВИДКІСНІ характеристики г часткові регуляторні гілки дворежимно-всережимного регулятора Ці ха-* рактеристики у зонах А і Б двррежимного регулювання формуються, як в дворежимному регуляторі, а в зоні всережимного регулювання (характеристики 3, 4) - як у всережимному регуляторі. Декілька слів про регулятори з пневматичним негативним коректором - ПНК У всіх варіантах регуляторів з ПНК формування зовнішньої і часткових швидкісних характеристик і регуляторних гілок відбувається так само, як у регуляторах з МНК за винятком ділянки в-г і зони Б, де замість МНК діє ПНК. Але протікання характеристик на цій ділянці й у зазначеній зоні утворюється практично однакові і з МНК, і з ПНК Список літератури: 1. Кругов В.И. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1979--615 с. 2. Двигатели внутреннего сгорания. Системы поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А.С. Орлина и М.Ґ. Кругпова. Изд. 3-е. перераб и доп. М.; Машиностроение, 1985. 456 с 3. Двигатели ЯМЗ-236, ЯМЗ-238. Инструкция по эксплуатации. - М.:Воениэдат, 1977. 158 с. 4. Долганов К.Е. Особенности статики гидравлического регулятора с грузовым центробежным чувствительным елементом. Труды ЦНИТА. Л.: 1966. вып. 31. - с. 35-48. 5. Кривенко П.М., Федосов И.М., Дизельная топливная аппаратура. - М.: Колос, 1970 - 536 с. 34680 34680 200 400 • 300 600 500 Фіг. 2 200 400 300 600 500 Фіг. З [800 750 ° 1000 Э4680 1 О 1000 л„. мин1 200 750 . 300 Фіг. 4 •З і Тираж 50 eto Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 86000, м Ужгород, аул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03