ВСЕРЕЖИМНЫЙ РЕГУЛЯТОР ДИЗЕЛЯ С ТУРБОНАДДУВОМ
ALL-SPEED GOVERNOR OF SUPERCHARGED DIESEL ENGINE

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к устройству регуляторов подачи топлива двигателей внутреннего сгорания.
Известны регуляторы частоты вращения, содержащие автоматические корректирующие устройства топливоподачи по виду применяемого топлива, осуществляющие коррекцию цикловой подачи топлива в зависимости от его вязкости или плотности [В.А.Макаров, С.И.Козлов. "Топлива и топливоподача многотопливных и газодизельных двигателей". - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000. - с.195-211].
Недостатками известных регуляторов являются их низкая надежность и неспособность обеспечить требуемую цикловую подачу топлив с различными физико-химическими свойствами.
Известны всережимные регуляторы дизеля с турбонаддувом, выбранные в качестве прототипа, содержащие пневматический чувствительный элемент давления наддува с мембраной, связанной с одной стороны с впускным трубопроводом дизеля, центробежный чувствительный элемент, снабженный штоком, подсоединенным к валу двигателя, и подпружиненной муфтой, и рычажную передачу, связывающую оба элемента с органом дозирования топлива, причем рычажная передача снабжена серводвигателем, золотник которого кинематически связан с чувствительными элементами, а силовой поршень - с органом дозирования [а. с. СССР № 966264, F02D 1/00, 1981].
Недостатком прототипа является то, что всережимные регуляторы не обеспечивают корректирования цикловой подачи топлива в зависимости от физико-химических свойств топлива.
Технический результат изобретения - улучшение энергетических и топливно-экономических показателей дизеля путем корректирования (изменения) цикловой подачи топлива для обеспечения работы дизеля по заданной внешней регуляторной характеристике на топливах с различными физико-химическими свойствами (удельной теплотой сгорания).
Указанный технический результат достигается тем, что в отличие от прототипа всережимный регулятор дизеля с турбонаддувом содержит пневматический чувствительный элемент давления наддува с мембраной, связанной с впускным трубопроводом дизеля, центробежный чувствительный элемент, снабженный штоком, подсоединенным к валу двигателя, рычаг настройки регулятора, серводвигатель и суммирующую рычажную передачу, связывающую эти элементы с органом дозирования топлива, притом гидравлический серводвигатель содержит два золотника и силовой поршень, внутренний золотник кинематически связан с устройством, реагирующим на изменение крутящего момента, наружный золотник - с суммирующим рычагом, а силовой поршень - с органом дозирования через дополнительные пружины, причем силовой поршень установлен подвижно на штоке с упорами, для изменения усилия на суммирующей рычажной передаче.
На фиг. 1 представлена схема всережимного регулятора дизеля с турбонаддувом. На фиг.2 показаны скоростные внешние регуляторные характеристики дизеля.
к
Регулятор дизеля 1 с турбокомпрессором 2 содержит связанные с топливным насосом 3 центробежный чувствительный элемент 4, соединенный с коленчатым валом 5, и пневматический чувствительный элемент 6 давления наддува Р, выполненный в виде расположенной в корпусе мембраны 7, связанной с одной стороны каналом с впускным трубопроводом дизеля 1, а с другой - с центробежным чувствительным элементом. Связь центробежного чувствительного элемента 4 и пневматического чувствительного элемента 6 с органом дозирования топливного насоса 3 осуществляется суммирующим рычагом 8, соединенным пружиной 9 с рычагом 10 настройки регулятора и наружным золотником 11 гидравлического серводвигателя. Гидравлический серводвигатель состоит из корпуса золотников 12, внутри которого подвижно размещены внутренний золотник 13, кинематически связанный с устройством 14, реагирующим на изменение крутящего момента, и наружный золотник 11, кинематически связанный с суммирующим рычагом 8 и штоком 15 с упорами 16, на котором установлены подвижно силовой поршень 17 и дополнительные пружины 25 и 26 серводвигателя. Устройство, реагирующее на изменение крутящего момента, состоит из разрезного вала 18, на торцах которого выполнены фланцы 19 с клинообразными пазами, в которых размещены разжимные элементы 20. Два корпуса 21 с закрепленным кинематическим приводом (тросом) 22 установлены на частях разрезного вала на радиально-упорных подшипниках 23, причем корпуса 21 сжаты пружинами 24 с предварительным натягом.
Устройство работает следующим образом.
Изменение скоростного режима двигателя 1 воспринимается центробежным чувствительным элементом 4, изменение нагрузочного режима - устройством, реагирующим на изменение крутящего момента 14, а изменение давления наддува - пневматическим чувствительным элементом 6.
При работе двигателя на заданном (дизельном) топливе регулятор работает по установленной зависимости I (фиг. 2) внешней регуляторной характеристики.
'
При переходе на облегченное топливо с меньшей удельной теплотой сгорания и плотностью мощность дизеля снижается из-за уменьшения крутящего момента на установленном скоростном режиме I (фиг. 2), при этом корпуса 21 (фиг. 1) сжимаются пружинами 24 и при помощи кинематического привода 22 перемещают внутренний золотник 13 вправо. Внутренний золотник 13, смещаясь относительно наружного золотника 11 вправо, соединяет полости В с Е и А с D. Под действием разности давлений силовой поршень 17 серводвигателя перемещается влево, воздействуя через дополнительную пружину 25 на шток 15 и увеличивая цикловую подачу топлива. Вследствие чего увеличивается крутящий момент, развиваемый дизелем, при этом корпуса 21 разжимаются, и когда крутящий момент достигнет установленного характеристикой значения, внутренний золотник 13 займет нейтральное положение, давление в полостях D и Е выравнивается и увеличение цикловой подачи топлива прекратится.
При переходе на тяжелое топливо с повышенной удельной теплотой сгорания и плотностью мощность дизеля повышается из-за увеличения крутящего момента на установленном скоростном режиме I" (фиг. 2), корпуса 21 разжимаются, внутренний золотник 13 перемещается влево, соединяя полости В с D и С с Е. Под действием разности давлений силовой поршень 17 серводвигателя перемещается вправо, воздействуя через дополнительную пружину 26 на шток 15 и уменьшая цикловую подачу топлива. Вследствие чего уменьшается крутящий момент, развиваемый дизелем, при этом корпуса 21 сжимаются, давление в полостях D и Е выравнивается, уменьшение цикловой подачи топлива прекращается.
Желаемое протекание внешней характеристики дизеля с турбонаддувом обеспечивается формой клинообразных пазов фланцев 21 и настройкой пружин 9, 24, 25 и 26.
Вследствие этого всережимный регулятор обеспечивает корректирование цикловой подачи топлива и обеспечивает работу двигателя по установленной характеристике независимо от физико-химического состава и вязкостно-температурных свойств топлива, т.е. улучшает энергетические и топливно-экономические показатели дизеля.
Устройство служит для обеспечения заданной характеристики дизельного двигателя на топливах с различными физико-химическими свойствами и может быть легко реализовано в тракторостроении и транспортном машиностроении.