РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ
SPEED CONTROLLER

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к гидравлическим регуляторам скорости, и может быть использовано в системе автоматического регулирования режимов работы мобильных машин, преимущественно тракторов и автомобилей при автоматизации бесступенчатой трансмиссии (например, объемной).
Наиболее близким по конструкции к предлагаемому регулятору является гидравлический регулятор, в котором в качестве регулирующего импульса используется давление перед дросселем, через который прогоняется рабочая жидкость шестеренным насосом, в котором давление жидкости используется для передвижения нагруженного пружиной поршня, связанного с регулирующим органом (см. В.И.Крутов. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1968, стр.192, рис.135), предназначенный для урегулирования скорости движения двигателей внутреннего сгорания.
Недостатком регулятора является то, что температура жидкости и ее вязкость могут меняться, в связи с чем будет нарушаться первоначальная настройка регулятора. Кроме того, он не может быть использован для регулирования скорости движения мобильных машин, так как не может регулировать скорости от нуля до максимальной, имеет малый диапазон регулирования скорости, его чувствительный элемент не может быть установлен на нулевую скорость и снова регулировать другую скорость: при падении давления рабочей жидкости вследствие порчи насоса или течи трубопровода регулятор прибавляет подачу топлива и возможен разнос двигателя, т.к. водитель не имеет возможности предотвратить это, как в предлагаемом регуляторе, снятием ноги с педали. Наконец, в прототипе нет стабилизации температуры рабочей жидкости.
Существующие всережимные регуляторы скорости имеют диапазон регулирования скорости до 10:1. Кроме того, существующие регуляторы не регулируют нулевую скорость.
Предлагаемый регулятор может быть применен как для регулирования скорости движении, так и для регулирования скорости вращения двигателей внутреннего сгорания.
Технический результат, достигаемый заявленным изобретением:
1. Поддержание заданной скорости движения машины в пределах максимальной мощности двигателя.
2. Повышение качества некоторых работ, требующих постоянной скорости движения (междурядная обработка пропашных культур, квадратно-гнездовой посев, кошение трав, работа с рассадопосадочными машинами и др.).
3. Облегчение труда водителя, т.к. управление скоростью движения и остановкой производятся одной педалью (рычагом), свободны руки (ноги), что удобно в условиях городского движения, в «пробках», трудных дорожных условиях, при трогании с места на подъеме.
4. Не требуется муфта сцепления и ее педаль.
5. Обеспечение возможности двигаться со скоростью, близкой к нулевой, что необходимо при подъезде к прицепной машине, к месту погрузки или разгрузки, при движении в «пробках», на крутом спуске, при движении задним ходом и в других условиях.
6. Повышение безопасности дорожного движения благодаря тому, что:
- освобождаются от управления руки водителя для переключения передач;
- при снятии ноги с педали 5 происходит автоматическое снижение скорости вплоть до остановки, что сокращает время реакции водителя на торможение и остановочный путь;
- для экстренного торможения не обязательно нажимать на тормоз, достаточно снять ногу с педали скорости движения;
- машину можно остановить при отказе тормозов.
7. Уменьшение износа основных тормозов, нагрев тормозных колодок при затяжных спусках в горных условиях благодаря автоматическому включению торможения двигателем.
8. Возможность осуществления полной автоматизации оптимальных режимов работы тракторов и автомобилей.
9. Использование предлагаемого регулятора как в качестве регулятора скорости движения машин, так и в качестве регулятора скорости двигателя внутреннего сгорания.
Технический результат достигается за счет того, что в известном гидравлическом регуляторе скорости в качестве регулирующего импульса используется давление перед дросселем, через который прогоняется рабочая жидкость шестеренным насосом, в котором давление жидкости используется для передвижения нагруженного пружиной поршня, связанного с регулирующим органом, согласно заявленному изобретению привод насоса осуществляется от ведущих колес машины:
- сжатие пружины, нагружающей поршень, задается оператором, а дросселирование жидкости производится иглой, установленной на поршне;
- на ту сторону поршня, где установлена игла, действует предварительно сжатая, слабая по сравнению с пружиной, нагружающей поршень, пружина, устанавливающая поршень до упора в положение, соответствующее отсутствию передачи (стоянке машины);
- имеет автоматическое устройство для стабилизации температуры рабочей жидкости;
- может быть использован как для регулирования скорости движения машин, так и для регулирования скорости двигателей внутреннего сгорания.
Для регулирования скорости движения мобильных машин в пределах от нулевой до максимальной предлагается гидравлический регулятор, представленный на чертеже.
Регулятор содержит дроссель 1. В качестве регулирующего импульса используется давление перед дросселем 1, через который прогоняется рабочая жидкость шестеренным насосом 2, приводимым во вращение от вала, связанного с ведущими колесами мобильной машины передаточным отношением. Скорость движения мобильных машин изменяется в широких пределах: от нуля до нескольких сотен километров. С увеличением скорости движения давление под поршнем 3 возрастает и поршень со штоком 4 и иглой 11 дросселя 1 перемещаются вверх. Шток 4 воздействует на орган, изменяющий передаточное отношение бесступенчатой трансмиссии (например, золотник с сервомотором) в сторону увеличения передаточного числа и снижения скорости движения. При снижении скорости движения давление под поршнем снижается, и шток 4 воздействует на увеличение скорости.
Педаль 5 кожуха 6 пружины 7 служит для изменения скорости движения (всережимности регулятора). При нажатии на педаль 5 сжимается пружина 7, которая перемещает поршень 3 со штоком 4 и иглой 11 дросселя вниз, в сторону увеличения скорости движения. Сопротивление перетеканию жидкости в дросселе 1 возрастает, и возрастает давление на поршень 3 снизу. Силы давления жидкости на поршень 3 снизу и давление пружины 7 сверху уравновешиваются. Поршень останавливается в новом месте, соответствующем заданной педалью 5 скорости движения.
Пружина 8 слабее пружины 7 и служит для возвращения и фиксация поршня 3 в исходном положении, соответствующем стоянке машины, когда передаточное число трансмиссии приблизилось к бесконечности, т.е. движение не передастся. Это положение поршня 3 устанавливается упором 9 и пружиной 8, которая в этом положении несколько сжата.
Предохранительный клапан 10 служит для предотвращения чрезмерного повышения давления при резком нажатии на педаль 5.
Так, если температура жидкости и ее вязкость будут меняться, то водитель всегда может подкорректировать скорость движения педалью 5. Кроме того, можно подобрать жидкость с небольшими колебаниями величины вязкости. Но для уменьшения влияния величины вязкости на первоначальную настройку в предлагаемом регуляторе предусмотрены два варианта стабилизации температуры рабочей жидкости. Первый вариант состоит в подогреве рабочей жидкости жидкостью от системы охлаждения двигателя через трубку 12. Температура в системе охлаждения двигателей 85…95°С. Второй вариант стабилизации температуры с помощью автоматического устройства для стабилизации температуры рабочей жидкости (автоматического регулятора температуры 13), имеющего ртутный контактный термометр и электрический нагреватель, питаемый от генератора двигателя. Регулируемую температуру выбрать максимальную окружающей среды, при которой возможна работа машины (например, 45°С).
Преимущества предлагаемого регулятора обеспечены тем, что дроссельная игла стоит на поршне, заданный режим регулируется сжатием водителем (оператором) нагружающей пружины 7, наличием упора 9 и пружины 8 для фиксации поршня 3 в положении выключенной передачи и, наконец, стабилизацией вязкости и плотности рабочей жидкости путем стабилизации температуры.