Исполнительное устройство привода органа управления подачей топлива для испытательного стенда двигателей внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к машиностроению . Устройство содержит ключи 2 и 3, датчик-реле 6 силы с двумя выходами, чувствительный элемент которого включен к состав соединительного звена 5, сочленяющего орган 7 управления подачей топлива 7 ДВС 8 С выходом сервопривода 4. При достижении органом 7 подачи топлива одного из двух конструкционных упоров ДВС 8 чувствительный элемент датчика-реле 6 силы воспринимает возникающее усилие и на одном из его выходов формируется сигнал, запирающий соответствующий ключ 2 или 3, который блокирует сервопривод 4, исключая возможность его двихения в направлении данного конструкционного упора ДВС 8. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Ы„„1755090 А1 союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Респувлик (я)5 G 01 М 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 .. 2 (21) 4866691/06 чик-реле 6 силы с двумя выходами, чувстви(22) 12,07.90 тельный элемент которого включен к состав (46) 15.08,92. Бюл. ЬЬ ЗО соединительного звена 5, сочленяющего ор(71) Научно-технический центр "Эликс" ган 7 управления подачей топлива 7 ДВС 8 (72) Л.З.Батхан, А.В.Рожанский," Н.М,Ре- с выходом сервопривода 4, При достижении. хтман и В.А.Канарш ..:.. органом 7 подачи топлива одного из двух (56) Двигатели внутреннего сгоранйя; Об- конструкционных упоров ДВС 8 чувствизорная информация ЦНИИтяжмаш. Вып. 4- тельный элемент датчика-реле 6 силы восп79-31, 1979,.с.22-24. ринимает возникающее усилие и на одном . (54) ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПРИ- из его выходов формируется сигнал, запираВОДА OPI"AÍA УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ющий соответствующий ключ 2 или 3, котоТОПЛИВАДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕЙДА ...рый блокирует сервопривод 4, исключая

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ . возможность его движения в направлении (57) Изобретение относится к машинострое- ° данного конструкционного упора ДВС 8. 3 :.

we. Устройство содержит ключи 2 и 3, дат- з.п. ф-лы, 5 ил, 1755090

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в системах автоматики для управления органом подачи топлива двигателя внутреннего сгорания (ДВС), например, на обкаточно-испытательном стенде, Известно автоматическое устройство для обкатки и испытания ДВС, содержащее сочлененный с органом подачи топлива поворотный якорь, нагруженный спиральной возвратной пружиной, создающей момент в направлении выключения подачи топлива, а также датчик положения выходного вала.

Недостатком этого устройства является значительный ток управления и, следовательно, высокое энергопотребление (ток порядка 4-12 А, потребляемая мощность

65-6000 Вт), причем электроэнергия расходуется даже в статическом режиме.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее блок уп- равления, электродвигатель, винтовой механизм с,маточной гайкой, датчик положения и вилку, соединенную со штоком, сочлененным с органом подачи топлива ДВС.

Однако перед началом обкатки (испытания) ДВС необходимо производить настройку ку устройства- применительно к каждому конкретному ДВС, Это вызвано тем, что

ДВС отличаются друг от друга величиной ,хода органа подачи топлива. Указанное отличие может быть обусловлено как конструкцией ДВС, так и различием в регулировках топливной аппаратуры ДВС одной марки, При настройке устройства необходимо установить взаимно однозначное соответствие между положениями штока. и положениями органа подачи топлива на конструкцион н ых. упорах, соответствующими максимальной подаче топлива и минимальной (глушению ДВС). с тем, чтобы при работе устройства в автоматическом режиме обеспечить возможность перемещения органа подачи топлива во всем диапазоне между конструкционными упорами, Информация о положениях штока, соответствующих положениям органа подачи топлива на конструкционных упорах, необходима также для того, чтобы задавать ограничения на допустимые перемещения штока для защиты ДВС и устройства от поломок, которые могут произойти при попытке перемещения органа подачи топлива за пределы конструкционных упоров. Необходимость настройки устройства перед началом обкатки (испытания) каждого конкретного ДВС требует определенных затрат времени и труда на эту настройку, что снижает производительность обкаточно-испытательных стендов. Этот недостаток особенно существенен в условиях массового производства (ремонта) ДВС при их стендовой обкатке и приемо-сдаточных испытаниях, В то же время при управлении органом подачи топлива для обеспечения требуемого скоростного режима ДВС на стенде нет необходимости знать промежуточное положение

10 (как абсолютное, так и относительное) ор15

55 гана подачи топлива. Для этого требуется знать лишь знак рассогласования; если скорость меньше заданной, то орган подачи следует переместить в сторону увеличения подачи топлива, а если больше, то — в сторону уменьшения.

Цель изобретения — повышение производительности обкаточно-испытательного стенда путем устранения необходимости настройки устройства перед обкаткой {испытанием) каждого конкретного ДВ С.

Цель достигается тем, что устройство, содержащее блок управления, реверсивный электродвигатель с редуктором и соединительное звено, дополнительно содержит первый и второй ключи и датчик-реле силы с двумя выходами. Чувствительный элемент датчика-реле силы включен в состав соединительного звена и располагается в любом месте цепи передачи усилия между выходным элементом редуктора и органом подачи топлива. Выходы датчика-реле силы соединены с управляющими входами соответственно первого и второго ключей, Информационные входы ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, а выходы служат цепями питания соответственно прямого и обратного хода электродвигателя. Конструкция устройства обеспечивает остановку электродвигателя при выходе органа подачи топлива на любой из конструкционных упоров ДВС независимо от сигналов блока управления и величины хода органа подачи топлива, Это исключает необходимость настройки устройства на каждый конкретный

ДВС.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг,2 — конструкция датчика-реле силы (1-й вариант); на фиг.3— вид А на фиг.2; на фиг.4 — вид Б на фиг,2; на фиг;5 — конструкция датчика-реле силы (2-й вариант).

Устройство содержит блок 1 управления, первый 2 и второй 3 ключи, реверсивный электродвигатель с редуктором 4, соединительное звено 5, датчик-реле 6 силы. Информационные входы ключей 2 и 3 соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 1 управления, а их вы1755090 ходы служат цепями питания соответственно прямого и обратного хода реверсивного электродвигателя с редуктором 4, который сочленен с органом 7 управления подачи топлива ДВС 8 посредством соединительного звена 5, Выходы датчика-реле 6 силы соединены с управляющими входами соответственно первого ключа 2 и второго ключа

3.

Датчик-реле 6 силы (1-й вариант) содержит тяговые элементы 9 и 10, пружину 11, являющуюся чувствительным .элементом датчика-реле силы 6. выступы 12 и 13, конечные выключатели 14 и 15. Конечные выключатели 14 и 15 закреплены на держателе 16, который расположен на тяговом элементе

10. Тяговый элемент 9 установлен на выходном валу 17 редуктора 4 и, зафиксирован шпонкой 18. Выступы 12 и 13 расположены на тяговом элементе 9. На цилиндрической наружной поверхности ступицы тягового элемента 9 шарнирно расположен тяговый элемент 10, который зафиксирован от осевого смещения с одной стороны буртиком ступицы, а с другой стороны стопорным кольцом 19. Пружина 11 помещена в гнездо, образованное пазами 20 и 21 тяговых элементов 9 и 10 соответственно и направляющими 22 и 23, расположенными на тяговых элементах 9 и 10 соответственно. Соединительное звено 5 представляет собой жесткую тягу, шарнирно закрепленную на тяговом элементе 10 пальцем 24.

Датчик-реле 6 силы (2-й вариант) содержит тяговые элементы 25 и 26, муфту 27, зафиксированную на тяговом элемент 26 с помощью шплинта 28, пружину 29. Тяговые элементы 25 и 26 выполнены из труб с вырезами в виде желобов, которые имеют перегородки 30, 31 и 32, 33 соответственно. . Тяговые элементы 25 и 26 имеют отверстия

34 и 35 соответственно для закрепления в соединительном звене цепи передачи усилия между выходом редуктора 4 и органом управления подачей топлива ДВС 8. Тяговый элемент 25 имеет выступ 36, а тяговый элемент 26 снабжен держателем 37, на котором закреплены конечные выключатели

38, 39. Пружина 29 помещена в гнездо, образованное желобами и перегородками 30.

31, 32, 33 тяговых элементов 25 и 25, причем внутренние поверхности желобов являются направляющими пружины 29, а перегородки 30, 31, 32, 33 — ее упорами, Устройство работает следующим образом, При нахождении органа управления подачей топлива между конструкционными. упорами ДВС 8 (ни на одном из них) на... обоих выходах датчика-реле 6 силы присутствуют сигналы логических "0", ключи 2 и 3 замкнуты, обеспечивая коммутацию цепей (прямого или обратного хода) реверсивного электродвигателя с редуктором 4 в зависи5 мости от сигналов на выходе блока 1 управления и соответствующие перемещения выходного элемента реверсивного электродвигателя с редуктором 4, соединительного звена 5 и органа управления подачей топли10 ва ДВС 8. Датчик-реле 6 силы имеет два выхода и формирует два сигнала, соответствующих превышению знакопеременной силой по абсолютной величине заданных пороговых значений, Эти сигналы несут ин

15 формацию о нахождении органа 7 на т0 или другом конструкционном упоре ДВС й.

При выходе оогана 7 управления подачей топлива на один из конструкционных упоров ДВС 8 возрастает передающееся через

20 соединительное звено 5 усилие, которое . воспринимает чувствительный элемент датчика-реле 6 силы. На одном из его выходов (в зависимости от того, на каком из конструкционных упоров ДВС 8 находится орган

25 7) появляется сигнал логической "1", который подается на управляющий вход соответствующего ключа (2 или 3) и запирает его.

В результате электродвигатель 4 останавливается и исключается его дальнейшее дви30 жение, перемещающее орган управления . подачей топлива в направлении конструкционного упора ДВС 8, на котором он находится. Поскольку другой ключ остается открытым, движение электродвигателя в об35 ратном направлении возможно присоответствующем сигнале от блока 1 управления, Датчик-реле 6 силы (1-й вариант) работает следующим образом.

При достижении органом управления

40 подачей топлива ДВС 8 одного из конструкционных упоров (соответствует положению

I или II соединительного звена 5 на фиг.2) возрастает передающееся через соединительное звено 5 усилие, которое сжимает

45 пружину 11. Это происходит вследствие того, что движение тягового элемента 10 прекращается, а тяговый элемент 9 продолжает двигаться в том же направлении, При этом происходит перемещение тягового элемен50 та 9 относительно тягового элемента 10 и один из выступов 12 или 13 нажимает на кнопку одного из конечных выключателей

14 или 15. Конечный выключатель 14 или 15 срабатывает. В результате на соответствую55 щем выходе датчика-реле силы 6 появляется сигнал логической "1", который подается еоответствен но на управляющий вход первого ключа 2 или второго ключа 3.

Датчик-реле силы 6 (2-й вариант) работает аналогично. Примем, что тяговый эле1755090

15

25

40

50 мент 25 соединен с органом 7 управления подачей топлива, а тяговый элемент 26 — c выходом редуктора 4 (хотя датчик-реле 6 силы по варианту 2 может работать и при обратном присоединении), При достижении органом 7 одного из конструкционных упоров возрастает передающееся через соединительное звено 5 усилие, которое сжимает пружину 29. Это и роисходит вследствие того, что тяговый элемент 25 останавливается, а тяговый элемент 26 продолжает двигаться в прежнем направлении. При этом происходит перемещение тягового элемента 26 относительно тягового элемента 25 и выступ

36 нажимает на кнопку одного из конечных выключателей 38 или 39..Конечный выключатель срабатывает. 8 результате на соответствующем выходе датчика-реле 6 силы появляется сигнал логической "1".

Усилие предварительного сжатия и жесткость пружины 11 (1-й вариант) и пружины

29 (2-й вариант) определяются внутренним сопротивлением перемещения органа 7 управления.подачей топлива.

Таким образом, предложенное устрой. ство исключает необходимость его настройки на каждый конкретный ДВС в зависимости от конструктивных и технологических особенностей его органа подачи топлива, что сокращает время подготовительных операций для обкатки и испытаний

ДВС и повышает производительность стендового оборудования.

° Кроме того, повышается надежность устройства ввиду избежания поломок исполнительного механизма или конструкционных упоров ДВС путем блокировки работы реверсивного электродвигателя в крайних положениях органа подачи топлива, Формула изобретения

1. Исполнительное устройство привода органа управления подачей топлива для исаытательного стенда двигателей внутреннего сгорания. содержащее реверсивный электродвигатель с редуктором, выходной элемент которого сочленем с органом управления подачей топлива посрадством соединительного звена, и блок. управления с даумя выходами, связанными с цепями прямого и обратного хода реверсивного электродвигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности испытательного стенда, оно дополнительно содержит первый и второй ключи, каждый иэ которых выполнен с одним информационным и одним управляющим входом, датчик-реле силы с двумя выходами, установленный в кинематической цепи между выходом редуктора и органом управления подачей топлива, причем и второй выходы блока управления соединены с информационмыми входами соответственно i первого и второго ключей, выход первого ключа подключен к цепи прямого хода электродвигателя, выход второго ключа подключен к цепи обратного хода электродвигателя, а управляющие входы первого и второго ключей подключены соответственно к первому и второму выходам датчика-реле силы.

2. Устройство no n.1, о т я и ч а ю щ е ес я тем, что датчик-реле силы выполнен в виде двух тяговых элементов. связанных между собой пружиной и установленных с возможностью перемещения друг относительно друга, ось пружины ориентирована в направлении возможного перемещения тяговых элеме.ртов, каждый из последних снабжем выступом, относительно которого с зазором в направлении перемещения каждого тягового элемента установлен один микровыключатель, причем выход каждого из микровыключателей совмещен с одним из выходов датчика-реле, первый тяговый элемент служит для соединения с выходом редуктора, а второй тяговый элемент предназначен для соединения с органом управления подачей топлива.

3. Устройство по пп.1 и 2,о т л и ч а юц е е с я тем, что тяговые элементы датчика-реле силы уствмовлены ма общей оси поворота, при этом один из них жестко закреплен ма выходном валу редуктора, второй — шарнирно и связан с органом подачи топлива, а пружина помещена в гнездо, образованное пазами в тяговых элементах и расположвнными на них направляющими, причем параллельные оси пружины стороны гнезда являются направляющими пружины, а перпендикулярные — упорами.

4. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ ее с я тем. что тяговые элементы связаны между собой телесконически, а пружина помещена s гнезде между ними с перпендикулярными ее оси упорами, 1755090 6 Фиг:

1755090

Составитель 8. Золотов

Редактор Л. Веселовская Техред М.Моргентал г—

Корректор А. Мотыль производственно-издательские комбинат Патент", г: Ужгород. ул.Гагарина, 101

Ф в

Заказ 2884 Тираж ., подписное

В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

11303S ° Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5