CN1311149C - 用于横置柴油发动机的离心调速器 - Google Patents

Abstract

该离心调速器保证向燃油泵(1)的燃料调节器作用一由主弹簧(4)的拉力(GS)和从动弹簧(5)的拉力(IS)合成的拉力(STF)，以便增加燃料供应，使调速器配重(6)通过压下燃油调节器(2)而减少燃料量，以便利用两个弹簧(4、5)的合成拉力(STF)和调速器力(GF)之间的不平衡，通过燃料调节器(2)的操作来增加或减少燃料的供应，并且被制成螺旋拉簧的从动弹簧(5)在空载档和低载档(LL)在增加燃料供应的方向上弹性偏压调速器杆(3)，而在高载档(LH)和全载档(4/4)抑制其增加燃料供应的弹簧作用。

Description

用于横置柴油发动机的离心调速器

技术领域

本发明涉及一种用于横置柴油发动机的离心调速器，特别涉及横置柴油发动机中离心调速器的改进。

背景技术

不论发动机承受的载荷如何，把发动机的速度保持为常量的通常做法是采用一定的装置。最简单的装置是调速轮。然而，它不适合通过调整发动机的燃料供应来平衡产生功率和消耗功率之间的不平衡。为解决这一难题，产生了调速器。调速器的种类有许多，典型的是离心调速器。本发明着重于特别用于横置柴油发动机的离心调速器。

为清楚地描述本发明的结构和特征，将结合图7和图1～5和6描述常规离心调速器，其中图7说明已有的离心调速器，而图1到5和6说明本发明。

常规离心调速器和本发明的结构基本相似。特别地，如图2和3所示，离心调速器21由横置有气缸41的气缸体22和垂直设置的曲轴25组成。在气缸体22的前面设有变速箱，内部设有朝向气缸41的燃油泵1，和朝向曲轴25的调速器配重6。在调速器配重6和燃油泵1之间设置T形的调速器杆3。调速器杆3包括在配重侧的杆31，在弹簧侧的杆32和向上直立的枢轴33。在图7中，杆的排列3，31，32和33是示意性的。调速器杆3能够绕枢轴33在水平面内转动。从调速器杆3的中部延伸一弹簧支撑件42。相对靠近燃油泵1、远离弹簧支撑件42设置一速度调节杆35，该杆35能在水平面内旋转。主弹簧4的一端与速度调节杆35固定，另一端与弹簧支撑件42固定。另一弹簧“从动弹簧”5固定到杆31的3a部分(相对靠近泵1、远离枢轴33)和变速箱27的前壁27a。调速器杆3工作时，向燃油泵1的燃料调节器2作用一由主弹簧4的拉伸力(GS)和从动弹簧5的拉伸力(IS)合成的拉力(STF)，所以弹簧偏置使它增加燃料供应(在R方向)，并且当调速器配重6压下燃料调节器2时，减少燃料供应(在L方向)。

凭借合力(STF)和调速力(GF)产生的不平衡，燃料调节器2或转换在R方向或转换在L方向，燃料供应以这种方式得到了调节。

在上述结构中，常规离心调速器具有连接到调速器杆3的从动弹簧5，如图7所示，其中图7(A)是用于横置柴油发动机的常规水冷离心调速器主要部分的放大平面图，图7(B)是表示从动弹簧5拉力变化的特性图。

从动弹簧5被弹簧偏置，使调速器杆3转换来增加燃料供应(R方向)，也就是说，从空载档(0/4)到全载档(4/4)转换(图7B)。

然而，常规离心调速器具有以下缺点：

调速器在低载档(LL)能够保持转速恒定，在高载档(LH)能够使发动机额定转速的变化最小化，并且能够对载荷的增加做出快速响应，但是，这两个优点不能同时获得，而是成“取此舍彼”的关系。

特别地，如图7(B)所示，为保证发动机在低载档(LL)的转速恒定，从动弹簧5必须被调整到需要的拉力变化率θ1。从动弹簧5的拉力(IS1)从空载档(0/4)到全载档(4/4)变化，其变化的速率表示为图7B中的斜向上直线。结果，对应于拉力变化率θ1的拉力变化宽度(ISF1)值变大。

在常规离心调速器中，如图5B虚线所示，由从动弹簧5的拉力(IS1)和主弹簧4的拉力(GS1)产生的合力(STF1)的平衡状态以斜向上的直线表示。如图5C所示，调速器配重6的调速力(GF)使发动机的转速(rpm)达到平衡。结果，如图5D虚线所示，控制转速和载荷的调速器特性变为直线。由于这种连续的直线平衡状态，常规的离心调速器既不能使高载荷档(LH)的额定转速变化率最小化，也不能在载荷增加时提高升速。

所以，本发明的目的之一是改进常规的离心调速器，并提供一种离心调速器，其能在低载档(LL)保持额定转速，并能在高载荷档(LH)使额定转速的变化最小化，并能快速响应载荷的增加，其中这两个有益效果都能同等地获得，而不象常规离心调速器那样取此舍彼。

本发明的另一目的是提供一种离心调速器，在同等地获得上述两个有益效果的情况下，其具有简单和耐用的结构。

本发明的再一目的是提供一种离心调速器，其不仅在低载档(LL)，而且在中载荷档(LMH)，都能同等地够获得上述有益效果，而不象常规调速器那样取此舍彼。

本发明进一步的目的是提供一种离心调速器，通过简化从动弹簧和调速器杆连接处的机械结合，从动弹簧在工作时具有最小的拉力损失。

发明内容

根据本发明，用于横置柴油发动机中的离心调速器包括一横置有气缸的气缸体和垂直设置的曲轴，气缸体前面设置有变速箱，在变速箱中对着气缸设置燃油泵，该燃油泵包括一燃料调节器，一对着曲轴的调速器配重，设置在调速器配重和曲轴之间的一调速器杆，其中，该调速器杆包括：一配重侧杆和弹簧侧杆，和一枢轴，所述调速器杆能绕该枢轴在水平面内转动，和固定到调速器杆中部的T形弹簧支撑件，相对靠近燃油泵、远离弹簧支撑件设置的一速度调节杆，其设置能使调速器杆在水平内旋转，一主弹簧，其一端固定到速度调节杆、另一端固定到弹簧支撑件，和一从动弹簧，其一端固定到调速器杆，另一端固定到变速箱的前壁，其特征在于，一方面：

(1)调速器杆在工作时，向燃油泵1的燃料调节器作用一个由主弹簧拉力(GS)和从动弹簧拉力(IS)合成的拉力(STF)，从而增加对发动机的燃料供应，和通过调速器配重压下燃料调节器来减少燃料供应，从而利用两个弹簧力的合成拉力(STF)和调速力(GF)之间的不平衡，通过燃料调节器的工作来增加或减少燃料的供应。

(2)从动弹簧被构制成螺旋拉簧，从动弹簧在空载档和低载档(LL)在增加燃料供应的方向上弹性偏压调速器杆，而在高载档(LH)和全载档(4/4)抑制其增加燃料供应的弹簧作用。

根据本发明的另一方面，离心调速器在中低载档使从动弹簧可在增加燃料供应的方向上弹性偏压调速器杆，并在中高载档停止它对燃料供应的弹簧作用。

根据本发明的再一方面，离心调速器中使用的从动弹簧由拉伸盘簧构成，其具有一钩子，并与调速器杆中形成的槽以这样的方式配合，即该钩子能够在增加燃料供应的方向在该槽中滑动。

根据本发明的进一步的方面，在离心调速器中使用的从动弹簧由一拉伸盘簧构成，其具有一钩子，并与在调速器杆上直立的销以这样的方式配合，即该钩子能够在增加或减少燃料供应的任一方向沿该销滑动。

附图概述

图1是总体上表示本发明实施例的示意图，其中图1A是说明本发明离心调速器主要部分的放大平面图；图1B是沿图1A中B-B线的横截面图；图1C是沿图1C中C-C线的横截面图；图1D是从动弹簧的变化特性曲线；

图2是图1所示调速器的水平横截面图；

图3是图1所示调速器的垂直横截面图；

图4是总体上表示本发明离心调速器机构的示意图，其中图4A是平面图，图4B是前视图，图4C是调速器杆的弹簧杠杆的平面图，图4D是调速器配重杠杆的平面图；

图5是总体上说明燃料控制机构的示意图，其中图5A是说明燃料控制机构的示意图，图5B是说明主弹簧和从动弹簧的拉力变化图，图5C是说明调速器配重的调速力变化图，图5D是说明调速器配重的调速力变化图；

图6是总体上说明本发明另一实施例的示意图，其中图6A是表示离心调速器主要部分的放大平面图，图6B是沿图6A中B-B线的横截面图，图6C是沿图6A中C-C线的横截面图，图6D是表示从动弹簧拉力变化特性的曲线；

图7总体上是相应于图1的常规离心调速器的示意图，其中图7A是说明常规离心调速器主要部分的放大平面图。

具体实施方式

参考图1到5，将通过举例来特别地描述本发明。

如上所述，本发明的离心调速器在结构上与常规离心调速器基本相同。如开始所述，本发明的离心调速器用于水冷横置柴油发动机中。

特别地，如图2和3所示，该离心调速器21设置有其中横置有气缸41的气缸体22和垂直设置的曲轴25。在气缸体22的前面设置一变速箱27，其内部靠近气缸41设置燃油泵1，靠近曲轴25设置调速器配重6。在配重6和燃油泵1之间设置调速器杆3，优选的是T形的。该调速器杆包括配重侧杆31，弹簧侧杆32和枢轴33，杆3绕该枢轴在水平内转动。

从调速器杆3的中部延伸一弹簧支撑件42。相对靠近泵1、远离弹簧支撑件42设置一速度调节杆35。在速度调节杆35和弹簧支撑件42之间设置由拉伸盘簧构成的主弹簧4。称为“从动弹簧”5的另一弹簧固定到配重侧杆31的3a部分和变速箱27的前壁27a，3a部分相对靠近泵1、远离枢轴33。

燃油泵1设置有燃料调节器2，该调节器2通过配重侧杆31，扭矩装置34，弹簧侧杆32和主弹簧4连接到速度调节杆35。

在上述结构的作用下，燃料调节器2被调速器杆3弹簧偏置在R方向，也就是说，通过主弹簧4的拉力(GS)和从动弹簧5的拉力(IS)的合力(STF)作用，增加向发动机的燃料供应，被调速器配重6的调速力(GF)弹簧偏置在L方向，就减少向发动机的燃料供应。

如果合力(STF)和调速力(GF)出现不平衡，燃料调节器2就转换到L方向，也就是说，减少燃料供应。

在改进的实施例中，从动弹簧5在中低载档在增加燃料供应的方向上弹性偏压调速器杆3，在中高载荷档(LMH)抑制其增加燃料供应的弹簧作用。

在另一改进实施例中，从动弹簧5由具有钩子7的拉伸盘簧构成，该钩子与调速器杆3中形成的槽8以这样的方式配合，即钩子7在槽8中可沿增加燃料供应的方向滑动。

在进一步改进的实施例中，从动弹簧5由具有钩子9的拉伸盘簧构成，该钩子与调速器杆3上直立的销10以这样的方式配合，即钩子9在燃料增加或减少的任一方向都能沿销10滑动。

参考图1A到1D和图5A到5D，本发明赖以的原理将得到描述。

如图1D所示，本发明中使用的从动弹簧5的拉力(IS)在空载档(0/4)和低载档(LL)的变化，与常规从动弹簧的变化方式一样，但与常规的从动弹簧相比，其在高载档(LH)和全载档(4/4)的拉力(IS)是相反的，而常规从动弹簧在这些档的拉力仍在变化。在本发明中，拉力变化率(θ1)在低载档(LL)保持常数，但拉力变化宽度值从(ISF1)减小到(ISF)。

这些力的变化率图示在图5B中，从中将理解到，在本发明中，从动弹簧5的拉力(IS)和主弹簧4的拉力(GS)的合力(STF)在高载档(LH)的变化比在低载档(LL)的变化平缓。

如果图5B所示合力的变化率(STF)和调速器配重6的调速力(GF)的变化率对于发动机转速(N)达成平衡，则得到对执行以载荷为基础的速度控制有效的调速器特性，如图5D中所示。

如图5D中所示，本发明中获得的调速器特性(QNG)至少在以下两点上优于常规离心调速器：

(1)本发明的离心调速器在空载档(0/4)和低载档(LL)保持额定的发动机速度变化常数，从而保证稳定的发动机速度。

(2)本发明的离心调速器在高载档(LH)和全载档(4/4)减小额定的转速变化，并且在载荷增加时保证速度升高的加速。该额定转速的变化δ1表示如下：

当载荷在变化后稳定下来时，在后变化转速根据调速器特性相对于在前变化的转速而变化。这可用以下方程表示：

             δ1＝{(ns-nr)/nr}×100(％)

以上指出的优点(1)和(2)能够同等地获得，而不象常规的离心调速器那样取此舍彼。这两个有益效果的获得，在于阻止从动弹簧5在高载档(LH)和全载档(4/4)拉力的变化，所以不需复杂昂贵的装置。该离心调速器的耐用性因其简单的结构得到了增强。

Claims (6)

1.一种被用于结合在横置柴油发动机中的离心调速器，包括：

一气缸体(22)，包括一横向设置的气缸(41)和一与其垂直设置的曲轴(25)；

一变速箱(27)，设置在气缸体(22)前面；

一燃油泵(1)，朝向气缸(41)位于变速箱中，该燃油泵包括一燃料调节器(2)；

一调速器配重(6)，被设置得朝向曲轴；

一调速器杆(3)，设置在调速器配重(6)和燃油泵(1)之间，其中该调速器杆(3)被设置得在水平面内绕枢轴(33)枢转；

一弹簧支撑件(42)，从调速器杆的中部延伸；

一速度调节杆(35)，被设置得离燃油泵(1)较近、离弹簧支撑件(42)较远，并且能在水平面内旋转；

一主弹簧(4)，其在一端被固定到速度调节杆(35)，在另一端被固定到弹簧支撑件(42)；和

一从动弹簧(5)，其在一端被固定到调速器杆(3)，在另一端被固定到变速箱(27)的前壁(27a)；

其中，调速器杆(3)在工作时，向燃油泵(1)的燃料调节器(2)作用一由主弹簧(4)的拉力(GS)和从动弹簧(5)的拉力(IS)合成的拉力(STF)，从而增加燃料的供应，使调速器配重(6)压下燃料调节器(2)而减少燃料量，以便利用两个弹簧(4、5)的合成拉力(STF)和调速器力(GF)之间的不平衡，通过燃料调节器(2)的操作来增加或减少燃料的供应；

其中，从动弹簧(5)被构制成螺旋拉簧；

其中，从动弹簧(5)在空载档和低载档(LL)在增加燃料供应的方向上弹性偏压调速器杆(3)，在高载档(LH)和全载档(4/4)抑制其增加燃料供应的弹簧作用。

2.根据权利要求1的离心调速器，其特征在于，弹簧支撑件从调速器杆的中部以T形的形式向后延伸，速度调节杆设置得较靠近燃油泵而远离弹簧支撑件，以水平转动方式支承主弹簧。

3.根据权利要求1的离心调速器，其特征在于，调速器杆包括一个朝向配重的第一杆，以及一个朝向主弹簧的第二杆，这两个杆被枢轴可转动地支承；

其中燃料调节器通过第一杆、一个扭矩装置、第二杆和主弹簧连接于速度调节杆；

其中第一杆连接于从动弹簧和调速器配重。

4.根据权利要求1的离心调速器，其特征在于，从动弹簧(5)在中低载荷档(LML)在增加燃料供应的方向上弹性偏压调速器杆(3)，并在中高载荷档(LMH)抑制其增加燃料供应的弹簧作用。

5.根据权利要求1的离心调速器，其特征在于，从动弹簧(5)由具有钩子(7)的拉伸盘簧构成，该钩子(7)与调速器杆(3)中形成的槽(8)以这样的方式配合，即该钩子(7)在增加燃料供应的方向可在槽(8)中滑动。

6.根据权利要求1的离心调速器，其特征在于，从动弹簧(5)由具有钩子(9)的拉伸盘簧构成，该钩子(9)与在调速器杆(3)上直立的销(10)以这样的方式配合，即该钩子(9)在增加或减少燃料供应的任一方向可沿销(10)滑动。

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