CS265636B1 - Palcový převod odstředivého regulátoru předstihu zapalování - Google Patents

Abstract

Účelem řešení je vytvoření bezprokluzové konstrukce palcového převodu, umožnu- . jící potlačení hystereze, zvýšení citlivosti regulačního systému a spolehlivosti při prodloužení jeho životnosti. Uvedeného cíle je dosaženo tím způsobem, že zakřivená dosedací plocha palce je v příčném řezu, vedeném v rovině kolmé na podélnou osu čepu odstředivého závaží tvořena křivkou, matematicky vyjádřenou složenou exponenciální funkcí.

Description

Předmětem vynálezu je konstrukce tvaru palce odstředivého závaží u palcového převodu odstředivého regulátoru předstihu zapalování rozdělovače spalovacího zážehového motoru, který v kombinaci se spoluzabírající rovinnou plochou unášeče tvoří v každé poloze ideální valivou dvojici, to znamená, že v každé poloze záběru palce dochází k realtivnímu pohybu dotýkajících se ploch bez tření.

Dosud známé palcové převody se vyznačují tím, že k odvalu bez relativního prokluzu v místě .dotyku palce á unášeče dochází jen v jednom bodě záběrové křivky, zatímco v ostatních bodech pak vzniká relativní tečný pohyb spoluzabírajících ploch, provázený jejich třením a ztrátami. Nepříjemnou vlastností, která tuto skutečnost provází, je hystereze systému, tj. rozdíl ve výkonech a v silových poměrech v závislosti na tom, který člen je u palcového převodu hnaný a který hnací. Zvláště nevhodná je hystereze u součástí regulačního zařízení, kde se prakticky stále mění tok výkonu. To může mít za následek nestabilitu systému a ztrátu správné funkce, nebot se nezachovává jediná regulační charakteristika, ale existují dvě s hysterezním rozptylem podle toho, který člen palcového převodu je hnaný a který hnací.

Tento problém se stává podstatným zejména u mechanických regulačních systémů, kde dochází k snižování citlivosti a stálosti regulační charakteristiky. Proto se dosud známé konstrukce palcových převodů, řešených tvarově empiricky nebo poloempiricky doplňují přídavným kluzným členem z umělé hmoty. Tím je však problém řešen jen částečně, nebot zvětšením počtu dílů se zhoršují celkové tolerance a protikus kluzného členu musí být navíc opatřen velmi hladkou povrchovou plochou. Přitom valivý odpor relativně měkkého palce z umělé hmoty na ocelovém unášeči je velký.

Uvedené nevýhody dosud známých konstrukcí jsou odstraněny palcovým převodem odstředivého regulátoru předstihu zapalování rozdělovače spalovacího zážehového motoru tvořeným odstředivým závažím, otočně uloženým na čepu, ukotveném na základové desce a opatřeným palcem se zakřivenou dosedaci plochou, která je v dotyku s rovinnou kontaktní plochou unášeče, pevně spojeného s dutým hřídelem rozdělovače tím způsobem, že zakřivená dosedaci plocha palce odstředivého závaží je v příčném řezu,.vedeném v rovině kolmé na podélnou osu čepu, tvořena křivkou, jejíž jednotlivé body mají polární souřadnice dané vztahem:

kde:

<P

R

X ^R1

-x představuje polární souřadnici bodu X povrchové křivky palce (mm) představuje polární souřadnici bodu 1 povrchové křivky palce (mm) představuje úhel rozevřeni polárních souřadnic R^, v obloukové míře ‘ (1 ) představuje osovou vzdálenost středů otáčení palce a unášeče (mm) představuje vzdálenost rovinné dosedaci plochy unášeče od jeho středu otáčení (mm) představuje základ přirozených logaritmů e = 2,718282... (1 ) představuje součinitel absolutní odchylky od exaktního teoretického tvaru

K = (0,995 * 1,005) ( 1 )

Praktická povrchová křivka zakřivené dosedaci plochy palce odstředivého závaží se vzhledem k přesnosti možných technologických postupů výroby bude určitým způsobem lišit od exaktního platného pro součinitel K = 1. Reálně dosažitelná přesnost výroby tvaru zakřivené dosedaci plochy palce odstředivého závaží je proto vyjádřena tolerančním rozsahem, podmíněným rozpětím součinitele absolutní odchylky K.

Použitím palcového převodu s tvarem zakřivené dosedací plochy palce odstředivého závaží podle vynálezu dosáhneme podstatného snížení ztrát a hystereze v regulačním systému, nebot jsou vyloučeny ztráty třením v bodech dotyku zakřivené dosedací plochy palce a rovinné kontaktní plochy unášeče vzhledem k tomu, že zde dochází pouze k čistému odvalu, což vede nejen k zvýšení citlivosti regulačního systému, ale i k prodloužení životnosti odstředivého regulátoru předstihu zapalování. Přitom odvalujicí se plochy nemusí být vyrobeny v nízkém stupni drsnosti, jako tomu bylo u dosud známých konstrukcí.

Příklad provedení palcového převodu odstředivého regulátoru předstihu zapalování rozdělovače spalovacího zážehového motoru podle vynálezu je znázorněn na přiložených výkresech, kde obr. 1 představuje půdorysný pohled s Částečným řezem na mechanismus palcového převodu odstředivého regulátoru předstihu zapalování rozdělovače spalovacího motoru a obr. 2 představuje detail palcového převodu, znázorněného na obr. 1, ve zvětšeném měřítku.

Konkrétní provedení palcového převodu u odstředivého regulátoru předstihu zapalování rozdělovače spalovacího zážehového motoru, znázorněné na obr. 1 je tvořeno odstředivým závažím £ v párovém uspořádání, které je otočně uloženo na čepu 6 se středem S, ukotveném na unáŠecí desce £, jež je pevně spojena s hřídelem £ rozdělovače. Druhý konec odstředivého závaží £ je opatřen palcem £ se zakřivenou dosedací plochou 4_, která je v příčném řezu, vedeném v rovině kolmé na podélnou osu čepu £ tvořena povrchovou křivkou k, jejíž jednotlivé body mají polární souřadnice dané vztahem:

Κ·ι<.²-ή

α-bJ kde:

R - představuje polární souřadnici bodu X povrchové křivky palce (rran)

- představuje polární souřadnici bodu 2 povrchové křivky palce (mm) _χ - představuje úhel rozevření polárních souřadnic R^, R_x v obloukové míře (1 ) a - představuje osovou vzdálenost středů otáčení palce a unášeče (mm) b - představuje^vzdálenost rovinné dosedací plochy unášeče od jeho středu otáčeni (mm) e - představuje základ přirozených logaritmů e = 2,718282... ( 1 )

K - představuje součinitel absolutní odchylky od exaktního teoretického tvaru

K = (0,995 * 1,005) ( 1 )

Na hřídeli 5 rozdělovače je otočně uložen dutý hřídel 12, se kterým je v případě kontaktního zapalování spojena vačka přerušovače, u bezdotykového zapalováni systému pak rotor snímacího alternátoru, případně i jiného zařízení, schopného převést změnu úhlu natočení dutého hřídele 12 vůči hřídeli 5 analogovou nebo digitální cestou na změnu elektrického signálu pro řízení elektronického zapalování. S tímto dutým hřídelem 12 je rovněž pevně spojen unášeč 2, jehož rovinná dosedací plocha je rovnoběžná s podélnou osou hřídele 5 rozdělovače. Rovinná dosedací plocha 7° unášeče 2 í^e přitlačována do stálého kontaktu se zakřivenou dosedací plochou 4_ palce 2 prostřednictvím tažné pružiny 10, která je svým jedním koncem nasazena na kolík 9' unášeče 2 a druhým koncem na kolík 2< připevněný k unášeči desce J_. Celek je potom zabudován do pláště 11 rozdělovače.

Z důvodu zjednodušení výroby palce 3 odstředivého závaží 2 lz® nahradit teoretický tvar křivky k množinou plynule na sebe navazujících kruhových oblouků, přičemž ke třeba dodržet zásadu jejich co nejtěsnějšihO přimknutí k exaktní křivce k. Absolutní odchylka náhradního technologického tvaru od teoretické křivky k musí splňovat podmínku možného tolerančního roz265636 ptylu, určeného ve vztahu pro výpočet polární souřadnice Rj rozsahem součinitele povolené absolutní odchylky K.

Regulátor předstihu zapalování, znázorněný na obr. 1, pracuje na principu změny otáček hřídele rozdělovače 5, odvozených pevným převodem od otáček motoru. Tažné pružiny 10 udržují stálý silový kontakt zakřivených dosedacíoh ploch £ palců 2 odstředivých závaží JL s rovinnými dosedacími plochami unášeče _2. V případě, že dojde ke změně otáček unášeči desky _7 v důsledku změny otáček motoru, vykývnou odstředivá závaží 2 do polohy, kde se opět ustaví rovnováha mezi momentem odstředivé sily závaží JL a momentem od normálných sil palců Ji, vyvolaným přes převod silou tažných pružin 10, Přitom dojde k poodvaleni palce 2 po rovinné dosedací ploše T^unášeče 2 a k následnému pootočení odstředivého závaží 2 na čepu 6 kolem středu £5 a unášeče 2 vůči unášeči desce 2 ^na hřídeli 5 rozdělovače kolem bodu O a tím i k relativnímu natočeni dutého hřídele 12, spojeného pevně s unášečem 2. Tato změna představuje mechanickou změnu předstihu zapalováni, která se projeví bud přímo, jako natočení vačky kontaktního přerušovače, nebo nepřímo, jako fázový posun rotoru snímacího alternátoru u bezkontaktního zapalovacího systému.

Nová skutečnost vůči známému stavu techniky spočívá v tom, že záběr palce 2 odstředivého závaží 2 v bodě dotyku s rovinnou dosedací plochou y> je čistým valením bez prokluzu, tření a parazitní hystereze. Tohoto efektu lze dosáhnout vhodnou volbou povrchové křivky k palce 2 na základě aplikace pólové a obálkové věty, Hartmannovy rychlostní konstrukce a dalších poznatků kinematiky a kinematické geometrie. Při následném použití operací klasické vyšší matematiky pak obdržíme exaktní vztah pro definici tvaru palce 2 požadovaných vlastností.

Povrch rovinné dosedací plochy unášeče 2 může být hrubě broušený, případné stříhaný, při dodržení požadované přesnosti u vzdálenosti b, zatímco u zakřivené dosedací plochy £ palce 2 postačuje kvalita povrchu, odpovídající přesnému stříhání vzhledem k čistému odvalu palce a tedy i k absenci smýkání povrchů.

Palcového převodu podle vynálezu lze s výhodou využit zejména v regulační technice, kde se požaduje minimální velikost hystereze, jako například u odstředivých regulátorů, nebo jako opěrných palců přímých konců spirálních vlásenkových pružin, které se nemají smýkat.

Claims (1)

1. Palcový převod odstředivého regulátoru předstihu zapalování rozdělovače spalovacího zážehového motoru tvořený ódstředivým závažím, otočně uloženým na čepu, ukotveným na základové desce a opatřeným palcem se zakřivenou dosedací plochou, která je v dotyku s rovinnou kontaktní plochou unášeče, pevně spojeného s dutým hřídelem rozdělovače vyznačený tím, že zakřivená dosedací plocha (4) palce (3) odstředivého závaží (1) je V příčném řezu, vedeném v rovině kolmé na podélnou osu čepu (6), tvořena povrchovou křivkou (k), jejíž jednotlivé body mají polární souřadnice dané vztahem

   K-la-b²) kde:

   R_x - představuje polární souřadnici bodu X povrchové křivky palce (mm)

   - představuje polární souřadnici bodu 2 povrchové křivky palce (mm)

   φ. - představuje úhel rozevřeni polárních souřadnic R., R v obloukové 1 “X J- x míře ( 1 ) a - představuje osovou vzdálenost středů otáčení palce a unášeče b - představuje vzdálenost rovinné dosedací plochy unášeče od jeho středu otáčení e - představuje základ přirozených logaritmů e = 2,718282...

   K - představuje součinitel absolutní odchylky od exaktního teoretického tvaru K = (0,995 * 1,005) (mm) (mm) ( 1 ) ( 1 )