Меню

Регулятор частоты вращения дизельного двигателя устройство

Регулятор частоты вращения коленчатого вала дизельного двигателя

В отличие от бензинового двигателя дизельные двигатели не имеет во впускном трубопроводе дроссельной заслонки, позволяющей четко регулировать частоту вращения коленчатого вала за счет изменения подачи воздуха с одновременным изменением подачи топлива. У дизельного двигателя не существует положения управляющей рейки, которое бы позволило двигателю поддерживать определенную частоту вращения коленчатого вала двигателя без помощи регулятора. Например, при запуске холодного двигателя и его работе на холостом ходу, потери на трение кривошипно-шатунного, газораспределительного и других механизмов и приводимых от двигателя агрегатов начинают снижаться, а количество подаваемого топлива будет постоянным. При отсутствии регулятора частота вращения будет увеличиваться и может достичь критической точки, при которой может произойти разрушение двигателя.

Регуляторы частоты вращения коленча­того вала дизельного двигателя устанавливаются на насосе высокого давления и приводятся в действие от кулачкового вала. Его работа основана, как и в автоматической муфте опережения впрыска, на использовании центробежных сил. Например, при заданном положении педали управления подачи топлива и возникновении дополнительного сопротивления движению (на подъеме) частота вращения коленчатого вала двигателя будет уменьшаться, а скорость автомобиля падать. Чтобы ее поддержать на заданном уровне, необходимо повысить крутящий момент двигателя. Это может быть достигнуто увеличением количества топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя. Регулятор воспринимает снижение частоты вращения коленчатого вала и автоматически увеличивает подачу топлива насосом высокого давления, благодаря чему скорость автомобиля восстанавливается до заданного значения.

Аналогичным образом регулятор изменяет подачу топлива при уменьшении нагрузки на двигатель, только в этом случае управляющее воздействие регулятора сводится к уменьшению количества впрыскиваемого топлива. В результате при снижении нагрузки на двигатель происходит уменьшение скорости движения и доведение ее до заданного уровня. Таким образом, регулятор авто­матически изменяет подачу топлива при изменении нагрузки на двигатель и обеспечивает установку любого выбранного скоростного режима при отклонениях от него в пределах – 10…20%.

Различают двухрежимный и всережимные регулятора частоты вращения коленчатого вала.

Двухрежимный регулятор (типа RQ) поддерживающий определенную частоту вращения коленчатого вала на режимах минимальной и максимальной частоты вращения коленчатого вала. Всережимный регулятор (типа RSV) поддерживает необходимую частоту вращения на всех режимах работы двигателя.

Всережимные регуляторы устанавливаемые на небольших высокооборотистых двигателях позволяют поддерживать частоту вращения коленчатого вала в пределах 6…10%.

В топливных насосах применяют регуляторы с различными принципами работы:

  • механические
  • пневматические
  • гидравлические
  • комбинированные

Для автомобильных двигателей наиболее широко при­меняют механические центробежные регуляторы и реже пневматические регуляторы.

Центробежный регулятор представляет собой систему, состоящую из вращающихся грузов, пружин и рычагов, связанных с рей­кой топливного насоса высокого давления, управляющей цикловой подачей топлива.

Двурежимный регулятор

Схема работы двухрежимного центробежного регулятора

В двухрежимных регуляторах механизм регулятора связан с рейкой насоса высокого давления при помощи дифференциального рычага, соединенного также и с тягой педали акселератора, которой управляет водитель. Основными элементами двухрежимного центробежного регулятора являются большие 4 и малые 3 грузы.

Рис. Схема работы двухрежимного центробежного регулятора

Грузы свободно посажены на пальцы крестовины 1 и упираются лапками в скользящую муфту 5, также свободно установ­ленную на вращающемся валу 6 регулятора, связанном зубчатой передачей с валом топливного насоса. С противоположной стороны в скользящую муфту под действием слабой пружины 12, помещен­ной в стакане 13 и втулке 11, упирается основной (вильчатый) рычаг 7 регулятора. Этот рычаг соединен при помощи двуплечего рычага 8 с рейкой 9 топливного насоса высокого давления и тягой 14 педали акселератора. Сильная пружина 10, установленная на втулке 11, упирается в неподвижную стенку корпуса регулятора. Грузы со слабой пружиной и сильной пружинами образуют две последовательно действующие системы регулирования, в которых используется общий рычажный механизм.

Массы грузов и затяжку слабой пружины подбирают так, чтобы действующие на муфту составляющие центробежной силы грузов и силы пружины оказались равными, т.е. чтобы система была в равновесии при минимальной частоте вращения коленчатого вала. Педаль акселератора во время работы двигателя на холостом ходу с минимальной частотой вращения коленчато­го вала полностью отпущена и двуплечий рычаг находится в положении I. При самопроизвольном уменьшении частоты вращения коленчатого вала двигателя центробежная сила грузов уменьшается и пружина 12, от­клоняя вильчатый рычаг, перемещает рейку топливного насоса в сторону увеличения подачи топлива. В случае самопроизвольного повышения частоты вращения коленчатого вала двигателя центробежная сила гру­зов увеличивается и муфта 5, отклоняя вильчатый рычаг и сжимая при этом пружину 12, перемещает рейку насоса в сторону уменьшения подачи топлива. Таким образом, одна система двухрежимно­го регулятора обеспечивает устойчивую работу дизеля при мини­мальной частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу.

Массу грузов и затяжку сильной пружины подбирают так, чтобы равновесие системы обеспечивалось при максимальной частоте вращения коленчатого вала, допустимом для данного двигателя. Педаль акселератора при работе двигателя с максимальной частотой вращения коленчатого вала полностью нажата, и двуплечий рычаг находится в положении II. При этом большие грузы регулятора раздвигаются до упоров 2 и не изменяют своего положения, сжимая слабую пружину вильчатым рычагом настолько, что стакан 13 вдвигается до упора в торец втулки 11.

С дальнейшим увеличением частоты вращения коленчатого вала, которое может происходить при уменьшении нагрузки дизеля, цент­робежная сила грузов увеличивается и муфта 5, отклоняя вильчатый рычаг и сжимая при этом пружину 10, перемещает рейку насоса высокого давления в сторону уменьшения подачи топлива. Таким образом, вторая система двухрежимного регулятора огра­ничивает максимальную частоту вращения, не допуская его разноса, даже при его полной разгрузке.

Характеристики дизеля с двухрежимным регулятором

На рисунке приведены скоростные характеристики дизеля с двухрежимным регулятором.

Рис. Характеристики дизеля с двухрежимным регулятором:
Мкр – крутящий момент; Nе – мощность; n – частота вращения коленчатого вала

Кривые 1, 2 и 3 соответствуют различ­ным положениям педали акселератора. Участок n1…n2 регулирует­ся системой минимальной, а участок n3…n4 системой максималь­ной частоты вращения регулятора. В диапазоне между этими участками режим работы двигателя управляется только педалью ак­селератора без воздействия регулятора.

Центробежный регулятор всережимного типа

Схема работы всережимного центробежного регулятора

Центробежный регулятор всережимного типа также представляет собой систему, состоящую из вращающихся грузов, пружины и основного рычага, связанного с рейкой топливного насоса высокого давления, управляющей цикловой подачей топлива. Особенность регулятора этого типа заключается в отсутствии непосредст­венной связи рейки топливного насоса с педалью акселератора. На рисунке дана схема всережимного центробежного регулятора.

Рис. Схема работы всережимного центробежного регулятора

На вра­щающемся валу 9 регулятора, который при помощи шестерен связан с кулачковым валом топливного насоса, закреплена крестовина 6. В проушинах крестовины на пальцах 7 установлены качающиеся грузы 8 с лапками, которые упираются в подвижную муфту 10, на­детую на вал регулятора. С другой стороны в муфту упирается ос­новной вильчатый рычаг 2, установленный на оси 11 и соединенный с пружиной 3 и рейкой 1 топливного насоса высокого давления. Другой конец пружины соединен с рычагом 4, жестко связанным общей осью с рычагом 5 управления регулятором, который размещен с наружной стороны корпуса регулятора.

Система находится в равновесии, когда составляющие центро­бежной силы вращающихся грузов и силы пружины, действующие на подвижную муфту, равны между собой. При повышении частоты вращения коленчатого вала двигателя и связанного с ним вала регулятора, происходящем при уменьшении нагрузки, центробежная сила грузов увеличивается, заставляя их раздвинуться и переместить подвижную муфту, вильчатый рычаг и связанную c ним рейку топливного насоса в сторону уменьшения подачи топлива. В случае понижения частоты вращения, происходящем при увеличении нагрузки дизеля, центробежная сила грузов уменьшается и пружина, воздействуя на вильчатый рычаг, перемещает рейку топливного насоса в сторону увеличения подачи топлива. Частоту вращения изменяют натяжением пружины, связанной с рычагом управления регулятором, причем для повышения частоты вращения ко­ленчатого вала необходимо увеличить натяжение пружины.

Читайте также:  Реле регулятор для мотоблока схема

Характеристики дизеля с всережимным регулятором

На рисунке приведены скоростные характеристики дизеля с всережимным регулятором частоты вращения.

Рис. Характеристики дизеля с всережимным регулятором:
Мкр – крутящий момент; Nе – мощность; n – частота вращения коленчатого вала

Каждому положению рычага управления регулятором соответствует определенная ветвь кривой – А1В1, А2В2 и т.д., характеризующая зависимость частоты вращения коленчатого вала от мощности и крутящего момента (на­грузки) двигателя в диапазоне от полной мощности, развиваемой при максимальной частоте вращения коленчатого вала, до холостого хода при минимальной частоте вращения коленчатого вала. Из рассмотре­ния характеристик видно, что при постоянном положении рычага управления регулятором частота вращения мало зависит от изменения мощности в широких пределах. Однако степень неравномерности увеличивается при уменьшении регулируемой частоте вращения и становится значительной (40…70%) при минимальной частоте вращения на холостом ходу. Это обусловливается постоянной жесткостью пружины и значительным уменьшением центробежной силы грузов при уменьшении частоты вращения вала регулятора.

Двухрежимный регулятор

Регуляторы принцип работы которых описан выше применяются на большинстве рядных ТНВД. На рисунке показан двухрежимный регулятор рядного ТНВД легкового автомобиля Мерседес.

Рис. Двухрежимный регулятор:
1 – вакуумная камера остановки двигателя; 2 – контргайка; 3 – вакуумная камера увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя; 4 – ограничительный винт количества топлива на минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя; 5 – рычаг изменения подачи топлива; 6 – винт пружины регулятора; 7 – промежуточный рычаг; 8 – винт регулировки максимальной частоты вращения; 9 – центробежный регулятор; 10 – рейка; 11 – упорный рычаг; 12 – рычаг рейки

На режиме пуска вследствие максимального сближения грузов центробежного регулятора 9 рейка регулирования подачи топлива 10 через систему рычагов занимает положение полной подачи топлива.

При работе двигателя в режиме холостого хода, вследствие воздействия на рейку слабой пружины со стороны вертикального рычага и положения центробежных грузов, поддерживается стабильная частота вращения коленчатого вала.

В режиме частичной или полной нагрузки воздействие на рейку насоса осуществляется только от педали акселератора, которая связана системой тяг с рычагом изменения подачи топлива на регуляторе и регулятор частоты вращения в работе не участвует.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала во время торможения двигателем рейка насоса устанавливается в положение прекращения подачи. Если частота вращения коленчатого вала достигнет 5150 об/мин рейка устанавливается в положение прекращения подачи топлива, чем достигается ограничение максимальной частоты вращения, для предотвращения максимально допустимых нагрузок на двигатель.

Источник



Регулятор частоты вращения дизельного двигателя устройство

5 Регулятор частоты вращения и мощности дизеля 10Д100 тепловоза 2ТЭ10М, 3ТЭ10М

Назначение и принцип работы регулятора частоты дизеля 10Д100 тепловоза 2ТЭ10М, 3ТЭ10М

Дизель 10Д100 имеет всережимный изодромный регулятор частоты вращения и нагрузки (мощности) центробежного типа с автономной масляной системой, а также дополнительными устройствами, обеспечивающими дистанционное управление изменением частоты вращения вала. Назначение регулятора — регулировать количество топлива, подаваемого в цилиндры дизеля, и возбуждение генератора таким образом, чтобы поддерживать заданную частоту вращения коленчатого вала и определенную мощность дизеля на каждом заданном положении контроллера.

Регулятор выполняет следующие функции:

управляет подачей топлива, изменяя положение реек топливных насосов через рычажную передачу, и возбуждением генератора, изменяя положение якоря индуктивного датчика, включенного в цепь управления возбуждением возбудителя тягового генератора;

обеспечивает возможность использования полной мощности дизеля и ограничивает его перегрузку при различных условиях движения тепловоза, а также при включении и выключении вспомогательных агрегатов тепловоза;

автоматически отключающим устройством устанавливает якорь индуктивного датчика в положение минимального возбуждения при трогании тепловоза и его боксовании. После прекращения боксования устройство обеспечивает плавное увеличение возбуждения тягового генератора;

автоматически с помощью корректоров по давлению наддува, встроенных в регулятор, ограничивает подачу топлива и возбуждение тягового генератора при падении давления наддувочного воздуха;

обеспечивает с помощью электрогидравлического устройства дистанционное и ручное управление частотой вращения коленчатого вала дизеля путем изменения затяжки всережимной пружины регулятора.

Регулятор частоты вращения (рис. 27) состоит из: регулятора частоты вращения (скорости); регулятора нагрузки (мощности); электрогидравлического управления частотой вращения (скоростью); корректоров ограничения нагрузки и подачи топлива.

К регулятору скорости относятся: чувствительный элемент (измеритель частоты вращения); серводвигатель, который под воздействием чувствительного элемента изменяет подачу топлива в цилиндры дизеля; обратная связь,, обеспечивающая устойчивость процесса регулирования.

Измеритель частоты вращения центробежного типа состоит из двух грузов 8, вращающихся с траверсой, и всережимной пружины 9. Центробежная сила вращающихся грузов уравновешивается усилием всережимной пружины, имеющей определенную затяжку. Грузы регулятора выполнены в виде угловых рычагов, а ось всережимной пружины совпадает с осью вращения, что дает возможность на ходу менять затяжку пружины и тем самым устанавливать требуемую частоту вращения вала дизеля. При изменении нагрузки частота вращения вала дизеля, а следовательно, и центробежная сила грузов изменяются. При этом равновесие между всережимной пружиной и грузами нарушается; грузы расходятся или сходятся, и золотник 31, связанный с измерителем частоты вращения, перемещается вверх или вниз. Золотник 31 управляет движением поршня серводвигателя 27. Шток поршня 27 серводвигателя через рычажную передачу связан с рейками топливных насосов. Движение поршня вверх (на увеличение подачи топлива) совершается под действием давления масла, а вниз (на уменьшение подачи топлива) — под действием пружины 34. Серводвигатель обеспечивает усилие, необходимое для перемещения реек топливных насосов.

К изодромной обратной связи относится буферный поршень 7 с пружинами, игла 28 и компенсационный поясок Д золотника 31. При изменении нагрузки дизеля под действием измерителя частоты вращения поршень 27 начинает перемещаться и вызывает изменение подачи топлива. Это изменение продолжалось бы до восстановления частоты вращения при изменившейся нагрузке, однако частота вращения вала дизеля не может изменяться так же быстро, как регулятор изменяет подачу топлива, и поэтому необходимо ограничить перемещение поршня 27 и тем самым избежать излишней или недостаточной подачи топлива в цилиндры дизеля. Это ограничение движения поршня 27 в соответствии с изменением нагрузки осуществляется изодромной обратной связью путем воздействия на поясок Д золотника 31. При перемещении золотника 31 вниз или вверх поршень буфера перемещается влево или вправо, сжимая одну из его пружин и разжимая другую, при этом появляется перепад давлений масла на обеих сторонах поршня с более высоким давлением на стороне, противоположной сжатой пружине. Этот перепад (промежуточное давление) пропорционален перемещению поршня буфера. Перепад передается в полости над и под пояском Д золотника, создавая направленную вверх или вниз силу, действующую на золотник измерителя частоты вращения. В результате действия обратной связи золотник возвращается в среднее положение,

при этом поршень серводвигателя остановится в положении, соответствующем измененной нагрузке на дизель, и частота вращения вала восстановится.

Рис 27. Принципиальная схема объединенного регулятора

1—треугольная пластина, 2, 18, 31—золотники, 3, 17, 32—золотниковые втулки, 4, 16, 34—пружины, 5—аккумуляторы масла, 6—масляный насос, 7—буферный поршень, 5—грузы, 9—всережимная пружина, 10—тяга, 11, 13—рычаги, 12—гайка, 14—упор минимальной частоты вращения, 15—серводвигатель управления, 19, 27—поршни серводвигателя, 20—коромысло, 21—игольчатые клапаны, 22—верхний шток, 23—серводвигатель регулятора, 24—серводвигатель индуктивного датчика, 25— индуктивный датчик, 26—золотник остановки, 28—игла, 29—выключающее устройство, 30—шестерня,
33—масляная ванна, 35—клапан

Поршень 7 возвращается в среднее положение под действием своих пружин, при этом масло перетекает из одной полости поршня буфера в другую через иглу 28. Величина открытия иглы определяет скорость выравнивания давлений в полостях над и под пояском Д золотника и должна быть отрегулирована так, чтобы скорость выравнивания давлений соответствовала скорости изменения частоты вращения вала дизеля.

Читайте также:  Ркм 01 регулятор производитель

На схеме показано взаимодействие частей регулятора при работе дизеля на установившемся режиме. Усилие пружины 9 через тарелку и шариковый подшипник воспринимается концами угловых рычагов грузов #; золотниковая втулка 32 вместе с шестернями масляного насоса 6, траверсой и грузами

8 приводится во вращение от привода регулятора. Масляный насос нагнетает масло в аккумуляторы, служащие для создания запаса масла постоянного давления, что обеспечивается переливом избыточного масла в масляную ванну 33. Из аккумулятора масло поступает в пространство между дисками золотника. Золотник 31 имеет компенсационный поясок Д и может перемещаться в золотниковой втулке 32.

Регулирующий поясок Е золотника 31 перекрывает подвод масла к поршню 7 буфера, находящемуся в среднем положении под действием своих пружин. Полости буфера Л и Б соединены каналами с полостями соответственно под и над пояском Д. Полость Б соединена с полостью под поршнем 27 серводвигателя. Игла 28 регулирует проходное сечение отверстия, соединяющего полости А и Б справа и слева от поршня 7.

При неизменной нагрузке усилие всережимной пружины уравновешивается центробежной силой вращающихся грузов. Золотник 31 своим пояском Е перекрывает окно в золотниковой втулке 32, закрывая доступ масла из аккумулятора к поршню 7. Поршень 7 находится в среднем положении под действием своих пружин, давление масла под поршнем 27 серводвигателя и в полостях А и Б равно. Шток серводвигателя находится в таком положении, при котором подача топлива соответствует определенной нагрузке дизеля.

При увеличении нагрузки на дизель частота вращения его вала уменьшается, грузы сходятся к оси вращения, золотник 31 передвигается вниз, открывая доступ масла из аккумулятора 5 в полость А. Поршень 7 под действием давления масла смещается в сторону серводвигателя, сжимая левую пружину и расслабляя правую. При этом поршень 7 вытесняет соответствующий объем масла под поршень 27 серводвигателя, перемещая его вверх и увеличивая подачу топлива в цилиндры дизеля. При движении поршня 7 в направлении потока масла к серводвигателю создается промежуточное давление масла в полости А, которое больше давления масла в полости Б на величину, пропорциональную смещению поршня 7. При движении поршней 7 и 27 перепад давления масла на обеих сторонах поршня 7 передается в полости над пояском Д золотника и под ним с более высоким давлением под пояском Д.

Давление на поясок Д снизу возрастает до тех пор, пока оно вместе с подъемной силой расходящихся грузов не преодолеет усилие пружины измерителя и не поднимет золотник 31 до перекрытия регулирующего окна в золотниковой втулке 32. Как только регулирующее окно закроется, поршень 27 серводвигателя остановится в положении увеличенной подачи топлива, необходимой для работы дизеля при увеличенной нагрузке. Поршень 7 возвращается в среднее положение под действием своих пружин, так как давление масла в полостях А и Б выравнивается иглой 28. Вырав-нивание давлений должно быть приведено в соответствии со скоростью восстановления частоты вращения вала.

При уменьшении нагрузки на дизель частота вращения его вала увеличивается, грузы расходятся, поднимая регулирующий золотник вверх и открывая регулирующее окно пояском £. Регулирующее окно соединяет полость А со сливом, давая возможность поршню серводвигателя под действием пружины 34 опуститься вниз в направлении уменьшения подачи топлива в цилиндры дизеля.

При опускании поршня 27 поршень 7 под действием давления масла смещается вправо, сжимая правую пружину и расслабляя левую. При движении поршня 7 в направлении потока масла от поршня 27 к золотнику создается промежуточное давление масла в полости Б, которое больше давления масла в полости А на величину, пропорциональную смещению поршня 7. При движении поршней 7 и 27 перепад давлений масла на обеих сторонах поршня 7 передается в полости над пояском Д золотника и под ним с более высоким по величине давлением над пояском Д. Давление на компенсационный поясок сверху возрастает до тех пор, пока вместе с действующей вниз силой пружины 9 не уравновесит силу грузов и не опустит золотник 31 до перекрытия регулирующего окна во втулке золотника. Как только регулирующее окно закроется, поршень 27 серводвигателя остановится в положении, соответствующем уменьшенной подаче топлива, необходимой для работы дизеля при уменьшенной нагрузке. Поршень 7 возвращается в среднее положение под действием своих пружин.

При больших изменениях нагрузки дизеля поршень 7 перемещается в крайнее положение, при этом полости Л и Б, кроме иглы, сообщаются между собой непосредственно, что улучшает переходные процессы.

При пуске дизеля. Всережимная пружина имеет предварительную затяжку, соответствующую минимальной частоте вращения холостого хода вала дизеля. Поэтому при неработающем дизеле грузы регулятора сведены и золотник находится в крайнем нижнем положении. Поршень 27 серводвигателя находится в крайнем нижнем положении, соответствующем выключенной подаче топлива. При пусковой частоте вращения масло под давлением из масляного насоса 6 поступает в полость А, смещает поршень 7, который вытесняет некоторый объем масла под поршень серводвигателя. Поршень 27 преодолевает усилие пружины 34 и поднимается вверх, перемещая рейки топливных насосов в положение подачи топлива; дизель пускается и устанавливается минимальная частота вращения, соответствующая предварительной затяжке пружины 9.

Источник

Назначение, конструкция и принцип действия регулятора частоты вращения коленчатого вала.

date image2020-10-11
views image351

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Регуляторы частоты вращения. Для поддержания заданной частоты вращения коленчатого вала необходимо изменять подачу топлива соответственно изменению нагрузки. При возрастании нагрузки частота вращения уменьшается и подачу топлива для поддержания заданной частоты вращения следует увеличить, иначе двигатель может остановиться. При понижении нагрузки частота вращения увеличивается и подачу топлива надо уменьшить, иначе значительно повысится частота вращения и двигатель пойдёт «вразнос». Для автоматизированного изменения подачи топлива в соответствии с изменением нагрузки на двигателях устанавливают регуляторы частоты вращения. Автоматическое регулирование подачи топлива в цилиндры двигателя производится центробежным регулятором, который воздействует на рейки топливных насосов. Воздействие может быть непосредственным (регуляторы прямого действия) и с помощью вспомогательного механизма (регуляторы непрямого действия). Вспомогательным исполнительным механизмом, усиливающим действие регулятора, является сервомотор, обычно гидравлического типа.

Регуляторы прямого действия применяют во всех дизелях мощности и частично средней мощности. Они просты в изготовлении и обеспечивают регулирование подачи топлива в цилиндры двигателя. В настоящее время для дизелей большой мощности используют исключительно регуляторы непрямого действия, которые также широко применяют на дизелях средней мощности. Они обладают лучшими характеристиками, универсальны и более удобны для комплектования дополнительными автоматическими устройствами, необходимыми для организации системы автоматизированного управления. По назначению и предъявляемым техническим требованиям регуляторы частоты вращения подразделяют на однорежимные, двухрежимные и всережимные. Однорежимные регуляторы служат для поддержания заданной частоты вращения коленчатого вала двигателя при любом изменении нагрузки и применяются в основном в двигателях, работающих при постоянной частоте вращения коленчатого вала. Двухрежимные регуляторы предназначены для поддержания постоянной максимальной и минимальной частоты вращения коленчатого вала; на промежуточных скоростных режимах управление частотой вращения осуществляется вручную через топливный насос. Всережимные регуляторы служат для поддержания заданной частоты вращения коленчатого вала двигателя при любом изменении нагрузки и применяются на двигателях, работающих в широком диапазоне частот. По принципу действия чувствительного элемента различают механические, гидравлические, пневматические и электрические регуляторы. В дизельных двигателях чаще всего применяют механические регуляторы с чувствительным элементом центробежного типа. Двигатели малой мощности, работающие с постоянной частотой вращения вала, зачастую оснащают однорежимным механическим регулятором, изменяющим подачу топлива в цилиндры. Валик 1механического регулятора соединён передачей с коленчатым валом дизеля. Вместе с валиком вращаются корпус 3 регулятора и грузы 5, подвешенные на осях 2. Положение грузов фиксируется пружиной 9, нажимающей на муфту 7 и противодействующей центробежной силе. При увеличении внешней нагрузки уменьшается частота вращения вала, и центробежная сила грузов оказывается недостаточной для преодоления усилия пружины. В таком случае положение сближающихся грузов фиксируется упорами 6. При этом тяга 8, связанная с рейкой топливных насосов, находится в положении, обеспечивающем наибольший рабочий ход плунжеров топливных насосов, т.е. наибольшую подачу топлива. При уменьшении нагрузки возникает избыточная мощность двигателя, способствующая повышению частоты вращения валика. Расходящиеся под действием центробежной силы грузы 5 поднимают муфту 7, вследствие чего тяга 8 будет передвигаться в сторону уменьшения рабочего хода плунжеров топливных насосов. Подача топлива в цилиндры уменьшается, соответственно снижается мощность двигателя, и частота вращения становится номинальной. Если грузы достигнут упоров 4 и 11, тяга 8 займёт положение, соответствующее нулевому рабочему ходу плунжера, т.е. подача топлива прекратится. Каждой частоте вращения соответствуют определённое промежуточное положение грузов и величина хода плунжера. Винт (синхронизатор) 10 регулирует силу нажатия пружины, т.е. позволяет изменять задаваемую частоту вращения вала дизеля. Чувствительный элемент регулятора непосредственно соединён системой тяг и рычагов с органом управления подачей топлива (с рейкой топливного насоса и т.п.), регулятор называется регулятором прямого действия. В этом случае работа, необходимая для перестановки органов управления, совершается за счёт изменения энергии чувствительного элемента. Однорежимные регуляторы частоты вращения устанавливают на дизелях мощностью до 50 кВт. Многорежимные регуляторы обеспечивают работу двигателей с несколькими строго фиксированными частотами вращения, например, тепловозных дизелей. Регуляторы непрямого действия делятся на регуляторы с жёсткой обратной связью и изодромные, т.е. с гибкой обратной связью, которая обеспечивает постоянную частоту вращения на всех нагрузках. У дизелей также предусматривают установку регуляторов безопасности или предельных выключателей, прекращающих подачу топлива в цилиндры при увеличении частоты вращения на 10-25% более номинальной.

Читайте также:  От чего подходит регулятор давления топлива опель вектра

Cхема однорежимного механического регулятора: 1-валик, 2-ось, 3- корпус регулятора, 4,6,11-упоры, 5-груз, 7-муфта, 8-тяга, 9-пружина, 10-винт.

Всережимный механический центробежный регулятор прямого действия дизеля, поддерживающий любой заданный частотный режим.

Всережимный механический центробежный регулятор прямого действия дизеля, поддерживающей любой заданный частотный режим. Основной его частью является чувствительный элемент, непосредственно реагирующий на изменение частоты вращения и состоящий из группы деталей (грузы, пружины), смонтированных на кулачковом валике топливного насоса в корпусе регулятора. Грузами 10 являются шесть стальных шаров, расположенных в радиальных пазах крестовины 11, насаженной на конец кулачкового валика насоса. Крестовина с шарами помещена между неподвижной в осевом направлении конической тарелкой 9 и подвижной плоской тарелкой 12, перемещающейся по цилиндрическому выступу крестовины и вращающейся во время работы топливного насоса. Рейка 2, связанная с плунжерами насоса, устанавливает их на определённую подачу топлива. При этом две пружины 5 и 7 стремятся через переводной рычаг 6 и тягу 1 вдвинуть рейку в насос и увеличить подачу топлива. Эти же грузы, расходясь под действием центробежной силы, вызывают осевое перемещение плоской тарелки и вместе с ней муфты 13 и через тот же рычаг 6 и тягу 1 стремятся уменьшить подачу топлива, вытягивая рейку из насоса.

При уменьшении нагрузки частота вращения коленчатого вала в первый момент возрастает. Центробежная сила шаров при этом увеличивается, и они, перемещая всю систему и рейку влево, поворачивают плунжеры в сторону уменьшения подачи топлива до положения, при котором мощность, развиваемая двигателем, равна внешней нагрузке. При увеличении нагрузки частота вращения понижается и происходит обратное явление: усилие пружин превосходит снижающуюся центробежную силу шаров и проворачивает вправо рычаг 6 вокруг его оси, перемещая рейку 2 вправо, в сторону увеличения подачи топлива. Когда момент сопротивления на коленчатом валу дизеля равен крутящему моменту, развиваемому двигателем, в регуляторе устанавливается равновесие между центробежной силой шаров и натяжением пружин регулятора, соответствующее определённой частоте вращения. Повышения частоты вращения при данной нагрузке достигает поворотом рычага 4 вправо. При этом увеличивается затяжка пружин регулятора, и равновесие между силой пружин 5, 7 и центробежной силой грузов 10 устанавливается при большей частоте вращения. При переходе на меньщую частоту вращения рычаг 4 передвигают влево, уменьшая тем самым натяжение пружин. В период пуска и прогрева во избежание повышенного износа деталей двигателя необходимо поддерживать малую частоту вращения. Поддержание регулятором малой частоты вращения холостого хода осуществляется пружиной 7 с меньшей свободной длиной.

При частоте вращения коленчатого вала дизеля 500-900 об/мин натянута только эта пружина. Пружина 5 с большей свободной длиной включается в работу при частоте вращения коленчатого вала более 900 об/мин. Она натягивается при значительном повороте вправо рычага 4, когда будет выбран зазор в специально удлинённых пазах пружины. Следовательно, при натянутых обеих пружинах, коленчатый вал дизеля развивает частоту вращения более 900 об/мин. При дальнейшем их натяжении можно получить ещё большую частоту вращения двигателя, вплоть до максимальной. При этом ось рычага 4 упрётся в винт максимальной частоты вращения, расположенный на внешней стороне корпуса регулятора. Данное положение рычага отрегулировано таким образом, что он ограничивает максимальную частоту вращения при номинальной мощности на уровне 1500 об/мин. Если при установке рычага на номинальную мощность при номинальной частоте вращения 1500 об/мин полностью разгрузить двигатель, частота вращения начнёт повышаться, а регулятор автоматически ( в результате воздействия на рейку насоса) начнёт снижать подачу топлива, пока не наступит равновесие между усилием обеих пружин и центробежной силой грузов, которое наступает при 1650 об/мин. Развить большую частоту вращения благодаря регулятору двигатель не может, т.е. регулятор предохраняет от «разноса» при снятии нагрузки.

Регулирование частоты вращения дизелей. В эксплуатации мощность двигателя изменяется от мощности холостого хода до номинальной. Для получения мощности меньше номинальной снижают частоту вращения ( не изменяя подачу топлива) или уменьшают количество сжигаемого топлива, не изменяя частоты вращения. Возможно также одновременное снижение частоты вращения и подачи топлива. При этом меняются все показатели работы двигателя. При равенстве мощности двигателя и потребителя параметры двигателя остаются постоянными, и такой режим работы называется установившимся. При изменении мощности потребителя и мощности двигателя параметры работы меняются. Переходным режимом называют переход двигателя на другое значение мощности, по окончании которого наступает новый установившийся режим работы дизеля. Регулировать мощность двигателя на заданном скоростном режиме можно вручную или регулятором частоты вращения. При отклонении частоты вращения коленчатого вала от заданной регулятор передвигает регулирующий орган топливного насоса и соответственно увеличивает или уменьшает подачу топлива. Изменение частоты вращения воспринимается чувствительным элементом или измерителем скорости. По принципу действия чувствительного элемента различают механические, гидравлические, пневматические и электрические регуляторы. Закономерности, определяющие изменение мощности и вращающего момента дизеля в зависимости от частоты вращения вала или от положения рейки топливного насоса, являющейся регулирующим органом, называют характеристиками двигателя. Под внешней характеристикойпредельной мощности понимают зависимость максимально достижимых мощностей двигателя и соответствующих им расходов топлива от частоты вращения. Нагрузочная характеристика двигателя устанавливает зависимость показателей его работы от нагрузки, что характерно для дизель-генераторов рефрижераторного парка. Винтовая характеристика ограничена максимальной мощностью при номинальной частоте вращения и минимальной мощностью при минимально устойчивой частоте вращения.

Источник