Схема и принцип действия всережимного регулятора частоты вращения коленвала тракторного дизеля
2015-05-10
5048
Регулятор частоты вращения и мощности
Назначение и принцип работы. Дизель 1 ОД 100 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.
Принципиальная схема объединенного регулятора /—треугольная пластина, 2, 18, 31—золотники, 3, 17, 32—золотниковые втулки, 4, 16, 34—пружины, 5—аккумуляторы масла, 6—масляный насос, 7—буферный поршень, 8—грузы, 9—всережимная пру жина, 10—тяга, //, 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—клапа
Принцип действия всережимного центробежного регулятора. На вилке регулятора закреплена крестовина, на которой в свою очередь шарнирно установлены грузы. Короткие рычаги грузов упираются в скользящую муфту, упирающуюся в двуплечий рычаг, который одним плечом связан с пружиной и через промежуточные детали с рычагом управления, вторым плечом рычаг соединён с тягой к рейке ТНВД. При вращении грузов создаётся центробежная сила, которая через рычаги и муфту перемещает, вмести, с ним тягу при этом растягивается пружина.
Источник
Всережимный автоматический регулятор частоты вращения
Регулятор частоты вращения рассматриваемого ТНВД включает в себя механический регулятор с центробежными грузами и систему управляющих рычагов.
Схемы работы всережимного регулятора частоты вращения топливного насоса VE с системой рычагов и рабочими положениями дозирующей муфты на различных нагрузочных и скоростных режимах показаны на рисунке.
Грузы регулятора 1 (обычно четыре груза) установлены в держателе, который получает вращение от приводной шестеренки. Радиальное перемещение грузов трансформируется в осевое перемещение муфты регулятора 12, что изменяет положение нажимного 6 и силового 4 рычагов регулятора, которые, поворачиваясь относительно оси М2, перемещают дозирующую муфту 9, определяя тем самым активный ход плунжера 11.
Рис. Схема работы всережимного регулятора:
а – пуск двигателя; б – холостой ход; в – режим уменьшения нагрузки; г – режим увеличения нагрузки; 1 – грузы; 2 – ось скользящей муфты; 3 – регулировочный винт максимального режима; 4 – силовой рычаг; 5 – рычаг регулировки подачи топлива; 6 – нажимной рычаг; 7 – упор силового рычага; 8 – пластинчатая пружина пусковой подачи; 9 – дозирующая муфта; 10 – отсечное отверстие плунжера; 11 – плунжер; 12 – скользящая муфта регулятора; 13 – рычаг натяжения пружины; 14 – рычаг управления; 15 – регулировочный винт холостого хода минимального режима; 16 – ось рычага управления; 17 – рабочая пружина регулятора; 18 – фиксатор пружины; 19 – пружина минимального режима холостого хода; 20 – регулировочный винт холостого хода максимального режима
В верхней части силового рычага установлена пружина минимального режима холостого хода 19, а между силовым и нажимным рычагами пластинчатая – пружина пусковой подачи 8. Рычаг управления 14 воздействует на рабочую пружину регулятора 17, второй конец которой закреплен в силовом рычаге на фиксаторе 18. Таким образом, положение системы рычагов и, следовательно, дозирующей муфты определяется взаимодействием двух сил – силы предварительной затяжки рабочей пружины регулятора, определяемой положением рычага управления, и центробежной силы грузов, приведенной к муфте.
Работа регулятора при пуске дизеля
Перед пуском двигателя, когда коленчатый вал еще не вращается и топливный насос не работает, грузы регулятора находятся в состоянии покоя на минимальном радиусе, а нажимной рычаг 6 (его другое название – рычаг пуска) под действием пружины пусковой подачи 8 смещен влево на рисунке а, имея возможность качания относительно оси М2. Соответственно нижний шарнирный конец рычага обеспечивает крайне правое положение дозирующей муфты 9 относительно плунжера 11, что соответствует пусковой подаче за счет увеличенного активного хода плунжера h1. Как только двигатель запустится, грузы регулятора расходятся и муфта 12 перемещается вправо на величину хода «S», преодолевая сопротивление достаточно слабой пусковой пружины 8. Рычаг 6 при этом поворачивается на оси М2 по часовой стрелке, перемещая дозирующую муфту в сторону уменьшения подачи (влево на рисунке б).
Работа регулятора на минимальной частоте вращения холостого хода
При отсутствии нагрузки и положении рычага управления на упоре в регулировочный винт 15 двигатель должен устойчиво работать на минимальной частоте вращения холостого хода в соответствии со схемой рисунка б. Регулирование этого режима обеспечивается пружиной холостого хода 19, усилие которой находится в равновесии с центробежной силой грузов, и в результате этого равновесия поддерживается подача топлива, соответствующая активному ходу плунжера h2. Как только скоростной режим двигателя выходит за пределы минимальной частоты вращения холостого хода, реализуется ход «с» силового рычага при сжатии пружины 19 под действием увеличивающейся центробежной силы грузов.
Работа регулятора на нагрузочных режимах
В эксплуатации дизеля со всережимным регулятором скоростной режим устанавливается водителем путем воздействия через педаль акселератора на рычаг управления 14. На рабочих режимах пружина пусковой подачи 8 и пружина 19 холостого хода не работают, и работа регулятора определяется предварительной деформацией рабочей пружины 17. При повороте рычага управления до упора в регулировочный винт холостого хода максимального режима 20 (рисунки в, г) в сторону увеличения скоростного режима и соответствующем растяжении рабочей пружины ее усилие передается на силовой рычаг 4 и затем через рычаг 6 на муфту регулятора 12, заставляя грузы 1 сходиться. Система рычагов при этом поворачивается относительно оси М2 против часовой стрелки на рисунке, перемещая дозирующую муфту 9 в сторону увеличения подачи до режимов внешней скоростной характеристики. Частота вращения коленчатого вала дизеля и соответственно грузов регулятора при этом увеличивается, центробежная сила грузов и сопротивление последней усилию рабочей пружины также увеличиваются, и в какой-то момент наступает равновесие сил и равновесие положения всех элементов регулятора. При отсутствии изменения нагрузки двигатель работает на установившемся режиме при постоянной частоте вращения (не принимая во внимание естественную для ДВС нестабильность вращения).
Если на этом режиме имеет место изменение нагрузки, то в работу вступает автоматический регулятор в соответствии со схемами, показанными на рисунках в, г. При уменьшении нагрузки частота вращения увеличивается, грузы регулятора расходятся и, преодолевая сопротивление рабочей пружины, перемещают муфту регулятора вправо. Система рычагов при этом поворачивается относительно оси М2 по часовой стрелке, перемещая дозирующую муфту влево, в сторону уменьшения подачи.
На рисунке г показана работа регулятора при положении рычага управления на упоре регулировочного винта холостого хода максимального режима 20 и при увеличении нагрузки. В этом случае частота вращения вала дизеля уменьшается, грузы регулятора сходятся, центробежная сила грузов уменьшается, и под действием усилия рабочей пружины, муфта регулятора перемещается влево, а система рычагов 4 и 6 перемещает дозирующую муфту вправо, в сторону увеличения подачи.
Источник
17. Назначение принцип действия конструкция всережимного регулятора.
Всережимный регулятор служит для автоматического поддержания постоянной частоты вращения коленчатого вала соответственно положению педали подачи топлива при различной нагрузке двигателя.
Регулятор также устанавливает минимальную частоту вращения коленчатого вала на холстом ходу и ограничивает максимальную частоту вращения. Регулятор приводится в действие от кулачкового вала топливного насоса высокого давления.
Педаль 6 (рис. 4) подачи топлива соединена с рычагом 2 управления рейкой / насоса высокого давления через растянутую пружину 3, действующую на рычаг с усилием Рпр. При работе двигателя на рычаг 2 через подпятник 7 передается сила Qгр. от вращающихся грузов, шарнирно закрепленных на валу 9, который соединен с кулачковым валом насоса высокого давления.
Если двигатель работает с частотой вращения коленчатого вала, соответствующей данному положению педали 6, то сила Qгр. грузов 8 уравновешивается усилием Рпр пружины 3.
При увеличений частоты вращения коленчатого вала грузы регулятора расходятся. Они преодолеют сопротивление пружины и переместят рейку 1. При этом подача топлива уменьшится и частота вращения не будет возрастать.
При уменьшении частоты вращения коленчатого вала грузы будут сходиться, рейка 1 усилием Рпр пружины переместится в обратном направлении и подача топлива увеличится, а частота вращения коленчатого вала возрастет до значения, заданного положением педали 6.
1 — рейка; 2 — рычаг; 3 — пружина; 4, 5 — упоры; 6 — педаль; 7— подпятник; 8 — груз; 9 — вал; Рпр — усилие пружины; Qгр. — сила грузов.
Минимальная частота при работе на холостом ходу и максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя ограничиваются соответственно регулируемыми упорами 5 и 4.
18. Назначение принцип действия конструкция муфты автоматического изменения угла опережения впрыска топлива.
Муфта опережения впрыска топлива служит для автоматического изменения угла опережения впрыска топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Муфта повышает экономичность дизеля при различных режимах работы и улучшает его пуск.
Муфта устанавливается на переднем конце кулачкового вала топливного насоса высокого давления, и с помощью нее насос приводится в действие.
На взаимное положение ведущих и ведомых частей муфты оказывают влияние грузы 2 (рис. 3), находящиеся в корпусе 1. Грузы установлены на осях 3 и поджимаются пружинами 4, которые упираются в проставки 5.
При работе двигателя и увеличении частоты вращения коленчатого вала грузы под действием центробежных сил преодолевают сопротивление пружин и расходятся, поворачивая при этом кулачковый вал насоса высокого давления по ходу его вращения. В результате этого увеличивается угол а опережения впрыска топлива, и топливо поступает в цилиндры раньше. При Уменьшении частоты вращения коленчатого вала двигателя грузы сходятся под действием пружин и поворачивают кулачковый вал насоса в сторону, противоположную его вращению, что уменьшает угол а опережения впрыска топлива.
1 — корпус; 2 — груз; 3 — ось; 4 — пружина; 5 — проставка; а — угол опережения впрыска топлива.
Источник