Регулятор число оборотов

Регулятор состоит из чувствительного элемента или измерителя скорости, сервомотора и обратной связи (рис. 49).

Чувствительный элемент (измеритель скорости), воспринимающий изменение числа оборотов вала дизеля, состоит из двух грузов 3 с траверсой 6 и пружины 2. Центробежная сила вращающихся грузов, выполненных в виде угловых рычагов, уравновешивается усилием пружины измерителя.

Затяжка пружины 2 может меняться на ходу, чем устанавливается требуемая скорость вращения.

При изменении нагрузки на дизель равновесие пружины измерителя и грузов нарушается, грузы расходятся или сходятся, а плунжер 20, связанный с чувствительным элементом, перемещается вверх или вниз. Плунжер 20 управляет движением силового поршня 22, открывает доступ масла под давлением в рабочую полость сервомотора 23 и выпускает его.

Рис. 49. Схема работы регулятора числа оборотов при постоянной нагрузке двигателя: 1 - поршень; 2 - все режимная пружина; 3 - груз; 4 - тарелка.; 5 - шарикоподшипник;

Рис. 50. Схема работы регулятора: нагрузка понизилась, число оборотов возросло, регулятор уменьшает подачу топлива

Сервомотор обеспечивает надлежащую величину усилия для перемещения реек топливных насосов и под действием чувствительного элемента изменяет подачу топлива в цилиндры двигателя.

Шток 25 сервомотора через рычажную систему связан с рейками топливных насосов. Движение силового поршня 22 вверх (увеличение подачи топлива) совершается под давлением масла, вниз (уменьшение подачи топлива) - под давлением пружины 21.

Обратная связь - изодромная, обеспечивает устойчивость процесса регулирования.

К изодромной обратной связи относятся: компенсирующий поршень 24, поршень 14 золотника 17, компенсирующая пружина 13 и компенсирующий игольчатый клапан 12.

При изменении нагрузки дизеля силовой поршень 22 под действием чувствительного элемента начинает перемещаться и изменять подачу топлива. Изменение подачи продолжалось бы до восстановления оборотов при изменившейся нагрузке. Однако число оборотов вала двигателя не может изменяться так быстро, как регулятор изменяет подачу топлива, и поэтому необходимо ограничить перемещение силового поршня и тем самым избежать излишней или недостаточной подачи топлива в цилиндры. Это ограничение движения силового поршня в соответствии с изменением нагрузки осуществляется изодромной обратной связью, которая обеспечивает поддержание одних и тех же оборотов вала двигателя независимо от нагрузки.

Рис. 51. Схема работы регулятора: обороты установились, подача топлива соответствует уменьшенной нагрузке

Принципиальная схема работы регулятора числа оборотов приведена на рис. 49-53, где указаны одинаковые позиции составляющих элементов и изображено графически взаимодействие узлов регулятора числа оборотов при работе дизеля на заданном скоростном режиме. Усилие пружины 2 измерителя через тарелку 4 и шарикоподшипник 5 воспринимается концами угловых рычагов грузов 3. Букса 19 вместе с шестернями масляного насоса 11 и траверсой 6 с грузами 3 приводится во вращение от коленчатого вала дизеля. Масляный насос 11 нагнетает масло в аккумуляторы 8, содержащие запас масла постоянного давления. Избыток масла через канал 10 переливается в масляную ванну 9. Из аккумулятора масло поступает по каналу 7 в пространство между дисками плунжера 20. Золотник 17 со своим поршнем может перемещаться вверх и вниз в буксе 19.

Компенсирующая пружина 13, находящаяся на хвостовике золотника 17, стремится возвратить золотник в среднее положение. Компенсирующий поршень 24 жестко соединен со штоком 25 силового поршня 22. Полость над поршнем 24 сообщается каналом 15 с полостью над поршнем 14 золотника 17. Эти полости соединены с масляной ванной 9 отверстием, проходное сечение которого регулируется компенсирующим игольчатым клапаном 12. Рассмотрим работу регулятора при различных режимах работы двигателя.

Работа регулятора при неизменной нагрузке (см. рис. 49)

Усилие пружины 2 измерителя уравновешено центробежной силой грузов 3, а отверстие в золотнике 17 перекрыто нижним диском плунжера 20. Золотник 17 удерживается компенсирующей пружиной 13 в среднем положении; шток 25 сервомотора неподвижен В положении, обеспечивающем необходимую подачу топлива.

При уменьшении нагрузки (см. рис. 50) число оборотов коленчатого вала дизеля начинает возрастать, грузы 3 под действием увеличивающейся центробежной силы расходятся. При этом плунжер 20 передвигается вверх; нижний диск плунжера открывает отверстие в золотнике 17 и масло из полости под силовым поршнем 22 будет перетекать по каналам 18 и 16 в масляную ванну 9. Силовой поршень 22 под действием пружины 21 опускается вниз. Шток 25 сервомотора через рычажную систему перемещает рейки топливных насосов на уменьшение подачи топлива и обороты вала дизеля уменьшаются.

При движении силового поршня 22 вниз в полости над компенсирующим поршнем 24 создается разрежение, которое передается по каналу 15 в полость над поршнем 14 золотника 17. Под действием этого разрежения золотник 77, сжимая компенсирующую пружину 13, передвигается вверх и отверстие в золотнике 17 вновь перекроется нижним диском плунжера 20 (см. рис. 51), выход масла из-под силового поршня 22, а следовательно, и движение штока 25 вниз прекратятся.

Если взаимодействие частей регулятора правильно, то количество подаваемого в цилиндры топлива уменьшится в строгом соответствии с уменьшением нагрузки, и обороты будут восстановлены. При возвращении плунжера 20 и золотника 17 в исходное положение, пока обороты двигателя не восстановились, необходимо сохранить силовой поршень 22 неподвижным. Для этого отверстие золотника должно оставаться закрытым, а следовательно, золотник 17 должен возвратиться в исходное положение согласованно с грузами 3 и плунжером 20. Это достигается регулировкой потока масла через компенсирующий игольчатый клапан 12.

Завершение цикла работы при уменьшении нагрузки дизеля состоит в следующем: плунжер 20 и золотник 17 движутся вместе вниз к своему исходному положению; отверстие в золотнике 17 остается закрытым и, следовательно, силовой поршень 22 остается неподвижным. Все движущиеся части регулятора возвращаются в свое исходное положение, за исключением штока 25 сервомотора, который находится в положении, соответствующем уменьшенной нагрузке дизеля.

При увеличении нагрузки последовательность работы регулятора противоположна описанной выше.

Обороты коленчатого вала дизеля начинают уменьшаться, грузы 3 сходятся к оси вращения, и плунжер 20 передвигается вниз; при этом нижний диск плунжера 20 открывает отверстие в золотнике 17, и масло по каналам 7 и 18 начинает поступать в полость под силовой поршень 22. Силовой поршень поднимается, преодолевая усилие пружины 21. Подача топлива увеличивается, обороты возрастают (см. рис. 52).

При движении силового поршня 22 вверх в полости над компенсирующим поршнем 24 создается избыточное давление, которое по каналу 15 передается в полость над поршнем 14 золотника 17. Под действием масла золотник 17, сжимая компенсирующую пружину 13, передвигается вниз и отверстие в золотнике 17 вновь перекроется нижним диском плунжера 20 (см. рис. 53).

Возвращение всей системы в исходное положение происходит следующим образом: число оборотов вала дизеля начинает увеличиваться; грузы 3 регулятора расходятся, поднимая плунжер 20 вверх; компенсирующая пружина 13 возвращает золотник 17 в среднее положение, заставляя масло выходить из полости над поршнем золотника 14 через открытый компенсирующий игольчатый клапан 12.При этом отверстие в золотнике 17остается перекрытым нижним диском плунжера 20, и силовой поршень 22 остается неподвижным.

Рис. 52. Схема работы регулятора: нагрузка возросла, число оборотов понизилось, регулятор увеличивает подачу топлива