Автоматический регулятор прямого действия, как правило, не­посредственно связан с топливным насосом высокого давления (см. рис. 90), поэтому грузам чувствительного элемента переда­ются как низкочастотные колебания угловой скорости, вызванные периодическим изменением нагрузки, так и высокочастотные колебания (25—50 Гц). Эти колебания появляются вследствие  неравномерного вращения коленчатого вала двигателя и кулач­кового вала топливного насоса, воспринимающего усилия, созда­ваемые плунжерами в процессе впрыска, а также вследствие не­точности изготовления деталей привода и неуравновешенности самих грузов. Появление таких высокочастотных колебаний в ре­гуляторе весьма нежелательно, так как вызывает ускорение из­носа трущихся поверхностей, нарушение первоначальной на­стройки системы регулирования и колебание рейки.

Чтобы избежать таких нежелательных последствий высоко­частотных колебаний угловой скорости грузов, привод чувстви­тельного элемента, имеющего повышающую передачу, оборудуют специальной муфтой, предназначенной для фильтрации высоко­частотных колебаний. Конструктивно такая муфта связана с ведущей шестерней привода.

Известны муфты такого назначения трех типов (рис. 111). Одна из них фрикционного типа (рис. 111, а) имеет плоскую пружину 4, при затяжке которой гайкой 2 определяется значение крутящего момента, который может быть передан от ступицы 1, жестко связанной с кулачковым валом топливного насоса, к ве­дущему зубчатому колесу 5. Такой муфтой оборудован, например, регулятор, показанный на рис. 83.

Анализ движения ведомой части привода может быть осущест­влен путем решения дифференциального уравнения динамического равновесия

здесь J_p — момент инерции чувствительного элемента, приведен­ный к валику топливного насоса; ? и ? — отклонения ведущей и ведомой частей привода от равномерного вращения.

Если ступица совершает колебания относительно равномер­ного вращения так. Что

где А — амплитуда; ?_? — частота таких колебаний, то в соответ­ствии с предложением А. А. Грунауэра, Б. Б. Чагара, В. А. Дика уравнение может быть представлено в виде

Анализ уравнения показал, что движение ведомой части фрикциона состоит из чистого скольжения по линейному закону п наложения на него колебательной составляющей. Чем меньше деформация пружины фрикциона, т. е. чем меньше усилие, созда­ваемое его пружиной, тем лучше гасятся высокочастотные коле­бания и увеличивается скольжение. Это делает работу фрикциона ненадежной и способствует ускорению износа. Поэтому в послед­ние годы многие заводы, выпускающие топливоподающую аппаратуру и автоматические регуляторы прямого действия, стали применять упругий привод регулятора с резиновыми элементами (рис. 111, б) или со спиральной пружиной (рис. 111, в). Таким приводом оборудованы регуляторы, показанные на рис. 89, б, 90, 100 и др.

В процессе работы упругий привод регулятора приводит к не­равенству углов поворота ? валика регулятора и ? валика топлив­ного насоса или коленчатого вала двигателя. Поэтому в рассмат­риваемом случае

Пусть b_р — жесткость упругого элемента в приводе; ?₁ и ?₂— факторы торможения соответственно упругого привода и чувст­вительного элемента; тогда дифференциальное уравнение ведо­мой части привода в соответствии с принципом д' Аламбера может быть представлено в виде

Переход к относительным координатам (274) и деление всех членов уравнения на коэффициент при ср приводит уравнение к виду

Коэффициент T₂²_пр характеризует инерционность чувствительного элемента в его вращательном движении, Т_пр и Т_? определяются силами гидравлического трения, действующими в упругом при­воде и самом чувствительном элементе, и ?_пр зависит от жесткости упругого элемента и передаточного отношения самого привода.

В операторной форме записи уравнение (275) имеет вид

можно построить его структурную схему (рис. 112, а).

Таким образом, упругий привод регулятора изолирует чув­ствительный элемент от высокочастотных колебаний угловой скорости топливного насоса и создает дополнительную степень свободы поворота валика регулятора относительно вала насоса. Следовательно, при наличии упругого привода динамические свойства чувствительного элемента должны характеризоваться совокупностью двух дифференциальных уравнений (270) или (271) с заменой ? и ? и (275) или (280), составляющих систему

Структурная схема такой системы показана на рис. 112, б. Координата ? в этой системе является внутренней, поэтому ее можно исключить из рассмотрения. Это дает неоднородное ли­нейное дифференциальное уравнение четвертого порядка вида

Структурная схема, соответствующая уравнению (284), по­казана на рис. 112, в.

Подбор параметров упругого привода и, в частности, жесткости пружины существенно влияет на динамические свойства регуля­тора и системы автоматического регулирования двигателя в целом. Если при правильном подборе жесткости пружины происходит фильтрация высокочастотных колебаний, то при неточном под­боре могут заметно ухудшиться динамические качества системы и появиться медленно затухающие низкочастотные колебания угловой скорости.