Рассмотренные выше схемы регуляторов показали, что число регулируемых режимов зависит от числа установленных предварительных деформаций пружин: у предельных регуляторов одна предварительная деформация пружины, у двухрежимных две.
Поэтому возможность непрерывно изменять предварительную деформацию пружин в процессе работы создает всережимность регулирования. Так, предварительная деформация пружины, создающая усилие Е
06, дает статическую характеристику 6 восстанавливающей силы (см. рис. 67), выбор предварительной деформации с усилием Е07 дает статическую характеристику 7 и т. д. Каждой из таких статических характеристик соответствует своя равновесная кривая (см. рис. 68, а) и, следовательно, своя регуляторная характеристика (см. рис. 85, б).
В регуляторах, установленных, например, на дизелях В2, Д6, усилие, развиваемое чувствительным элементом, через упорный диск 2 (рис. 86), муфту 1 и рычаг 17 передается пружинам 13 и 18 регулятора, работающим на растяжение. Другими концами пружины соединены с рычагом 7, связанным через валик 20 с рычагом управления 19. Верхний конец рычага 17 тягами 8 и 9 соединен с рейкой топливного насоса.
При повороте рычага управления 19 в крайнее левое положение сектор ограничения 23 войдет в соприкосновение с верхним упором 22 и установит минимальную предварительную деформацию пружины 18. По мере повышения угловой скорости увеличивается центробежная сила грузов, и при ?min (например, 42 1/с) она уравновешивает усилие минимальной предварительной деформации пружины; в связи с этим при дальнейшем увеличении ? пружина растягивается, и рейка перемещается влево, уменьшая подачу топлива (регуляторная характеристика 2 на рис. 85, б). При угловой скорости ?min хх установится минимальный скоростной режим холостого хода.
При желании увеличить скоростной режим рычаг 19 (рис. 86) поворачивают вправо, увеличивая тем самым предварительную деформацию пружины (или пружин) регулятора. При крайнем правом положении рычага управления 19, определяемом упором 21, предварительная деформация пружин оказывается максимальной, рассчитанной так, что растяжение их под действием центробежных сил начнется только при достижении номинального скоростного режима (точка С на рис. 85, б).
Мощность и крутящий момент уменьшаются, образуя крайнюю правую (предельную) регуляторную характеристику 6. При ?mах хх получается максимально возможная угловая скорость холостого хода.
Аналогичный принцип действия имеет всережимный механический регулятор, установленный на топливном насосе УТН-5 (рис. 87, а). Привод грузов 15 регулятора, укрепленных на траверсе 17, осуществляется через спиральную пружину 18, предназначенную для гашения высокочастотных крутильных колебаний кулачкового вала 20 топливного насоса и, таким образом, повышающую равномерность вращения грузов.
Автоматический регулятор УТН-5 обеспечивает повышенную цикловую подачу топлива при пуске двигателя при помощи пружины обогатителя 11. При пуске двигателя рычаг управления 12 перемещается в крайнее правое положение до упора 13 (см. рис. 87, б). Основной рычаг 2 опирается при этом на жесткий упор 4. При ?н < ?нА (рис. 88) усилие пружины 11 оказывается достаточным, чтобы удерживать рейку 9 (рис. 87, б) топливного насоса в положении наибольшей цикловой подачи топлива на уровне vцА. После запуска двигателя угловая скорость грузов увеличивается, и при ?н > ?нА центробежная сила грузов 15 оказывается достаточной для деформации пружины 11 и перемещения рейки 9 в сторону выключения подачи топлива.
В связи с этим в интервале угловых скоростей ?нА до ?нВ образуется пусковая скоростная характеристика АВ (см. рис. 88). При ?н = ?нВ промежуточный рычаг 1 (см. рис. 87, б) соприкасается с основным рычагом 2, связанным с пружиной 7 регулятора. При установке рычага управления 10 в положение минимальной предварительной деформации пружины 7 совместное усилие пружин 11 и 7 удерживает рейку топливного насоса в положении, обеспечивающем образование внешней скоростной характеристики на участке ВС (см. рис. 88). Дальнейшее увеличение угловой скорости грузов (?н > ?н min) приводит к деформации пружин 7 и 11 (см. рис. 87, б) и перемещению рейки топливного насоса в сторону выключения подачи топлива. Таким образом формируется регуляторная характеристика 6 (рис. 88). Путем увеличения предварительной деформации пружины (см. рис. 87) можно задавать регуляторные характеристики 5, 4, 3 (см. рис. 88) и при установке рычага 12 на упор 13 (см. рис. 87) образуется крайняя правая (предельная) регуляторная характеристика 2 (см. рис. 88). На рис. 87 показано несколько характерных положений механизма регулятора.
Для повышения стабильности настройки регулятора УТН-5 была разработана модернизированная конструкция регулятора (рис. 89, а). В регулятор введен дополнительный упорный подшипник для разгрузки топливного насоса от осевых усилий регулятора. Для обеспечения более надежной связи рычага управления и рычага 10 использованы разрезная головка и стяжной болт.
Названные и другие усовершенствования конструкции регулятора позволили увеличить срок его работы без ремонта и замены деталей до 6 тыс. рабочих часов.
В последнее время автотракторные двигатели все чаще применяют в качестве стационарных для привода электрических генераторов переменного тока. На таких двигателях должны быть установлены прецизионные регуляторы, обеспечивающие устойчивую работу при высокой точности поддержания заданного скоростного режима.
Ногинский завод топливной аппаратуры и Центральный научно-исследовательский институт топливной аппаратуры совместно разработали унифицированный прецизионный регулятор скорости с ручным управлением УТН-9 (рис. 89, б) и с дистанционным управлением УТН-9Д на базе регулятора УТН-5. Унификация большинства деталей всережимного и прецизионного регуляторов с точки зрения производства весьма целесообразна.
Прецизионный регулятор дополнительно оборудован системой настройки степени неравномерности, состоящей из пружины 22, наклон который рычагом 23 можно менять без остановки двигателя, и упруго присоединенным катарактом, связанным поводком 21 с основным рычагом регулятора. Оба эти устройства смонтированы в крышке регулятора, что позволило не менять конструкции основного корпуса.
Испытания такого регулятора в стационарных условиях на дизель-электрической установке переменного тока дали удовлетворительные результаты.
На топливных насосах 4ТН-8 малой размерности устанавливают малогабаритный регулятор РВМ (рис. 90). Регулятор снабжен повышающей передачей (с зубчатыми колесами 1 и 10 от валика насоса к валику регулятора с передаточным числом 3, 64) и в связи с этим имеет меньшую массу грузов. Для упрощения конструкции автоматический обогатитель пусковых режимов заменен обогатителем разового действия. Для включения такого обогатителя необходимо перед пуском двигателя нажать на выступающий конец валика 16 и сместить, таким образом, упор максимальной подачи топлива.
Автоматические всережимные регуляторы с переменной предварительной деформацией пружины (пружин) имеют существенный недостаток, который заключается в том, что большое усилие пружин нагружает весь механизм регулятора и передается на педаль управления.
|