Автоматические регуляторы непрямого действия без обратных связей (см. рис. 147) не применяют на двигателях внутреннего сго­рания, так как они не могут обеспечить качественной работы. Действительно, малейшее отклонение скоростного режима от рав­новесного вызывает смещение золотника 3 (рис. 147), после чего поршень серводвигателя может перемещаться (вместе с рейкой) в ту или иную сторону без ограничения. Такая работа серводвига­теля может привести к неустойчивости или к появлению незатуха­ющих колебаний угловой скорости вала двигателя, что в эксплуа­тации недопустимо. Чтобы исключить возможность такой работы, в схему регулятора дополнительно включают стабилизирующие элементы в виде обратных связей.

Статические регуляторные характеристики, показанные на рис. 86, имеют место в регуляторах непрямого действия с жест­кими обратными связями. Существуют жесткие связи двух типов: кинематические и силовые.

Схема регулятора непрямого действия с жесткой кинематиче­ской обратной связью представлена на рис. 153. Жесткой обрат­ной связью в механизме этого регулятора является рычаг 11, свя­зывающий движение муфты 9, золотника 13 и поршня 12 серводви­гателя.

При увеличении угловой скорости вала двигателя муфта 9 перемещается вверх и поворачивает рычаг 11 по часовой стрелке относительно точки А, которая пока остается неподвижной, так как масляные каналы были перекрыты золотником. Поворот ры­чага 11 вызывает смещение золотника 13 вверх, отчего масло под высоким давлением попадает в верхнюю полость цилиндра серво­двигателя. Одновременно с этим нижняя полость соединяется со сливной системой. Поршень 12 серводвигателя и шток 14 (точка А) перемещаются вниз (в сторону выключения подачи топлива), поворачивая рычаг 11 относительно точки С по часовой стрелке. Золотник 13, связанный с рычагом 11 в точке В, перемещается вниз до тех пор, пока не перекроет маслопроводы и не остановит поршень 12 серводвигателя. Если новое положение поршня 12 и, следовательно, рейки топливного насоса соответствует новой нагрузке двигателя, процесс регулирования прекращается. Если этого не происходит, процесс регулирования продолжается до тех пор, пока не наступит равновесия между нагрузкой двигателя и его крутящим моментом.

Регуляторы такого типа имеют статическую характеристику работы. Действительно, каждому нагрузочному режиму двига­теля соответствует своя подача топлива, т. е. свое положение рейки топливного насоса и, следовательно, точки А. Точка В рычага 11, связанная с золотником 13, при любом равновесном ре­жиме занимает одно и то же положение, в связи с чем при различ­ных положениях точки А точка С рычага 11 должна занимать также разные положения, а это при устойчивом регуляторе может быть только при различных скоростных режимах двигателя. Регуляторные характеристики двигателя при этом имеют вид, по­казанный на рис. 85.

Недостатком только что описанной схемы жесткой обратной связи является невозможность непосредственного соединения муфты регулятора с золотником, что приводит к увеличению габаритных размеров регулятора.

Схема регулятора с жесткой кинематической обратной связью (рис. 154) свободна от указанного недостатка. Обратная связь в таком регуляторе осуществляется за счет передачи движения поршня 14 серводвигателя через рычаг 15 обратной связи на под­вижную буксу 12 золотника 13, который жестко связан непосред­ственно с муфтой 6 чувствительного элемента.

Эффект жесткой обратной связи можно получить воздействием в процессе работы на предварительную деформацию пружины регулятора (рис. 155). При увеличении угловой скорости грузов 10 пружина 9 деформируется, а золотник 13, выполненный за одно целое с муфтой 11, перемещается вверх, вызывая перемещение поршня 14 серводвигателя вниз. Рычаг 7 жесткой обратной связи поворачивается по часовой стрелке, перемещает опору 8 и увели­чивает предварительную деформацию пружины 9. Усилие пос­ледней увеличивается, грузы 10 чувствительного элемента воз­вращаются при новой угловой скорости в прежнее положение, и золотник 13 перекрывает доступ маслу. Процесс регулирования на этом может прекратиться. Такую обратную связь обычно назы­вают жесткой силовой.

В регуляторе с жесткой силовой обратной связью при всех установившихся скорост­ных режимах муфта чувстви­тельного элемента занимает одно и то же положение, по­этому диапазоны перемещения грузов в процессе регулирова­ния здесь меньше, чем в схемах, представленных на рис. 153 и 154, что является определенным преимуществом, способствую­щим сокращению размеров регулятора.

В качестве примера регулятора непрямого действия с ориги­нальной конструкцией жесткой обратной связи рассмотрим регу­лятор фирмы «Нахаб Поляр» (Швеция), (рис. 156, а).

Регулятор имеет механический чувствительный элемент, со­стоящий из грузов 6, пружины 5 и муфты, выполненной за одно целое с буксой 21. Грузы приводятся в движение валиком 19. Шток серводвигателя при изменении подачи топлива двумя жест­кими обратными связями воздействует на чувствительный элемент.

Кинематическая жесткая связь состоит из рычага 1, связываю­щего перемещения поршня 11 серводвигателя, и золотника 2.

Кроме рассмотренной обратной связи, регулятор оборудован второй, жесткой силовой обратной связью, изменяющей предвари­тельную деформацию пружины 5 в зависимости от положения поршня 11 серводвигателя.

Регуляторные характеристики двигателя, оборудованного та­ким регулятором, показаны на рис. 157.

При сбросе нагрузки с М_ном до М_В угловая скорость грузов 6 (см. рис. 156) увеличивается, и букса 21 поднимается, соединяя надпоршневую полость серводвигателя со сливом. Поршень 11 под действием пружины 12 поднимается, поворачивая валик 9 в направлении движения часовой стрелки, соответствующем сни­жению подачи топлива. Кинематическая обратная связь рычагом 1 поднимает золотник 2, и перепускное окно буксы 21 перекрыва­ется.

При отсутствии второй (силовой) обратной связи новый ре­жим двигателя установился бы в точке В₁ (рис. 157), однако кулачок 8 (см. рис. 156) силовой обратной связи установлен та­ким образом, что при повороте валика 9 в сторону движения ча­совой стрелки предварительная деформация пружины уменьша­ется. Снижение предварительной деформации пружины перево­дит работу двигателя с регуляторной характеристики 5 (см. рис. 157) на регуляторную характеристику 4, в результате чего новый равновесный режим установится в точке В. При дальней­шем снижении нагрузки (например, до М_с) равновесный режим двигателя установится на регуляторной характеристике 3 при еще меньшей предварительной деформации пружины.

Соединение точек А, В, С, D кривой дает результирующую регуляторную характеристику двигателя, образованную совмест­ным действием жестких обратных связей.

Кулачок 8 (см. рис. 156) имеет такой профиль, что при нагруз­ках, близких к холостому ходу, действие силовой обратной связи уменьшается, а при достижении холостого хода прекращается вообще. В связи с этим регуляторная характеристика двигателя при малых нагрузках получается более пологой, что повышает устойчивость режима работы L (см. рис. 157) при минимальном скоростном режиме.

Значение неравномерности ?? устанавливают выбором поло­жения опоры рычага 1 (см. рис. 156). Всережимность регулятора (выбор характеристик 6, 7, 8 или 9 на рис. 157) осуществляется изменением предварительной деформации пружины регулятора специальным механизмом, допускающим в случае необходимости дистанционное управление.

Функциональные схемы автоматических регуляторов непря­мого действия показаны на рис. 158. Жесткая кинематическая обратная связь (рис. 158, а) изображается стрелкой, указывающей на то, что перемещение золотника х при наличии жесткой кинема­тической обратной связи определяется не только перемещением z муфты, но и перемещением у поршня серводвигателя. Жесткая силовая обратная связь (рис. 158, б) создает воздействие перемещения у поршня серводвигателя непосредственно на настройку ?_р чувствительного элемента. Результирующий эффект введения жестких обратных связей обоих типов один и тот же — создается определенный статизм регуляторной характеристики.