Автоматические регуляторы непрямого действия, устанавливаемые на двигателях внутреннего сгорания, имеют достаточно сложную конструкцию, небольшие размеры трущихся деталей и. малые зазоры между ними.
Все это приводит к необходимости применять в регуляторах рабочую жидкость, очищенную от посторонних примесей. Поэтому в большинстве регуляторов рассматриваемых типов используется своя замкнутая, изолированная от двигателя, система циркуляции рабочей жидкости, в качестве которой используется масло, имеющее ряд существенных преимуществ: масло несжимаемо и поэтому передает регулирующие импульсы без искажения, обеспечивает смазку трущихся поверхностей и не вызывает коррозии. Зубчатые насосы, используемые в регуляторах для подачи масла, хорошо вписываются в конструкцию регулятора, в связи с чем ведущее зубчатое колесо монтируют на приводном валике регулятора. Зубчатым насосам присуще свойство всасывания, поэтому попадание воздуха в масляную магистраль в этом случае не представляет опасности.
Объемная производительность Vн такого насоса должна быть подобрана из условия обеспечения заполнения объема Vс серводвигателя при перемещении поршня от полной подачи топлива до выключения за время tн = 0,5?0,1. В этом случае секундная производительность насоса
Vн.с = Vс / tп,
а подача масла за один оборот зубчатого колеса насоса
Vн.об = 60?н.с / np,
где nр — частота вращения приводного валика регулятора. Если подобраны размеры насоса (диаметр d0 начальной окружности зубчатых колес и модуль т зубчатого зацепления), то при известном значении коэффициента подачи насоса ??н (?0,8) необходимая ширина зубчатых колес
Наиболее ответственными для работы масляной системы являются режим пуска и минимальная частота вращения, при которой должно быть обеспечено заполнение маслом объема серводвигателя Vc за установленный интервал времени tн. Значение частоты вращения в режиме пуска можно определить из отношения
np = Vc / VH.oб ;
при этом необходимо стремиться К тому, чтобы nр < 5 об/мин.
Масляный насос регулятора в процессе работы расходует мощность
где ?м.н—механический КПД насоса (~0,9); р—давление масла в нагнетательной полости насоса. При замкнутой масляной системе вся эта мощность практически расходуется на нагрев циркулирующего масла, поэтому тепловыделение в регуляторе Qн ?Nн. При установившемся тепловом режиме работы выделившаяся в регуляторе теплота Qн через наружные стенки регулятора площадью sр передается окружающей среде. Если qн — коэффициент теплопередачи от регулятора к окружающей среде (обычно qн ? 8,15 Вт/м2 ? град), то температурный перепад между стенками регулятора и окружающей средой
Где t0 — температура окружающей среды.
Эксплуатация автоматических регуляторов непрямого действия с автономной масляной системой показала, что эта температура не должна превышать 358 К.
Важным элементом масляной системы регулятора является масляный аккумулятор, объем Vа которого должен в 5—8 раз превышать рабочий объем масляного серводвигателя. Если Da — диаметр внутренней полости аккумулятора, то ход поршня аккумулятора
При заданном давлении масла р усилие пружин аккумулятора при максимальной деформации должно обеспечить
pтах = 0,25?Da2р.
При увеличенном расходе масла поршень аккумулятора получит перемещение Hа, и усилие пружины уменьшится при соответствующем снижении давления масла. Это снижение давления в процессе работы должно быть ограничено и определяется степенью неравномерности ?а аккумулятора (?30%). В этом случае минимальное давление, создаваемое пружиной аккумулятора.
Расчет пружины (или пружин) ведут по известной методике.
|