Строительные машины и оборудование, справочник




Регуляторы частоты вращения коленчатого вала

Категория:
   Техническое обслуживание автомобилей



Регуляторы частоты вращения коленчатого вала

Автомобильные дизели работают при переменных нагрузках и частотах вращения коленчатого вала. Нагрузка и частота вращения коленчатого вала дизеля зависят от скорости движения автомобиля, массы перевозимого им груза и сопротивления дороги. Частота вращения коленчатого вала не должна превышать допустимую, так как это может привести к перегрузке подвижных деталей механизмов дизеля, и, кроме того, коленчатый вал дизеля не должен останавливаться, работая с малой частотой вращения на холостом ходу во время кратковременных стоянок автомобиля. С этой целью на дизелях устанавливают регуляторы частоты вращения коленчатого вала, которые позволяют автоматически поддерживать заданную скорость движения автомобиля, облегчают управление автомобилем и повышают эффективность использования дизелей.

В автомобильных дизелях, как правило, применяют центробежные регуляторы, которые подразделяют на двух- и всережимные. Первые обеспечивают устойчивую работу дизеля на всех задаваемых скоростных режимах, включая минимальную частоту вращения коленчатого вала дизеля на холостом ходу, и ограничивают максимальную частоту вращения коленчатого вала; вторые поддерживают минимально устойчивое вращение коленчатого вала на холостом ходу и ограничивают его максимальную частоту вращения, т. е. действуют на двух предельных скоростных режимах работы двигателя.

Всережимные регуляторы. На автомобильных четырехтактных дизелях ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238, а также на дизеле КамАЗ-740 устанавливают всережимные регуляторы, которые в зависимости от нагрузки двигателя автоматически изменяют количество подаваемого топлива и поддерживают частоту вращения коленчатого вала, заданную положением рычага управления или степенью нажатия на педаль подачи топлива. Регуляторы обеспечивают также увеличение подачи топлива при пуске двигателя, поддерживают минимально устойчивую и ограничивают максимальную частоту вращения коленчатого вала.




В корпусе регулятора на шарикоподшипниках установлен вал регулятора, приводимый во вращение от кулачкового вала топливного насоса при помощи повышающей передачи, состоящей из ведущего и ведомого зубчатых колес. На валу при помощи державки установлены центробежные грузы, которые системой рычагов связаны с рейкой насоса и рычагом управления подачей топлива.

Рис. 1. Всережимный центробежный регулятор двигателей ЯМЗ: а-устройство; б, в – схемы работы регулятора соответственно при малой частоте вращения коленчатого вала и при частичных и полной нагрузках

При вращении вала грузы расходятся и своими роликами давят на торец муфты. Усилие, воспринимаемое муфтой, передается через упорную пяту рычагу, соединенному тягой с рейкой.

Торец пяты через корректор воздействует на силовой рычаг, который сидит на общей оси с двуплечим рычагом и находится под действием усилия пружины. Одним концом пружина закреплена на рычаге, жестко соединенном с рычагом управления подачей топлива, с другим — на двуплечем рычаге, в наружное плечо которого ввернут регулировочный винт, упирающийся в силовой рычаг и позволяющий изменять предварительное натяжение пружины.

В нижней части регулятора размещен кулисный механизм, служащий для остановки двигателя. Кулиса этого механизма приводится в действие скобой.

Работа регулятора заключается в следующем. Всережимный центробежный регулятор устанавливают на определенный режим рычагом посредством тяги, соединяющей его с педалью управления в кабине водителя. Перед пуском двигателя скобу кулисы выключения подачи топлива фиксируют в положение «Работа», при этом рычаг 8 управления подачей топлива упирается в болт. В этом случае под действием стартовой пружины верхнее плечо рычага, перемещаясь против часовой стрелки, вдвигает рейку в корпус насоса. При пуске двигателя цикловая подача топлива должна быть сравнительно большой, поэтому рейку насоса устанавливают в положение пусковой (увеличенной) подачи топлива.

После пуска двигателя, когда частота вращения коленчатого вала начинает увеличиваться под действием центробежной силы, грузы расходятся и, преодолевая сопротивление стартовой пружины, перемещают вправо подвижную муфту и рычаг до упора пяты в корректор силового рычага. При этом рейка выдвигается из корпуса насоса и подача топлива уменьшается.

В дальнейшем по мере повышения частоты вращения коленчатого вала на режиме холостого хода до 450— 500 об/мин рычаг продолжает выдвигать рейку вправо. При этом силовой и двуплечий рычаги поворачиваются против часовой стрелки, преодолевая сопротивление пружины. Перемещение рычага и рейки прекратится, как только усилие грузов уравновесится натяжением пружины, что будет соответствовать указанной частоте вращения коленчатого вала двигателя и минимальной подаче топлива на режиме холостого хода.

Минимальную частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу регулируют болтом и поджатием буферной пружины пробкой.

При переходе на нагрузочные режимы работы двигателя необходимая частота вращения коленчатого вала устанавливается нажатием на педаль управления подачей топлива. В этом случае рычаг, поворачиваясь совместно с валом на некоторый угол, воздействует на рычаг, который растягивает пружину. Под действием усилия пружины на двуплечий рычаг рейка перемещается в сторону увеличения подачи топлива и частота вращения коленчатого вала двигателя возрастает до тех пор, пока центробежная сила грузов не уравновесит силу натяжения пружины.

Установившаяся частота вращения коленчатого вала двигателя поддерживается регулятором автоматически следующим образом. При уменьшении нагрузки на двигатель топливо продолжает поступать в цилиндры в том же количестве, в результате чего частота вращения коленчатого вала и центробежная сила грузов увеличиваются. Грузы расходятся на больший угол и, действуя через рычажную систему, перемещают рейку в сторону уменьшения подачи топлива до момента равенства усилия пружины и центробежной силы грузов, при этом восстанавливается заданный скоростной режим.

При увеличении нагрузки и прежнем количестве подаваемого топлива частота вращения коленчатого вала понижается, в результате чего центробежная сила грузов уменьшается, и они сходятся, при этом пружина, воздействуя через рычажную систему, перемещает рейку в сторону увеличения подачи топлива до момента восстановления заданного скоростного режима.

В реальных условиях эксплуатации возможны также перегрузки двигателя, в этом случае поддерживание заданного скоростного режима без переключения передач будет происходить до тех пор, пока головка болта не упрется в вал рычагов. При дальнейшем возрастании нагрузки частота вращения коленчатого вала будет уменьшаться. В этом случае поддержание нарушенного скоростного режима может быть достигнуто включением понижающей передачи в коробке передач.

Двигатель останавливают из кабины водителя при помощи кнопки «Стоп», которая тросом соединяется со скобой. При этом скоба и связанная с ней кулиса выключения подачи топлива перемещаются в нижнее крайнее положение, а рычаг поворачивается относительно пальца, установленного в упорной пяте, по часовой стрелке и своим верхним плечом выдвигает рейку до упора вправо, подача топлива прекращается.

При эксплуатации двигателей максимальную частоту вращения коленчатого вала ограничивают винтом, а ход кулисы — винтом. Номинальную (часовую) подачу топлива насосом регулируют болтом. Эту регулировку выполняют на специальном стенде.

На дизелях семейства КамАЗ всережимный регулятор частоты вращения коленчатого вала установлен в развале насоса высокого давления. К корпусу регулятора крепится крышка, на которой смонтированы регулировочные устройства, рычаги управления подачей топлива и остановки двигателя. По принципу работы регулятор всережимный, прямого действия, с передачей центробежной силы грузов через систему рычагов и рейку непосредственно плунжерным парам.Необходимая частота вращения коленчатого вала двигателя задается натяжением пружины регулятора при помощи рычага, соединенного с педалью подачи топлива. Для каждого натяжения пружины при заданной частоте вращения коленчатого вала устанавливается равновесие между центробежной силой грузов и приведенной к оси регулятора силой натяжения пружины. Таким образом, работа регулятора дизелей КамАЗ принципиально ничем не отличается от работы регулятора дизелей ЯМЗ, однако общая компоновочная схема, а также отдельные детали и узлы указанных регуляторов конструктивно отличаются друг от друга.

Двухрежимные регуляторы. Центробежные двухрежимные регуляторы, устанавливаемые на дизелях автомобилей ЗИЛ-4331 и их модификациях, представляют собой систему, состоящую из грузов, пружин и рычагов, связанных с рейкой топливного насоса высокого давления. При этом механизм регулятора соединен с рейкой топливного насоса при помощи рычага, связанного одновременно и с тягой педали подачи топлива, на которую воздействует водитель.

Схема механизма двухрежимного регулятора дизеля ЗИЛ-645 показана на рис. 2. Регулятор включает две последовательно действующие системы, одна из которых регулирует режим минимальнои частоты, обеспечивая устойчивую работу двигателя на холостом ходу, а другая ограничивает в заданных пределах максимальную частоту вращения коленчатого вала дизеля.

На кулачковом валу насоса высокого давления при помощи гайки закреплен корпус центробежного механизма. На наружной поверхности корпуса установлена крестовина, на осях которой свободно посажены два цилиндрических пустотелых груза, связанных с рычагами. Внутри каждого груза размещены слабая наружная пружина холостого хода, две внутренние сравнительно жесткие пружины ограничения максимальной частоты вращения, пружина, размещенная в стакане, и регулировочная гайка. Грузы с пружинами называются чувствительным элементом регулятора, который через систему рычагов и муфту передает усилие на рейку насоса.

Работа регулятора заключается в следующем. В дизелях типа ЗИЛ-645 двухрежимный регулятор автоматически обеспечивает устойчивую работу двигателя на холостом ходу в пределах 600—650 об/мин и ограничивает максимальную частоту вращения коленчатого вала в диапазоне 2800—2950 об/мин.

Перед пуском дизеля двуплечий рычаг подачи топлива устанавливают на максимальную подачу, при этом кулиса опускается вниз, а рейка насоса регулировочным винтом соприкасается с упором. При помощи этого винта регулируется пусковая подача топлива, которая примерно в 1,5—2 раза больше, чем максимальная цикловая подача топлива.

Во время пуска дизеля грузы под действием центробежных сил расходятся, сжимая пружину. При этом рычаги по направляющей перемещают муфту влево, которая через двуплечий рычаг выдвигает рейку насоса вправо, уменьшая подачу топлива и снижая частоту вращения коленчатого вала. При этом сжатая пружина обеспечивает обратное перемещение кулисы в рычаге. Ограничение частоты вращения достигается в результате того, что центробежные силы грузов оказываются недостаточными, чтобы преодолеть дополнительное усилие трех внутренних жестких пружин. При уменьшении частоты вращения усилие пружины становится больше центробежных сил, грузы опускаются и муфта через двуплечий рычаг перемещает рейку в направлении увеличения подачи топлива. Следовательно, первая система двух-режимного регулятора обеспечивает устойчивую работу дизеля при частотах вращения коленчатого вала на холостом ходу. При этом массы грузов и затяжку гайкой слабой пружины подбирают так, чтобы равновесие системы, характеризующееся равенством приведенноой к муфте центробежной силы и силы затяжки пружины, имело место в указанных пределах частоты вращения коленчатого вала.

Рис. 2. Схема работы двухрежимного регулятора

При переходе на нагрузочные режимы дизеля регулятор практически отключается, а необходимая частота вращения коленчатого вала обеспечивается рычагом, связанным с педалью подачи топлива. Максимальная цикловая подача топлива ограничивается упорным винтом, ввернутым в корпус регулятора. Например, при увеличении частоты вращения коленчатого вала перестановкой рычага при помощи педали подачи топлива в положение или одно из промежуточных положений грузы расходятся, сжимая слабую пружину. Доходя до упора в тарелку жесткой пружины дальнейшее перемещение грузов прекращается. Это связано с тем, что центробежной силы грузов будет недостаточно для дополнительного преодоления силы предварительной затяжки пружин. В результате этого регулятор выключается и режим работы дизеля регулируется только педалью подачи топлива. Массу грузов и затяжку жестких пружин подбирают так, чтобы эта система находилась в равновесии при максимальной частоте вращения коленчатого вала, допустимом для данного дизеля.

Наряду с этим для корректировки подачи топлива на переходных режимах работы дизеля в регуляторах используют пружинные корректоры подачи топлива, состоящие из стакана, жесткой пружины и тарелки.

Принцип работы корректора заключается в следующем. При уменьшении нагрузки на дизель центробежные силы грузов преодолевают силы затяжки жестких пружин, а также слабой пружины и тарелка садится на стакан. В результате этого рычаги перемещаются на небольшую величину Я, отклоняя при этом через муфту двуплечий рычаг с рейкой в сторону уменьшения подачи топлива. Таким образом, вторая система двухрежимного регулятора обеспечивает ограничение максимальной частоты вращения коленчатого вала на переходных режимах работы дизеля, не допуская его разноса, даже при резком уменьшении нагрузки.

Схема работы регуляторов. Нагрузка на дизель непрерывно изменяется в зависимости от рельефа поля, состояния и свойств почвы и других условий работы машинно-тракторного агрегата. При постоянной подаче топлива в цилиндры дизеля все это может привести к колебаниям частоты вращения коленчатого вала. При очень малой частоте вращения дизель работает неустойчиво. Чрезмерно большая частота вызывает повышенный расход топлива и значительно увеличивает нагрузки на детали, а иногда повреждает их. Большие колебания скоростного режима снижают производительность и ухудшают качество работы.

Подача топлива в цилиндры автоматически изменяется регулятором в зависимости от режима работы дизеля, поддерживая заданную водителем частоту вращения коленчатого вала. На изучаемых дизелях установлены центробежные регуляторы.

Регулятор состоит из грузов с рычагами, шарнирно закрепленными на ступице вала, подвижной муфты, пружины, рычага, перемещающего рейку топливного насоса и других деталей.

При работе дизеля на рычаг привода рейки насоса всегда действуют две противоположно направленные силы (в точке В): А — усилие пружины 5 и Б — центробежная сила грузов, приведенная к подвижной муфте. Когда нагрузка на дизель не изменяется, частота вращения остается постоянной, и эти силы уравновешены. Поэтому рычаг не поворачивается, подача топлива неизменна (позиция I).

При уменьшении нагрузки на дизель частота вращения, а следовательно, и центробежная сила грузов возрастают, они расходятся и перемещают подвижную муфту влево, сжимая пружину. Рычаг поворачивается против хода часовой стрелки и перемещает рейку в сторону уменьшения подачи топлива (позиция II). В результате мощность дизеля снижается в соответствии с уменьшением нагрузки и увеличение частоты вращения прекращается. Рычаг останавливается в новом положении, при котором возросшая сила А) дополнительно сжатой пружины уравновешивается центробежной силой.

Рис. 3. Схема действия всережимного (а) и однорежимного (б) регуляторов: 1 — упор полной мощности; 2 — рычаг регулятора; 3 — упор выключения подачи; 4 — рычаг ручного регулирования; 5 — пружина регулятора; 6 — рычаг привода рейки; 7 — регулировочный винт рычага; 8 — упор корректора; 9 — пружина корректора; 10 — регулировочный винт корректора; 11 —тяга рейки; 12 — рейка насоса; 13 — зубчатый венец втулки; 14 — плунжер; 15 — груз регулятора; 16 — ступица грузов; 17 — внутренний рычаг груза; 18 — подвижная муфта; 19 — ось рычага привода рейки; 20 — регулировочный болт пружины регулятора; 21 — дроссельная заслонка карбюратора; 22 — рычаг заслонки; 23 — рычаг уменьшения частоты вращения вала.

С увеличением нагрузки частота вращения коленчатого вала уменьшается. Соответственно уменьшается и центробежная сила грузов. Поэтому пружина перемещает подвижную муфту и рычаг вправо, и подача топлива увеличивается. В обоих случаях рычаг будет перемещаться до тех пор, пока изменившаяся центробежная сила Б не уравновесится силой А. Дизель снова станет работать устойчиво, а рычаг 6 займет новое положение, соответствующее Другой частоте вращения.

Частоту вращения коленчатого вала, поддерживаемую регулятором при полной мощности дизеля, называют номинальной. Ей соответствует такое натяжение пружины, при котором рычаг подведен к упору. Если при таком положении рычага снять нагрузку, дизель будет развивать максимальную частоту вращения холостого хода. Перемещая рычаг ручного регулирования влево и тем самым отводя рычаг от упора, можно добиться минимальной частоты вращения холостого хода, а при дальнейшем ослаблении пружины (когда рычаг подойдет к упору) подача топлива прекратится и дизель остановится.

В случае перегрузки дизеля центробежная сила Б значительно уменьшится. Пружина повернет рычаг вправо не только до соприкосновения винта с упором, но и далее на расстояние k, преодолевая усилие дополнительной пружины (позиция III). Поэтому насос будет подавать больше топлива за цикл (во время каждого впрыскивания), и дизель сможет преодолеть временную перегрузку, после чего частота вращения опять восстановится.

Упор, пружина, ее регулировочный винт и другие детали, влияющие на изменение цикловой подачи топлива на величину хода рейки для преодоления перегрузки, составляют механизм, который называется корректором подачи топлива. Дополнительный ход рейки зависит от упругости пружины корректора.

Начало действия регулятора определяется усилием пружины: чем оно больше, тем больше должна быть центробежная сила Б грузов для уравновешивания силы А пружины, а следовательно, должна быть большей и частота вращения коленчатого вала. Усилие пружины, отрегулированное с помощью болта, во время работы двигателя не меняют. Поэтому регулятор начинает действовать только при одном скоростном режиме и поддерживает одну заданную частоту вращения коленчатого вала. Такой регулятор называют однорежимным. Регулятор, у которого ручным рычагом можно изменять усилие пружины во время работы дизеля и таким образом задавать любой скоростной режим от минимальной до максимальной частоты вращения, называется всережимным.

При использовании всережимного регулятора можно, не теряя времени на переключение передач, замедлять скорость движения трактора при преодолении препятствий, подъезде к агрегатируемой машине, поворотах на конце поля. Если машины агрегата не полностью загружают трактор на данной передаче, можно включить повышенную передачу, а регулятором снизить частоту вращения вала дизеля. В результате производительность агрегата не изменится, а часовой расход топлива станет меньше, снизится расход топлива на единицу выполненной работы. Всережимный регулятор обеспечивает работу дизеля на четырых скоростных режимах: пуск, холостой ход, рабочий режим (от минимальной до полной мощности), перегрузка.

Однорежимный регулятор ставят на пусковых карбюраторных двигателях для управления дроссельной заслонкой карбюратора. При увеличении частоты вращения коленчатого вала выше допустимой регулятор прикрывает дроссельную заслонку. Вручную, рычагом, включают действие регулятора, принудительно прикрывая заслонку для работы на других скоростных режимах, или закрывают ее для остановки двигателя.

Автомобильные двигатели редко работают на режиме максимальных нагрузок, но для них, как и для пусковых высокооборотных двигателей, наибольшую опасность представляет чрезмерно большая частота вращения, а следовательно, и сила инерции деталей кривошипно-шатунного механизма. Поэтому на карбюраторных автомобильных двигателях устанавливают ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала.

Регулятор топливного насоса УТН-5А схематически показан на рисунке 86. На лыске хвостовика вала насоса напрессована упорная шайба, а на цилиндрической части хвостовика свободно надеты ступица грузов регулятора и подвижная муфта с упорным шарикоподшипником. Вращение от шайбы к ступице передается резиновыми сухарями амортизатора (или спиральной пружиной). Сухари служат упругим звеном регулятора, которое уменьшает неравномерность вращения грузов.

На оси, закрепленной в корпусе, установлены основной и промежуточный рычаги. Болт связывает оба рычага так, чтобы промежуточный рычаг мог свободно поворачиваться для увеличения подачи топлива. На промежуточном рычаге установлены упорная пята, корпус корректора подачи топлива, шпилька для присоединения пружины обогатителя и тяга рейки топливного насоса.

Основной рычаг соединен с помощью пружины регулятора и серьги с внутренним рычагом. Этот рычаг закреплен на валике, заканчивающемся наружным рычагом управления регулятором. Регулировочный винт, находящийся в приливе корпуса регулятора, ограничивает поворот рычага в сторону максимальной частоты вращения. Поворот основного рычага в сторону уменьшения натяжения пружины (увеличения подачи топлива) ограничивается головкой болта номинальной подачи, а в противоположную сторону — винтом жесткого упора.

При работе дизеля внутренние рычаги грузов 2 через подшипник 3 перемещают по валу подвижную муфту. Это перемещение передается через пяту , рычаг и тягу рейке топливного насоса. Когда промежуточный рычаг упирается в основной, перемещение передается через него пружине регулятора, растягивая ее.

На различных режимах работы дизеля регулятор насоса УТН-5 действует следующим образом.

Пуск дизеля. Рычаг нужно повернуть до упора в винт максимальной частоты вращения. Пружина повернет основной рычаг против хода часовой стрелки до упора в головку болта ограничителя максимальной подачи, а пружина обогатителя потянет в ту же сторону промежуточный рычаг до упора в головку болта, связывающего основной и промежуточный рычаги. Рейка займет положение, соответствующее максимальной цикловой подаче топлива.

Двигатель начнет работать на холостом ходу.

Рис. 4. Схема действия регулятора УТН-5А на различных режимах работы дизеля: а — во время пуска; б — при максимальной частоте холостого хода; в — при номинальной нагрузке; г — при кратковременной перегрузке; д — при сбросе нагрузки и остановке дизеля; 1 — корпус регулятора; 2 — грузы регулятора; 3 — упорный подшипник втулки; 4 — ступица грузов; 5 — резиновый сухарь; 6 — упорная шайба привода; 7 — кулачковый вал насоса; 8 — регулировочный упорный винт; 9 — наружный рычаг с валиком; 10 — внутренний рычаг; 11 — пружина обогатителя; 12 — рейка насоса; 13 — пружина регулятора; 14 — тяга рейки; 15 — промежуточный рычаг; 16 — основной рычаг; 17 — жесткий упор; 18 — болт номинальной подачи; 19 — соединительный болт; 20 — пята; 21 — подвижная муфта; 22 — ось рычагов; 23 — шток корректора; 24 — пружина корректора; 25 — корпус корректора; 26 — винт корректора

Если дизель не загружен, а рычаг прижат к винту, то коленчатый вал вращается с максимальной частотой холостого хода. При таком режиме центробежная сила грузов уравновешивается силой пружины, а рейка насоса устанавливается в промежуточном положении. Шток утоплен, а пружина штока сжата, рычаги прижаты один к другому и работают как один рычаг.

Номинальная нагрузка. По мере увеличения нагрузки от холостого хода до номинальной (полной) частоты вращения коленчатого вала и вала насоса уменьшается. Пружина перемещает рычаги, а с ними и рейку насоса в сторону увеличения подачи топлива. Когда частота вращения станет номинальной, основной рычаг подойдет к головке болта. В этом положении устанавливается подвижное равновесие центробежной силы грузов и силы сжатой пружины регулятора. Рычаг упирается в головку болта при увеличении нагрузки и отходит от нее при ее уменьшении. Соответственно отклонениям (повороту) рычага меняется и подача топлива.

Кратковременная перегрузка. С увеличением нагрузки выше номинальной частота вращения дизеля падает, центробежная сила грузов уменьшается. Пружина корректора, нажимая через шток на основной рычаг, другим концом надавит на винт и через корпус корректора отведет рычаг от рычага. Рейка переместится в сторону дополнительной подачи, и дизель преодолеет кратковременную перегрузку.

Остановка дизеля. Для остановки дизеля рычаг управления отклоняют вперед по ходу трактора, отводя от болта. При этом витки пружины сходятся вплотную и толкают рычаг вправо. Головка болта тянет в ту же сторону рычаг, и рейка выключает подачу топлива. При резком выключении подачи из положения максимальной или номинальной частоты вращения промежуточный рычаг переводится под действием возросшей центробежной силы грузов, как показано на рисунке.

Регулятор РВ топливного насоса типа ТН расположен в отдельном корпусе, прикрепленном к корпусу топливного насоса. Валик регулятора установлен на двух шарикоподшипниках и приводится во вращение через пару шестерен кулачковым валом топливного насоса.

На валике установлены крестовина с двумя грузами, подвижная муфта и две пружины. Грузы передают усилие муфте, сжимая пружины. Шипами, входящими в паз, муфта может поворачивать вилку.

Кронштейн свободно надет на валик рычага управления регулятором, но соединен с ним двойной спиральной пружиной, усики которой охватывают нижнюю часть кронштейна.

Рис. 5. Схема регулятора РВ насоса типа ТН: 1 — регулировочная шайба; 2 — болт-ограничитель максимальной частоты вращения вала; 3 — двойная спиральная пружина; 4 — кронштейн; 5 — упорный болт-ограничитель; 6 — регулировочная шайба внутренней пружины; 7 — шарикоподшипник; 8 — валик регулятора; 9 — пружины регулятора; 10—шип вилки; И — шайба наружной пружины; 12 — вилка; 13 — тяга рейки; 14 — винт вилки; 15 — призма; 16—кнопка валика обогатителя; 17—груз; 18—крестовина грузов; 19—рейка; 20 — шестерня; 21 — муфта регулятора; 22 — ось вилки; 23 — рычаг управления регулятором; 24 — шпилька-ограничитель выключения подачи; 25 — сектор

На призме корректора имеется наклонная (рабочая) площадка под регулировочный винт вилки. С помощью кнопки призма может выводиться из-под винта.

Пуск дизеля. Тракторист включает подачу топлива, переводя рукоятку управления, расположенную в кабине трактора, из верхнего положения вниз. При этом рычаг управления поворачивается до упора сектора в болт. В холодное время года для обогащения смеси оттягивают на себя кнопку. Призма смещается, и винт встает на ее срез, а рейка сдвигается в сторону увеличения подачи топлива.

Сразу же после пуска центробежная сила грузов переместит муфту влево. Вилка повернется на оси в ту же сторону, уменьшив подачу топлива. Винт выйдет из среза призмы, и под действием пружины валика обогатителя она вернется в первоначальное положение. Дизель начнет работать и, если нет нагрузки, переходит на режим максимальной частоты вращения холостого хода. Центробежная сила грузов сжимает пружины до тех пор, пока не уравновесится силой их упругости.

Номинальная нагрузка. При увеличении нагрузки дизеля от холостого хода до номинальной частота вращения коленчатого вала и вала насоса снижается. Центробежная сила грузов станет меньше, и муфта под действием пружины перемещается вправо, винт касается призмы, дизель работает на номинальном (основном) режиме. Если нагрузка уменьшится, возросшая центробежная сила грузов отведет вилку от призмы, и рейка сдвинется в сторону уменьшения подачи топлива, предотвращая дальнейшее увеличение частоты вращения. Если вилка не сможет сразу отойти от призмы (например, из-за заедания рейки насоса), то частота вращения еще возрастет и муфта сместится влево, поворачивая кронштейн до упора в болт-ограничитель. Дальнейшее увеличение частоты вращения и центробежной силы может оказаться достаточной для преодоления сопротивления рейки, подача топлива уменьшится, и частота вращения снизится до номинальной. Так, с помощью болта предотвращается увеличение скоростного режима выше допустимого.

Кратковременная перегрузка. В этом случае срабатывает корректор: частота вращения вала и центробежная сила грузов уменьшается, кронштейн под действием пружины переместит вилку из положения А в положение Б при неподвижном рычаге управления. Винт переместится по скосу призмы вверх и вправо. Рейка при этом дополнительно сместится в сторону увеличения подачи топлива на величину k, крутящий момент дизеля возрастет, преодолевая временную перегрузку.

Остановка дизеля. Чтобы остановить дизель, тракторист переводит рукоятку управления подачей топлива до отказа вверх. При этом рычаг повернется вправо до соприкосновения сектора с винтом. В результате с помощью кронштейна вилка отведется влево от призмы. Подача топлива будет выключена.

Рис. 6. Схема действия регулятора РВ: а — при пуске дизеля; б — при максимальной частоте вращения вала; в — при номинальной частоте вращения (нагрузке) и перегрузке; г — при выключении подачи топлива.

Регулятор топливного насоса дизеля ЯМЗ-240Б. Корпус регулятора присоединен к торцу корпуса топливного насоса. Вал регулятора приводится во вращение ускорительной парой шестерен с упругим элементом, как у регулятора РВ. Нажимая на педаль, расположенную в кабине трактора и соединенную со скобой , можно поворачивать кулису.

В крышке регулятора на общей оси подвешены силовой и двуплечий рычаги. На валике, расположенном в этой же крышке, шпонкой закреплен рычаг пружины. На наружный конец этого валика жестко насажен рычаг управления регулятором. На силовом рычаге имеется болт номинальной подачи, а ниже— корпус штока корректора. Нижним концом этот рычаг шарнирно соединен с нижними отверстиями серьги.

Пуск дизеля. Для этого рычаг устанавливают до упора в болт максимальной частоты вращения. Скоба удерживается в верхнем положении своей возвратной пружиной. Пружиной через рычаг и тягу рейка сдвинута в крайнее левое положение, соответствующее максимальной подаче топлива.

После пуска дизеля частота вращения его коленчатого вала увеличивается, грузы расходятся, и под их действием перемещаются муфта и упорная пята с рычагом, тягой и рейкой вправо (в сторону уменьшения подачи топлива). Упорная пята через шток 20 корректора поворачивает силовой рычаг вправо до упора в буферную пружину. Поворотом рычага до упора в болт дизель переводят на режим минимальной частоты вращения холостого хода. Смонтированная в крышке люка буферная пружина помогает поддерживать устойчивость холостого хода дизеля.

Работа под нагрузкой. Для такой работы рычаг управления устанавливают до упора в болт максимальной частоты вращения. Рычаг отводится влево, пружина регулятора натягивается и через двуплечий рычаг тянет влево силовой рычаг (до упора головки болта номинальной подачи в валик).

При номинальном режиме центробежные силы грузов уравновешиваются суммарной силой пружин. Когда нагрузка становится больше номинальной, частота вращения коленчатого вала снижается, но центробежная сила грузов уменьшается и дает возможность пружине корректора сдвинуть пяту, рычаг и рейку влево (в сторону увеличения подачи топлива). Поэтому крутящий момент увеличивается соответственно возросшей нагрузке.

Если нагрузка снизится, частота вращения станет больше номинальной, вследствие чего рычаг и рейка топливного насоса смещаются вправо (в сторону снижения подачи топлива). Это приводит к уменьшению крутящего момента соответственно сниженной нагрузке, и частота вращения вала опять восстановится (приблизится к номинальной).

Остановка дизеля. Нажимая на педаль и тем самым воздействуя на кулису, отводят палец нижнего плеча рычага влево. Верхний конец этого рычага повернется на оси пяты вправо и выдвинет рейку до выключения подачи. Дизель остановится.

Регулятор распределительного насоса типа НД. Вал регулятора приводится во вращение парой конических шестерен от вала топливного насоса. На верхнем торце вала нанесена метка, а на крышке подшипника установлен лимб (круг, разделенный на градусы) для правильной установки рабочих Деталей насоса.

Ступица двух грузов соединена с валом через закручивающуюся Цилиндрическую пружину, ограничительную шайбу и штифт. Такое соединение защищает регулятор от влияния резких колебаний нагрузки на дизель. Штифт предохраняет дизель от аварийно большой частоты вращения, возникающей в случае поломки пружины.

Рис. 7. Схема действия регулятора топливного насоса дизеля ЯМЗ-240Б: а — при пуске дизеля; б — при работе дизеля под нагрузкой; в — при остановке дизеля; 1 — валик регулятора с шестерней; 2 — рейка; 3 — пружина обогатителя; 4 — тяга рейки; 5 — болт максимальной частоты вращения; 6 — рычаг пружины; 7 — пружина регулятора; 8 — рычаг управления; 9 — ось рычагов; 10 — болт минимальной частоты вращения; 11 —двуплечий рычаг; 12 — силовой рычаг; 13 — винт предварительного натяжения пружины; 14 — буферная пружина; 15 — крышка смотрового люка; 16 — болт номинальной подачи; 17—валик рычагов; 18 — рычаг рейки; 19 — серьга; 20—шток корректора; 21 — пружина корректора; 22 — скоба кулисы; 23 — пята грузов; 24 — винт подрегулировки подачи топлива; 25 — кулиса; 26 — палец оси качания рычага; 27 — крышка корпуса; 28 — подвижная муфта; 29 — груз регулятора; 30 — державка грузов; 31 —корпус регулятора

Рис. 8. Схема действия регулятора насоса типа НД: а—при пуске дизеля; б — при холостом ходе; в — при номинальной нагрузке; г — при кратковременной перегрузке; 1 — пружина; 2 — муфта регулятора; 3 — груз; 4 — ролик рычага; 5 — основной (вильчатый) рычаг; 6 — тяга; 7 — вал-регулятора; 8 — пусковая пружина; 9% поводок; 10 —дозатор; И—.лимб; 12 —упорный винт выключения подачи; 13 — упорный винт максимального скоростного режима; 14 —пружина регулятора; 15 — пружина корректора; 16 —шток корректорами—рычаг корректора; 18 — наружный рычаг управления регулятором; 19 — ось серьги пружины (палец рычага корректора); 20 — ось основного рычага; 21 — коническая пара шестерен

Когда вал регулятора вращается, грузы расходятся и своими роликами поднимают муфту. От нее через ролики движение передается вильчатому рычагу, шарнирно надетому на ось. На этой же оси установлен рычаг корректора. С помощью пружины этот рычаг соединен с рычагом управления. Ось, соединяющая рычаг с серьгой пружины, входит в паз вильчатого рычага с большим зазором. Левое плечо рычага соединено через тягу с поводком, конец которого входит в паз дозатора. Скоростной режим дизеля регулируют поворотом рычага управления.

Пуск дизеля. Рычаг управления регулятором ставят в положение полной подачи топлива. Под действием пружины регулятора рычаг корректора поднимется так, что шток утопится в корпусе и конец оси повернет вильчатый рычаг против хода часовой стрелки, оставляя внизу зазор А. Благодаря этому зазору пусковая пружина обогатителя опускает левое плечо вильчатого рычага и поднимает дозатор в крайнее верхнее положение. Так обеспечивается необходимое для пуска увеличение подачи топлива.

Холостой ход. Сразу же после пуска дизеля грузы регулятора расходятся и через муфту поворачивают вильчатый рычаг по ходу часовой стрелки. При этом дозатор опускается, обеспечивая небольшую подачу топлива, соответствующую режиму холостого хода. Пружина регулятора, уравновешивая центробежную силу грузов, поддерживает максимальную частоту вращения холостого хода.

Номинальная нагрузка. Чтобы дизель мог развить полную мощность при номинальной частоте вращения, рычаг управления поворачивают против хода часовой стрелки до упора плеча Б в винт максимального скоростного режима. При этом пружина регулятора растягивается, уравновешивая центробежную силу грузов, а рычаг касается штока корректора.

Кратковременная перегрузка. Частота вращения коленчатого вала снижается. Пружина получает возможность повернуть вильчатый рычаг с рычагом корректора против хода часовой стрелки. Шток утопает в корпусе, сжимая свою пружину. Левое плечо рычага через ролик опускает муфту 2, а через передаточные детали поднимает дозатор на дополнительный ход, увеличивая подачу топлива (как это было при пуске дизеля).

Остановка дизеля. Для этого рычаг управления поворачивают по ходу часовой стрелки до упора плеча В в винт. Витки пружины сходятся, и она через систему рычагов опускает дозатор в нижнее положение, соответствующее выключению подачи.

На регуляторе насоса НД-22/6 имеется дополнительная регулировочная тяга и вильчатый рычаг. С их помощью дозатор второй секции насоса перемещается по своему плунжеру одновременно с дозатором первой секции и точно на такую же величину. На топливных насосах дизелей СМД-62 и СМД-72 с пуском от стартера устанавливают ограничитель дымления отработавших газов, который повышает экономичность дизеля на режимах разгона.

Регулятор автомобильного дизеля КамАЗ-740 всережимный, работает так же, как на тракторных дизелях, но в нем нет корректора для преодоления временных перегрузок. Регулятор приводится в действие от кулачкового вала насоса через промежуточную шестерню. Центробежная сила грузов сдвигает муфту вправо. Это движение через силовой рычаг передается пальцем рейке одного ряда плунжерных секций, а через равноплечий рычаг — рейке второго их ряда. Пружина регулятора противодействует центробежной силе. Она натягивается рычагом, который соединен тягой с педалью управления подачей топлива.

При заданном скоростном режиме (т. е. определенном положении педали и рычага 17), если нагрузка на дизель уменьшается, частота вращения вала растет. Центробежная сила грузов увеличивается, и, преодолевая усилие пружины, грузы расходятся. При этом рейки топливного насоса перемещаются в сторону уменьшения подачи топлива до тех пор, пока не восстановится заданная частота вращения. Если в результате увеличения нагрузки частота вращения вала уменьшится, то регулятор увеличивает подачу топлива до тех пор, пока она не возрастет до заданной.

Регулятор пускового двигателя П-10УД однорежимный, т. е. ограничивает максимальную частоту вращения коленчатого вала при резком уменьшении нагрузки в момент пуска дизеля, и поддерживает установленный натяжением пружины скоростной режим при номинальной нагрузке. Вал регулятора приводится во вращение от шестерни коленчатого вала пускового двигателя через промежуточную шестерню. В радиальных пазах ведущего диска, навинченного на вал, свободно расположены три (или четыре) шарика-груза. Они зажаты между опорным диском и конусом подвижной муфты, потому что рычаг пружиной постоянно прижат к шарику торца муфты. Отверстие А служит для выпуска масла и воздуха, которые могут оказать сопротивление осевому перемещению муфты.

Наружный рычаг регулятора жестко связан валом с внутренним рычагом и своим верхним концом соединен с тягой рычага дроссельной заслонки карбюратора.

Во время работы двигателя грузы-шарики под действием центробежной силы стремятся раздвинуться по пазам и оказывают давление на конус муфты. Этому давлению противодействует сила Упругости предварительно сжатой пружины. При равновесии этих сил муфта занимает на валу определенное положение, а пусковой двигатель развивает полную (номинальную) мощность при частоте вращения коленчатого вала этого двигателя, равной 58,3 с

Рис. 9. Регулятор пускового двигателя: 1 — дроссельная заслонка; 2 — рычаг с поводком; 3 — тяга; 4 — пружина регулятора; 5 — регулировочный болт; 6 — наружный рычаг; 7 — контргайка; 8 — внутренний рынаг; 9 — вал рычагов; 10 — шариковый упор; 11 — бронзовая втулка; 12 — вал регулятора; 13 — подвижная муфта; 14 — шарик-груз регулятора; 15 — упорный диск; 16 — ведущий диск; 17 — шестерня привода регулятора

Если нагрузка уменьшается, частота вращения вала возрастает, муфта начинает перемещаться шариками вправо, рычаги поворачиваются против хода часовой стрелки, тяга прикрывает дроссельную заслонку, и мощность двигателя снижается.

Когда частота вращения коленчатого вала двигателя достигнет 66,7…70,0 с муфта занимает крайнее правое положение, при котором двигатель сможет работать только на холостом ходу.

Усилие пружины регулируют на номинальную постоянную частоту вращения винтом, после чего его фиксируют контргайкой и пломбируют. В процессе эксплуатации трактора натяжение пружины регулятора не нарушают. Так же устроен и работает регулятор пускового двигателя П-350.

Рис. 10. Схема действия регулятора дизеля КамАЗ-740: 1 — кулачковый вал насоса; 2 — ведущая шестерня; 3 — промежуточная шестерня; 4 — вал с державкой грузов; 5 — упорный шарикоподшипник; 6 — груз; 7 — силовой рычаг; 8 — регулировочный болт; 9, 10 и 11 — пальцы; 12 — рычаг остановки с тросом; 13 — рычаг выключения подачи; 14 — пружина рычага; 15 — рейка; 16 — равноплечий рычаг; 17 — рычаг управления регулятором; 18 — пружина регулятора; 19 — подвижная муфта с пятой

Тракторные двигатели работают в условиях быстро и Часто меняющейся нагрузки. Чтобы при этом частота вращения коленчатого вала оставалась постоянной, изменяют питание двигателя в соответствии с нагрузкой. Питание регулируют вручную и автоматически обычно при помощи центробежных регуляторов.

На тракторных двигателях, включая и пусковые, и дизелях артиллерийских тягачей установлены механические центробежные регуляторы.

Принцип их устройства и действия следующий. Два грузика регулятора через привод вращаются коленчатым валом. Под действием центробежной силы они стремятся разойтись, но этому препятствует рычаг, нагруженный пружиной. Рычаг соединяют тягой с дроссельной заслонкой карбюратора или рейкой топливного насоса.

Когда нагрузка на двигатель уменьшится, начнет увеличиваться частота вращения коленчатого вала, а следовательно, и грузикоз. Под действием увеличивающейся центробежной силы грузики, преодолевая сопротивление пружины, будут Расходиться и посредством скользящей муфты, рычага и тяги прикроют дроссельную заслонку, так что частота вращения коленчатого вала снизится до прежней величины.

Рис. 11. Схемы регуляторов:
а — однорежимного; б — всережимного; 1 — грузик; 2 — скользящая муфта; 3 — рычаг; 4 — пружина; 5 — регулировочная гайка; 6 — тяга; 7 — дроссельная заслонка; 8 — вал; 9 — шестерня; 10 — рычаг; 11 — тяга; 12 — рукоятка.

При увеличении нагрузки на двигатель частота вращения и сила грузиков уменьшатся и пружина, действуя на рычаг, откроет дроссельную заслонку в карбюраторном двигателе или при помощи рейки повернет плунжеры топливного насоса дизеля в сторону увеличения подачи топлива и тем воспрепятствует падению частоты вращения коленчатого вала.

Так поддерживается постоянная заданная частота вращения коленчатого вала.

Частота вращения коленчатого вала при постоянной массе грузиков зависит от сопротивления пружины. Если ее натяжение постоянно, то регулятор может поддерживать только одно число оборотов коленчатого вала — один скоростной режим. Такой регулятор называют однорежимным. Подобные регуляторы установлены на пусковых двигателях ПД-10М, ПД-10У и П-23.

При эксплуатации трактора бывает необходимо снизить, а затем повысить скорость его движения за счет изменения скоростного режима работы двигателя. В связи с этим на всех современных дизелях тракторов и артиллерийских тягачей предусмотрены всережимные (многорежимные) регуляторы. Их особенность — водитель может изменять силу натяжения пружины, действуя на рукоятку, и тем задавать новый скоростной режим работы двигателю.

Значительное снижение частоты вращения коленчатого вала дизеля в случае кратковременной перегрузки предотвращает корректор подачи топлива, который позволяет регулятору повысить сверх нормы подачу топлива на каждый впрыск. Этим увеличивают крутящий момент двигателя.

Реклама:


Читать далее:

Категория: - Техническое обслуживание автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины

 

Поиск по сайту:



Остались вопросы по теме:
"Регуляторы частоты вращения коленчатого вала"
— воспользуйтесь поиском.


Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы