9.2. Классификация и конструкции регуляторов
Регуляторы, устанавливаемые на автотракторных двигателях, обычно классифицируют по принципу действия и числу регулируемых режимов (рис. 9.3).
По принципу действия регуляторы разделяются на: гидравлические, пневматические, электрические, центробежные и комбинированные.
Действие гидравлических регуляторов основывается на использовании колебаний напора воды, масла или топлива при изменении числа оборотов. Регуляторы такого действия широкого распространения не получили.
Действие пневматических регуляторов основывается на использовании разрежения во впускном коллекторе, которое изменяется в зависимости от числа оборотов и нагрузки. Такие регуляторы применяются у карбюраторных двигателей для ограничения максимальных оборотов.
Рис. 9.3. Классификация регуляторов
Действие центробежных регуляторов основывается на использовании центробежных сил инерции, возрастающих с увеличением числа оборотов.
Центробежные регуляторы получили широкое распространение у дизельных двигателей и применяются также у карбюраторных и газовых двигателей.
Комбинированными регуляторами являются пневмоцентробежные и электрогидравлические. Комбинированные регуляторы применяются на двигателе ЗИЛ-130.
Регуляторы карбюраторных и газовых двигателей воздействуют на дроссельную заслонку карбюратора или смесителя, регулятор дизельных двигателей – на рейку топливного насоса.
По числу регулируемых режимов регуляторы разделяются на однорежимные, двухрежимные и всережимные.
Однорежимные регуляторы предназначаются для ограничения максимального числа оборотов. Они получили применение у бензиновых и газовых двигателей.
Двухрежимные регуляторы обеспечивают устойчивую работу двигателя на минимальных оборотах холостого хода и ограничивают максимальное число оборотов. В настоящее время они применяются редко на автомобильных дизельных двигателях.
Всережимные регуляторы обеспечивают устойчивую работу двигателя на всех режимах (обороты холостого хода, все промежуточные режимы, максимальные обороты). Такой регулятор позволяет водителю задать двигателю любой режим оборотов от минимальных до максимальных. Установленный водителем режим поддерживается регулятором автоматически. Всережимные регуляторы получили широкое распространение у дизельных двигателей. По сравнению с однорежимными всережимные регуляторы облегчают управление машиной, улучшают экономичность двигателя, повышают работоспособность и срок службы машины.
Принципиальная схема однорежимного центробежного регулятора представлена на рис. 9.4. Обычно механизм регулятора размещается на шестерне, находящейся в постоянном зацеплении с шестерней распределительного вала или непосредственно на шестерне распределительного вала.
С увеличением числа оборотов грузы 1 регулятора под действием сил инерции расходятся, преодолевая сопротивление пружины 3. К моменту, когда обороты двигателя достигают установленного предела (номинальное число оборотов), центробежные силы, развиваемые грузами, повышаются настолько, что муфта 2 перемещается влево. При этом усилие от муфты через систему рычагов передается к дроссельной заслонке карбюратора (или смесителя) и прикрывает ее. Количество смеси, поступающей в цилиндры, уменьшается, и обороты вала двигателя ограничиваются. С понижением оборотов центробежные силы грузов понижаются, муфта под действием пружины перемещается вправо и дроссельная заслонка приоткрывается.
Рис. 9.4. Однорежимный регулятор
Принципиальная схема двухрежимного регулятора показана на рис. 9.5. Регулятор имеет две пары грузов. На малых оборотах (n1–n2) муфта регулятора воспринимает суммарное усилие от пары больших 1 и пары малых 2 грузов. Воздействие больших грузов на муфту (передаваемое через малые грузы) продолжается до тех пор, пока выступы их рычагов 4 не коснутся упоров 3. С увеличением оборотов (n2–n3) грузы не расходятся, регулятор на рейку насоса не воздействует и управление подачей топлива производится только водителем.
Рис. 9.5. Двухрежимный регулятор
При дальнейшем повышении оборотов (>n3) перемещение муфты осуществляется только под действием малых грузов, и регулятор работает, как однорежимный регулятор, ограничивая максимальные обороты двигателя.
Всережимный регулятор скорости (рис. 9.6) имеет грузы 1, установленные на валике, который приводится во вращение от распределительного вала двигателя. Грузы своими выступами упираются в муфту, нагруженную пружиной 2 и связанную с рейкой насоса через рычаг. Скоростной режим двигателю задает водитель соответствующим изменением натяжения пружины 2.
При установившемся скоростном режиме существует равновесие между центробежной силой грузов и приведенной к оси регулятора силой самой пружины.
Рис. 9.6. Всережимный регулятор
Изменение частоты вращения при уменьшении или увеличении нагрузки на двигатель приведет к изменению равновесного состояния между центробежной силой грузов и приведенной силой пружины. Преобладающая из этих сил сместит муфту с рейкой насоса на увеличение или уменьшение подачи топлива, что приведет к восстановлению скоростного режима двигателя, заданного водителем. На всех скоростных режимах регулятор обеспечивает устойчивую работу двигателя.