65 Тема. Регулятор частоты вращения коленчатого

вала дизеля ПД1М.

На дизеле установлен регулятор частоты вращения коленчатого ва­ла центробежного типа со всережимной пружиной, гидравлическим сер­вомотором и изодромной связью

Система управления дизелем (рис. 159), являющаяся частью общей системы управления тепловозом, включает в себя систему управления регулято­ром, блок управления топливным насосом, автоматическое и ручное устройства аварийной остановки дизеля.

Система управления регулятором предназначена для установки и изменения затяжки всережимной пружины регулятора в соответ­ствии с позицией рукоятки контроллера. В нее входят контроллер 7 с электри­ческой цепью 5, электропневматический сервомотор 32 и рычажный механизм 25 затяжки всережимной пружины.

Блок управления топливным насосом. Предназначен для установки и изменения числа оборотов дизеля в соответствии с положением рукоятки контроллера (т. е. затяжкой всережимной пружины регулятора), а также для автоматического поддержания заданного числа оборотов независи­мо от изменения внешней нагрузки. Блок состоит из регулятора 22 (рис.159.) и рычажного механизма 1 связывающего шток 29 сервомотора 24 регулятора с регулирующими рейками 20 топливоподачи.

Рис. 159. Система управления дизелем:

1 - рычажный механизм затяжки всережимной пружины; 2 - главный рычаг сервомотора; 3 -конические шестерни привода регулятора; 4 - цилиндрические шестерни привода регулятора; 5 - электрическая цепь; 6 - предельный регулятор; 7 – контроллер; 8 - нижний сектор; 9 - установочная рукоятка; 10 - фланец кулачкового вала топливного насоса; 11 - упорный валик; 12 - пружина секторов; 13 - толкатель секция топливного насоса; 14 - выключающая тяга; 15 - стопор секции насоса; 16 -рукоятка аварийной оста­новки дизеля; 17 - зуб стопора секция насоса; 18 – пружина; 19 - топливный насос; 20 - регулирующая рейка топливоподачи; 21 - верхний сектор; 22 - регулятор числа оборотов; 23 - зубчатый сектор затяж­ки всережимной пружины; 24 - масляный сервомотор регулятора; 25 - рычажный механизм затяжки всережимной пружины; 26 - реле давления масла; 27 - регулятора числа оборотов; 28 - электрическая цепь питания соленоида блок-магнита; 29 - шток масляного сервомотора; 30 - призма; 31 - электропневматический вентиль сервомотора; 32 - электропневматический сервомотор.

Затяжка всережимной пружины регулятора осуществляется электропнев­матическим сервомотором 32, главный рычаг 2 которого через призму 30 и рычажный механизм 25 связан с зубчатым сектором 23 затяжки всережимной пружины. В корпусе 5 сервомотора (рис. 160) три поршня (сервомотор дизель-гене­ратора ПДГ1М имеет четыре поршня).

Рис. 160. Электропневматический сервомотор дизеля 2Д50М:

1 - пружина поршня; 2 - шток поршня, 3 - регулировочные прокладки; 4 - втулка; 5 - корпус; 6 - головка штока поршня, 7 - валик; 8 - соединительная призма; 9 - валик призмы; 10 - тяга; 11 -распор­ная втулка; 12 - направляющая планка; 13, 18 - вспомогательные рычаги; 14 - ролик; 15 - главный рычаг; 16 - валик шарнирного соединения рычагов 13 и 18; 17 - масленка; 19 - валик ролика; 20 - валик шарнирного соединения рычагов 15 и 18; 21 - отверстие для подвода воздуха; 22 - пробка и огра­ничитель хода клапана; 23 - впускной клапан; 24 - отверстие; 25 - канал для выпуска воздуха в атмосферу; 26 - стержневой выпускной клапан; 27 - электропневматический вентиль.

Каждый поршень может подниматься вверх на величину 13,2 мм, которая регулируется прокладками 3. Сверху на поршень действует пружина 1. С боку на корпусе сервомотора против каждого поршня находятся элект­ропневматические вентили 27. В зависимости от положения рукоятки контрол­лера электрический ток может подаваться к одному, двум, трем, а для ди­зель-генератора ПДГ1М к четырем электропневматическим вентилям в семи различных комбинациях. Сжатый воздух на отверстия 21 через каналы пройдет в по­лость под поршень, который, сжимая пружину 1, своим штоком 2 через ролик 14 и рычажную систему передвинет вверх главный рычаг 15.

Регулятор (рис. 161.) условно подразделяется (по принципу работы) на следующие основные узлы:

Рис. 161. Регулятор числа оборотов:

1— масляный насос; 2— нижняя тарелка; 3—компенсирующая пружина, 4 — верхняя тарелка; 5 — букса; 6 —хвостовик золотника; 7 — золотник; 8— плунжер; 9—траверса; 10—шарикоподшипник плунжера; 11—рычаг с грузами; 12—тарелка всережимной пружины; 13 — всережимная пружина; 14 — втулка-рейка; 15 — зубчатый сектор; 16 — верхний корпус; 17 — крышка; 18 — заливная горловина; 19 — ось зубча­того сектора; 20— стакан пружины; 21—блок-магнит, 22—толкатель; 23, 31, 35 — сальники; 24 —зо­лотник автоматического выключения; 25 —корпус золотника автоматического выключения; 26 —пружина сервомотора; 27—силовой поршень; 28 — корпус сервомотора; 29 — перегородка корпуса; — компен­сирующий поршень; 32 — шток сервомотора; 33 — муфта; 34—вал привода; 36—регулировочная шайба; 37— шестерня привода; 38 — нижний корпус; 39 — средний корпус; 40—игольчатый клапан; 41 — пробка игольчатого клапана; 42 — указатель уровня масла; 43 — всасывающий шариковый клапан, 44 — пружина колодца-аккумулятора; 45—поршень колодца-аккумулятора; 46 —нагнетательный шариковый клапан

Механизм установки и изменения числа оборотов дизеля, включаю­щий плунжер всережимную пружину 13, втулку-рейку 14 и зубчатый сектор 15, установленный на оси 19, связанной с рычажным механизмом затяжки всережимной пружины.

Механизм управления подачей топлива в цилиндры двигателя (испол­нительный орган), состоящий из силового поршня 27 масляного сервомотора и его пружины 26.

Компенсационную или успокоительную систему, предназначенную для предупреждения больших колебаний оборотов двигателя. К ней относятся: золотник 7, компенсирующая пружина 3 и компенсирующий поршень 30 масляного сервомотора.

Систему поддержания постоянства давления масла в регуляторе, вклю­чающую масляный насос 1, поршни 45 и их пружины 44. Постоянство давления достигается переливанием избыточного масла из колодцев-аккумуляторов масла через канал 18 (рис. 162.) в масляную ванну.

Механизм автоматической остановки двигателя, состоящий из блок-магнита 21 (см. рис. 161) и золотника 24 автоматического выключения.

Приводной механизм, к которому относятся: вал 34 привода, муфта 33, которая с целью эластичного соединения выполнена в виде рессор, веду­щая шестерня масляного насоса 1, букса 5, траверса 9 и рычаги 11 с грузами. Остов регулятора, включающий нижний 35, средний 39 и верхний 16 корпуса, корпус 28 масляного сервомотора и корпус 25 золотника автомати­ческого выключения.

Работа регулятора показана на (рис.162).

Рис 162. Схема устройства и работы регулятора:

1—ось зубчатого сектора, 2 — зубчатый сектор, 3—втулка-рейка, 4 — всережимная пружина; 5—тарел­ка всережимной пружины; 6 — грузы 7 — рычаг, 8—траверса, 9—букса, 10, 29—отверстия; 11,12, 13, 14, 18, 27 28, 34—каналы; 15—колодцы-аккумуляторы 16—поршень колодца-аккумулятора; 17 — пружина колодца-аккумулятора; 19—масляная ванна регулятора, 20— масляный насос, 21—шестерня привода; 22—вал привода; 23—игольчатый клапан; 24 — компенсирующая пружиня; 26—поршень зо­лотника, 26—золотник; 30 — плунжер; 31—пружина сервомотора: 32—силовой поршень; 33—корпус сервомотора, 35 —компенсирующий поршень; 36—шток сервомотора, Л—подача топлива выключена; В—максимальная подача топлива; С—к рейкам топливного насоса, Д — от рычажной системы электропневматического механизма.

На схеме показан момент работы регулятора на установившемся режиме, что соответствует неизменной подаче топлива при постоянной нагрузке двигателя. При этом компенсирующая пру­жина 24 удерживает золотник 26 в среднем положении, центробежная сила грузов 6 уравновешивает усилие всережимной пружины 4, отверстие 29 в зо­лотнике 26 полностью перекрыто нижним пояском плунжера 30, а шток 36 сервомотора, находясь в промежуточном положении, неподвижен.

При падении нагрузки на двигатель число оборотов его коленчатого вала, а следовательно, и приводного механизма регулятора возрастает. Грузы под действием увеличившейся центробежной силы расходятся и посредством ры­чагов 7 перемещают плунжер 30 вверх. Нижний поясок плунжера открывает отверстие 29 в золотнике, через которое и далее по каналу 12 масло из-под силового поршня перетекает в масляную ванну 19. При этом под действием пружины 31 сервомотора силовой поршень 32 движется вниз, а шток 36 по­средством рычажной передачи сдвигает рейки топливного насоса в направле­нии уменьшения подачи топлива, что в свою очередь уменьшает число оборотов коленчатого вала двигателя. Двигаясь вниз, силовой поршень перемещает одновременно компенсирую­щий поршень 35, создавая над ним, в канале 28 и над поршнем 25 золотника разрежение. Под действием разрежения поршень с золотником, сжимая ком­пенсирующую пружину, будет двигаться вверх до перекрытия отверстия в зо­лотнике нижним пояском плунжера.

Перекрытие отверстия в золотнике закроет выход масла из-под силового поршня, вследствие чего прекратится движение штока сервомотора в на­правлении уменьшения подачи топлива. При восстановлении числа оборотов грузы сходятся, постепенно возвра­щая плунжер в начальное положение (вниз). Одновременно с плунжером воз­вращается в начальное (исходное) положение и золотник, который передвигает­ся компенсирующей пружиной 24. Перемещение пружины вызывается умень­шением разрежения в полости под поршнем золотника вследствие заполнения ее маслом, перетекающим через компенсирующий игольчатый клапан 23 из масляной ванны. Плунжер и золотник движутся к исходному положению вниз вместе. Таким образом обеспечивается уменьшение подачи топлива в ци­линдры двигателя пропорционально уменьшению нагрузки, а также восстанов­ление числа оборотов коленчатого вала до первоначально заданного. При увеличении нагрузки двигателя число оборотов падает, грузы регу­лятора сходятся, а всережимная пружина передвигает плунжер вниз. Вследст­вие этого нижний поясок плунжера откроет отверстие золотника, чем обеспе­чит доступ масла из канала И под силовой поршень.

При этом силовой поршень начнет перемещаться вверх, отчего подача топлива в цилиндры увеличится, а обороты двигателя возрастут. Одновременно с силовым поршнем вверх дви­жется и компенсирующий поршень 35, над которым, а также в канале 28 и под поршнем золотника создается давление масла, заставляющее золотник 25 двигаться вниз и сжимать при этом компенсирующую пружину.

Движение золотника 26 вниз прекратится лишь после перекрытия отвер­стия 29 нижним пояском плунжера. Перекрытие отверстия в золотнике за­кроет доступ масла под силовой поршень, вследствие чего прекратится движе­ние штока сервомотора в направлении увеличения подачи топлива.

Во время восстановления числа оборотов грузы расходятся, постепенно возвращая плунжер в начальное положение (вверх). Одновременно с плунже­ром возвращается в начальное положение (определенное затяжкой всережимной пружины) и золотник, который передвигается компенсирующей пружиной.

Перемещение золотника компенсирующей пружиной вызывается умень­шением давления в полости над поршнем золотника, вследствие вытекания из нее масла через компенсирующий игольчатый клапан в масляную ванну. Таким образом обеспечивается увеличение подачи топлива в цилиндры двигателя про­порционально увеличению нагрузки, а также восстановление числа оборотов коленчатого вала до первоначально заданного выключив подачу топлива в цилиндры дизеля. Новое число оборотов вала дизеля, соответствующее новой позиции конт­роллера, устанавливается изменением величины затяжки всережимной пру­жины. Скорость вращения вала дизеля уменьшается при ослаблении затяжки и, наоборот, увеличивается при ее усилении.

Изменением затяжки нарушается равновесие всережимной пружины с грузами и одновременно задается новое исходное положение плунжеру. При этом в дальнейшем повторяются те же процессы, что и при увеличении или уменьшении нагрузки на дизель.

Работа регулятора возможна только при включенном блок-магните, который запирает выход масла из-под силового поршня, обеспечивая тем самым рабочее положение регулятору. При отключении золотник 24 под воздействием давления масла будет поднят, масло из-под силового поршня перетечет в полость над ним, а шток сервомотора под действием пружины передвинется в крайнее нижнее положение,