книги из ГПНТБ / Морозов А.Х. Эксплуатация автоматических устройств мобильных сельскохозяйственных агрегатов
.pdfДвижение от муфты к рейке насоса передается сис
темой рычагов через штыри, вилку 32 и тягу 2. |
Вилка |
тяги регулятора ш и з у шарнирно соединена |
осью с |
кронштейном 37, который свободно посажен на валик рычага 33 ручного управления регулятором. Валик вра щается в расточках корпуса регулятора. Кронштейн соединен с валиком через двойную спиральную пружи ну 38 и разрезную втулку 39. Втулка укреплена на ва лике болтом 40. При повороте валика рычага управле ния поворачивается и кронштейн, но кронштейн может проворачиваться и относительно валика, когда возникают усилия, преодолевающие затяжку спиральной пружины (при перегрузке двигателя).
Валик рычага управления изготовлен заодно с упо
ром 45. |
Поворот валика рычага 33 в сторону выключения |
|||||
подачи |
ограничивает шайба 36 со шпилькой 44, |
а в |
сто |
|||
рону |
увеличения |
подачи — регулировочный |
болт |
46. |
||
Положение |
болта |
46/ |
регулируют прокладками |
47. |
||
В резьбовое |
отверстие |
вилки 32 завертывают регули |
||||
ровочный винт 25 с контргайкой 26. Этим винтом ус
танавливают |
номинальную подачу |
(до |
упора |
в |
приз |
|||
му |
28). |
Призма закреплена |
стопорным |
винтом |
29 на |
|||
валике |
27 пускового обогатителя. Поверхность |
призмы |
||||||
со |
сторону |
регулировочного |
винта |
25 |
скошена |
(для |
||
двигателей СМД 18°). Чтобы вытянуть валик обо
гатителя, пользуются закрепленной на |
нем снару |
жи кнопкой. От проворачивания валик |
фиксируется |
лыокой; конец валика с лыокой входит в соответствую щее отверстие корпуса регулятора. Для обогащения подачи при пуске дизеля вручную вытягивают кнопку, перемещая тем самым валик обогатителя, на уступ призмы попадает регулировочный винт, в этом случае перемещается вилка и тяга регулятора в сторону уве личения подачи топлива. После запуска дизеля под дей ствием инерционных сил грузов регулировочный винт отводится от призмы, пружина 30 пускового обогатите
ля возвращает |
валик |
в исходное |
положение. |
|
||
В корпусе |
регулятора установлен |
жесткий |
.упор — |
|||
болт 13 с контргайкой 14 для предотвращения |
само |
|||||
произвольного |
отхода |
нижнего конца |
вилки |
вправо. Это |
||
особенно важно при |
заеданиях |
рейки. В |
этом |
случае |
||
конец вилки упирается в упор и усилие от муфты регу лятора передается через вилку к рейке насоса для преодоления сопротивлений перемещению рейки.
50
|
Пробка |
12 |
ограни |
|
|
|
|
|
л, |
|
|
||||||
чивает |
уровень |
масла |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
в |
корпусе |
регулятора, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
сальники |
31 |
и |
35, за |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
глушки 41 и 43 |
предот |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
вращают |
течь масла. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Рассмотрим |
взаимо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
действие частей |
регуля |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
тора. Перед пуском ди |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
зеля |
поворачивают ко |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
нец рычага ЕД (рис. 24) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
влево |
|
до |
|
отказа, при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
этом |
точка |
В |
остается |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
неподвижной |
(грузы 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
сошлись |
3 |
полностью, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
пружина |
регулятора |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
предварительно |
|
сжа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
т а ) . В |
начале |
поворота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
точка Г |
лежит на ли |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
нии |
|
ЕД, |
|
благодаря |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
предварительному |
на |
Рис. 24. Кинематическая |
схема |
регу |
|||||||||||||
тягу |
спиральной |
пру |
|||||||||||||||
|
лятора |
типа |
Р В : |
|
|
||||||||||||
жины |
|
2 |
рычаги ЕД и |
|
|
|
|||||||||||
|
/ — призма; |
2— спиральная |
пружина |
кор |
|||||||||||||
ГД |
совмещены. При не |
||||||||||||||||
ректирующего |
устройства; |
3—пружина |
|||||||||||||||
подвижной точке В, пе |
регулятора; |
4 — муфта |
регулятора; |
5 —< |
|||||||||||||
|
|
|
груз. |
|
|
|
|
||||||||||
ремещая |
точку |
Г, |
по |
|
А |
|
|
|
|
|
1. |
||||||
вернем |
рычаг |
до |
упора |
точки |
в |
скос |
призмы |
||||||||||
Точки А и В |
становятся |
неподвижными, |
точка Г |
так |
|||||||||||||
же |
останавливается. При дальнейшем |
повороте |
точки |
||||||||||||||
Е спиральная пружина деформируется, между осями рычагов ГД и ЕД образуется угол. Под действием пружины 2 точка А прижмется к призме и, если необходимо, после оттягивания вручную кнопки пуско вого обогатителя этим же усилием пружины 2 точка А дополнительно повернется. В этом случае подача топ лива 'будет максимальной. При первых же вспышках в цилиндрах дизеля совместное действие инерционных оил грузов и усилия спиральной пружины деформируют пружину регулятора. Точка В вместе с муфтой 4 регу лятора переместится влево, оси рычагов ГД и ЕД сов падут, точка А выйдет из паза приемы и отойдет от ее скоса. Точка Г остается неподвижной, вокруг этой точ ки вращается 'вилка регулятора. Горячий дизель мо жет быть пущен и при промежуточном положении точки
51
Е |
(точка |
А не упирается в призму |
и после пуска |
вилка |
||||||
регулятора |
поворачивается |
вокруг |
точки |
Г). |
|
|
||||
|
При увеличении нагрузки угловая скорость коленча |
|||||||||
того вала |
снижается, |
пружина |
3 |
преодолевает |
инер |
|||||
ционные силы грузов |
и муфта движется вправо |
(точка |
||||||||
Г |
неподвижна, точка |
А поворачивается). При угловой |
||||||||
скорости, |
соответствующей |
началу |
действия |
регулято |
||||||
ра, |
точка |
А коснется |
скоса |
призмы. При |
дальнейшем |
|||||
уменьшении |
угловой |
скорости |
инерционные |
силы гру |
||||||
зов 'Снизятся настолько, что станут меньше усилий пру жин регулятора на величину предварительного натяже ния пружины 2. Корректирующее устройство начнет дей
ствовать |
не сразу после достижения |
угловой 'скорости |
начала действия регулятора (точка |
А касается скоса |
|
призмы), |
так как рейка удержится в- этом положении до |
|
тех пор, пока не появится указанное выше избыточное .уси
лие пружин регулятора,. После этого спиральная |
пружина |
2 начнет деформироваться, рычаг ГД будет отходить от |
|
рычага ЕД. Угол между осями рычагов ГД и |
АГ увели |
чится, точка А поднимется по скосу призмы, рейка нач нет двигаться, корректируя подачу топлива.
При |
рассмотрении |
уравнения |
передаточного меха |
|||
низма, |
связывающего |
перемещение |
.муфты |
регулятора |
||
и рейки |
топливного насоса, 'следует |
иметь |
в |
виду сле |
||
дующее: |
перемещение |
АХ рейки |
может быть |
вызвано |
||
как перемещением AZ муфты, так и поворотом Aip рычага
ГД. Учитывая |
коэффициент |
приведения перемещений |
||||
точек В и Г |
к |
рейке, |
составим уравнение: |
|||
|
|
AX=KVA^-KPAZ |
• |
|
||
Перейдя |
к |
безразмерным |
относительным единицам |
|||
перемещений, |
получим: |
|
|
|
||
|
А Х Y |
и ^ , |
v A Z |
7 |
||
|
|
Хо |
ы |
яро |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поделим все члены уравнения на Х0 |
и обозначим |
|||||
|
|
|
|
|
ДгЬ |
|
|
|
|
•*.(')—фГ- |
|
||
Тогда
52
При |
составлении |
уравнения |
всережимного |
регулятора |
|||||||||
без |
учета |
работы |
'Корректирующего |
|
устройства |
||||||||
и |
|
возможности |
|
управления |
работой |
|
регулятора |
||||||
было оринято, что Х = —г]. Примем и здесь |
для случая |
||||||||||||
работы |
регулятора |
до |
упора |
точки А в |
окос |
призмы |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Z0 |
|
|
|
|
|
|
(регуляторная ветвь) |
—^г-Кр=1,, |
а |
базовое |
значение |
|||||||||
•фо выберем |
так, |
чтобы |
X0=tyoKv |
- |
|
|
|
|
|||||
|
Тогда для регуляторной ветви уравнение передаточно |
||||||||||||
го механизма окончательно примет вид: |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
b=gi{t)-n |
|
• |
|
|
|
(19) |
|
|
Уравнение |
(19) |
справедливо |
для |
регуляторной вет |
||||||||
ви |
(до момента касания точки А скоса призмы), в этом |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
БГ |
, |
|
|
|
|
случае |
ориентировочно |
/ ( р = |
|
(точнее |
|
находят из |
|||||||
соотношения |
плана |
скоростей), но после касания точки |
|||||||||||
А |
это |
соотношение |
перемещений |
муфты |
регулятора и |
||||||||
рейки насоса резко изменится. Точка В в |
|
зависимости |
|||||||||||
от |
изменения |
угловой |
скорости |
будет |
перемещаться |
||||||||
так же, как и до касания точки А, но соотношение плеч |
|||||||||||||
рычагов станет другим. Рычаг АГ начнет поворачивать
ся |
вокруг точки А |
(одновременно |
точка А |
переместит- |
|
|
|
|
|
|
АБ |
ея |
и вверх), |
тогда |
и соотношение |
К'$—'~дв |
' -K'p з н а " |
чительно меньше К-р, т. е. на корректорной |
ветви тому |
||||
же |
самому |
перемещению муфты |
регулятора соответ |
||
ствует значительно меньшее перемещение рейки, чем на
регуляторной ветви. Если обозначить через |
i = К |
г > , |
|
Ло |
|
то можно составить в соответствии с уравнением |
(19) |
|
новое уравнение для регуляторной ветви: |
|
|
|
|
l=g2(t)-hn, |
|
(20) |
|
для корректорной |
ветви: |
|
|
|
|
|
|
а . = Ы 0 - » к Т 1 |
• |
(21) |
|
Следует иметь в виду, что для |
уравнения |
(20) t p |
|||
равно |
единице, а величина |
iK в уравнении (21) |
значи |
||
тельно |
меньше |
единицы |
(для |
регулятора |
РВ - 850 |
53
I
II
—6-
'1
Рис. 25. Статическая |
характеристика |
нелинейности регулятора |
|
типа Р В : |
|
ложенне рейки после |
исчерпания хода |
корректирующего устройства; |
Oi и ее — углы поворота рычагов регулятора.
1
= 0,068). Уравнения (20) и (21) подобны по
14,7
форме, но при переходе с регуляторной на корректорную ветвь резко, скачком меняется значение i (передаточного числа механизма, связывающего перемещения муфты и рейки).
Такие |
элементы в автоматике называют с у щ е |
с т в е н н о |
н е л и н е й н ы м и . (Статическая характери |
стика данного нелинейного элемента показана на ри
сунке 25. Здесь tgai = t " p = l , а |
t g a 2 = i K . Перемеще |
ние рейки X нелинейно связано |
с перемещением муф |
ты Т). |
|
Другая нелинейность объясняется наличием предва рительного натяжения пружины корректора. Корректор начнет работать не сразу после касания винта скоса призмы, а лишь после снижения угловой скорости, когда под действием излишка силы основной пружины бу-
1,
Рис. 26. Структурная схема регулятора типа Р В :
X — перемещение рейки насоса; <р — угловая скорость вала; т| — перемещение муфты регулятора; g2(t) — управляющее воздействие со стороны водителя.
54
Рис. 27. Схема регулятора угловой скорости двигателя КДМ-100.
/ — вал привода; 2 — вертикальный |
валик |
регулятора; 3 —грузы; |
4 — упорный |
||||||
подшипник |
муфты; |
5 —двуплечий |
рычаг; |
6 —пружина |
регулятора; 7 — т я г а ; |
||||
S —наружное плечо |
трехплечего |
рычага; 9 |
и 10 — упоры; |
// |
—внутреннее пле |
||||
чо рычага; |
12 — тяга рейки; |
13 — пружина |
корректирующего |
устройства; |
|||||
14 — регулировочная муфта; |
15 — рейка; |
16 — рычаг |
управления. |
||||||
дет деформироваться предварительно натянутая |
пружина |
|||||||
корректора. Сделать |
это натяжение |
'Слишком |
малым |
|||||
нельзя, |
так |
к а к оно |
обеспечивает |
совместный |
поворот |
|||
рычагов |
ГД |
и ЕД |
(см. рис. 24) при изменении |
настрой |
||||
ки скоростного режима |
и должно быть |
больше усилий |
||||||
на перемещение |
рейки. |
Таким образом |
эта |
нелиней |
||||
ность заключается в том, что при переходе с регуляторной на корректорную ветвь (или обратно) угловая, ско рость меняется на какую-то величину Дш, а муфта ре
гулятора стоит неподвижно. |
|
|
При снижении числа оборотов |
двигателя |
величина |
Дсо увеличивается. |
|
|
К «елинейноетям в регуляторе можно отнести сухое |
||
трение и зазоры в соединениях. |
|
|
Структурная схема регулятора |
типа Р В с |
учетом ос |
новной нелинейности и возможностью ручного управле ния показана на рисунке 26.
55
|
|
|
Рис. |
28. |
Топливный |
|
||
А—насосная |
полость; |
Б — полость |
регулятора; |
В — полость |
привода; 1 —\ |
|||
5—задняя |
крышка; |
6 — главная |
пружина |
регулятора; 7 — корректирующее |
||||
ровки; 10 — рычаг |
управления; // |
— помпа; |
12 — впит максимальных оборотов; |
|||||
гулировочная тяга; |
17 — пружина |
обогатителя; |
18 — рычаг |
втулки-дозатора; |
||||
56
Рассмотрим действие всережимного регулятора угло вой скорости дизелей КДМ-46, КДМ-100 и Д-108. От вала / (рис. 27) привода топливного насоса через кони ческие шестерни получает вращение вертикальный ва лик 2 регулятора, вместе с ним вращаются грузы 3. Грузы через сухарики, муфту и упорный подшипник 4 связаны с двуплечим рычагом 5. Одно плечо рычага 5 связано с верхним концом пружины 6 регулятора, а другое тягой ?\ с рейкой 15 топливного насоса. Нижний конец пружины 6 соединен со средним плечом трехплечего рычага, который посажен на шлицах валика уп равления и связан системой тяг и рычагов с рычагом 16 управления регулятором. Наружное плечо 8 трехплечего рычага упирается в упор 9 максимальных оборо тов, а (внутреннее плечо И этого же рычага в упор 10 минимальных оборотов холостого хода. Упор 10 под-
|
насос |
НД-21/4": |
|
|
кронштейн |
крепления; 2 — распределительная |
головка; 3 — пробка; 4 — сапун; |
||
устройство; |
8 — эксцентрик привода |
помпы; |
9 — крышка лючка для |
регулн- |
/3 —винт |
минимальных оборотов; 14 — упор; |
15 — вильчатый рычаг; |
16 — ре- |
|
19 — промежуточная шестерня привода.
57
пружинен, поэтому позволяет полностью выключить по дачу топлива при нажатии на рычаг 16. Корректирую щее устройство пластинчатого типа расположено сзади топливного насоса. На рейке навернута регулировоч ная муфта 14 подачи топлива, при номинальных угло вой скорости вала и нагрузке дизеля она касается пластин чатой пружины 13. При перегрузке вследствие излишка усилия главной пружины изгибается пластинчатая пружина, что и обеспечивает дополнительный ход рейки.
Устройство регулятора топливного насоса НД-21 принципиально не отличается от устройства регулятора
типа |
Р В . |
, |
* |
В |
алюминиевом |
неразъемном корпусе расположены |
|
три оановных узла: насосная секция, регулятор и при
водной вал. Регулятор размещен в центральной |
полости |
и закрыт крышкой, на которой смонтировано |
корректи |
рующее устройство 7 (рис. 28). Лючок, закрытый крыш кой 9, служит для регулировок насоса.
На верхней части полости Б установлены сапун 4 и пробка 3, закрывающая отверстие, через которое про веряют момент начала подачи топлива.
Предварительное натяжение главной пружины 6" ре гулятора обеспечивается изменением положения рычага
10 управления регулятором. Угол поворота рычага |
10 |
||||
ограничивается винтами 12 максимальных |
оборотов |
и |
|||
13 минимальных до соприкосновения их с упором |
14. |
|
|||
Вертикальный вал регулятора приводится в действие |
|||||
через пару конических шестерен от |
кулачкового |
вала |
|||
насоса (передача ускоряющая с отношением 1:2). |
Два |
||||
груза регулятора связаны с валом |
через |
спиральную |
|||
пружину |
(упругий привод), они действуют |
на муфту ре |
|||
гулятора |
и на вильчатый рычаг 15. |
Этот рычаг с |
одной |
||
стороны через промежуточный рычаг соединен с главной пружиной регулятора, которая и прижимает вильчатый рычаг к муфте регулятора. С другой стороны вильчатый рычаг связан с втулкой-дозатором через регулировочную
тягу 16, рычаг 18 и сухарик в |
прорези |
втулки-доза |
тора. |
|
|
Обогащение подачи топлива |
при пуске |
происходит |
благодаря усилию пружины 17. Вильчатый рычаг управ ления дозатором и промежуточный рычаг главной пру жины соединены шарниряо на неподвижной опоре с за зором около 1,5 мм.
58
Корректирующее |
|
устрой |
|
|
|
|
||||||
ство |
насоса помещено в отдель |
|
|
|
|
|||||||
ном |
корпусе / (рис. 29), завер |
|
|
|
|
|||||||
нутом в заднюю крышку 9. Из |
|
|
|
|
||||||||
корпуса на 0,3—0,4 мм высту |
|
|
|
|
||||||||
пает |
шток 2. Выход |
|
штока ре |
|
|
|
|
|||||
гулируют |
прокладкой 3. |
Шток |
|
|
|
|
||||||
поджимается |
пружиной 4. Уси |
|
|
|
|
|||||||
лие |
сжатия |
регулируют |
вин |
|
|
|
|
|||||
том 7 и контргайкой 6. Поло |
|
|
|
|
||||||||
жение |
корпуса корректора мо |
|
|
|
|
|||||||
жет |
быть |
изменено |
|
благодаря |
|
|
|
|
||||
резьбовому |
соединению |
его с |
|
|
|
|
||||||
крышкой и застопорено |
контр |
|
|
|
|
|||||||
гайкой |
10. |
Сверху |
корпус за |
|
|
|
|
|||||
крыт колпаком 8. |
|
|
|
Рис. |
29. |
Корректирующее |
||||||
Регулятор работает так. При |
||||||||||||
устройство |
насоса |
НД - 21: |
||||||||||
пуске |
поворачивают |
|
рычаг уп |
/ — корпус; |
2 —шток; |
3 — регу |
||||||
равления |
регулятором до со |
лировочная |
прокладка; 4— пру |
|||||||||
жина; |
5 — прокладка; |
6 — контр |
||||||||||
прикосновения винта |
12 с упо |
гайка; |
7—регулировочный винт; |
|||||||||
ром 14 (см. рис. 28). При этом |
8 — колпак; |
9— задняя крышка; |
||||||||||
10 — контргайка корпуса. |
||||||||||||
будет |
максимальное |
натяже |
|
|
|
|
||||||
ние главной |
пружины. Под усилием пружины полиостью |
|||||||||||
вдвинется |
шток 2 |
(рис. 29), и |
промежуточный |
рычаг |
||||||||
пружины регулятора упрется в корпус корректирующего устройства. При дальнейшем движении вильчатого ры чага 15 (см. рис. 28) под действием пружины 17 подача обогащается и дизель начинает работать. На муфту бу дет действовать только усилие пружины пускового обо гатителя.
Появившиеся центробежные силы растянут слабую пружину обогатителя, зазор в соединении вильчатого дозатора и промежуточного рычага пружины исчезнет и вильчатый рычаг останется неподвижным. После того, как центробежные силы преодолеют разность сил глав ной пружины и пружины корректирующего устройства, рычаг пружины отойдет от корпуса корректирующего уст
ройства, шток начнет |
выдвигаться и главная |
пружина |
будет растягиваться. |
|
|
Полный выход штока при соприкосновении |
штока |
|
и промежуточного |
рычага пружины соответствует |
|
номинальным оборотам, а оборотам начала действия ре гулятора—отрыв рычага пружины от штока. Повышение угловой скорости вызовет еще большее растяжение глав-
59
