Компенсатор давления во впускном трубопроводе (LDA)

 

В двигателях с наддувом величина мак­симальной цикловой подачи связана с давлением наддува. В нижнем диапазо­не частот вращения коленчатого вала оно незначительно, поэтому наполне­ние цилиндров двигателя воздухом не­велико. Соответственно максимальная величина цикловой подачи при снижен­ном наполнении цилиндра воздухом должна быть определенным образом ог­раничена. Компенсатор давления во впускном трубопроводе (LDA) умень­шает величину цикловой подачи в ниж­нем диапазоне частот вращения, начи­ная с определенной, заранее выбранной величины давления во впускном трубо­проводе.

Имеются варианты исполне­ния такого компенсатора для установки как на ТНВД, так и на регулятор (сверху или сзади). Описанная далее конструк­ция предназначена для установки на ре­гулятор модели RSV (рис. «Компенсатор давления во впускном трубопроводе (LDA) регулятора модели RSV»).

 

 

Конструкция и принцип действия

 

Принципиально все подобные компенса­торы одинаковы по конструкции. Корпус компенсатора крепится сверху регулятор. В корпусе устанавливается нагру­женная и герметичная мембрана 3 (рис. «Компенсатор давления во впускном трубопроводе (LDA) регулятора модели RSV»). В крышке располагается штуцер под­ключения к впускному трубопроводу с давлением p_L. Снизу ход мембраны огра­ничивает пружина 4, которая опирается на направляющую втулку 5, ввернутую в корпус компенсатора. Вращая втулку, можно менять предварительный натяг пружины.

С мембраной соединен цилиндриче­ский шток 6, который на нижнем конце имеет прямоугольный паз. Поэтому па­зу ходит ось, закрепленная в кривоши­пе 8. Конструкция компенсатора позво­ляет производить корректировку поло­жения мембраны при помощи резьбо­вой шпильки 1. Чем выше давление во впускном трубопроводе, тем дальше вы­двигается шток, преодолевая сопротив­ление пружины. Максимальный ход штока соответствует максимальному давлению во впускном трубопроводе.

Двигаясь, шток перемещает кривошип, в который упирается тяга 9. Чем больше ход штока, тем больше поворачивается кривошип, позволяя пусковой пружине 12 двигать рейку 10 ТНВД в сторону увеличения цикловой подачи. При уменьшении давления во впускном трубопроводе шток возвращается в ис­ходное положение, увлекая за собой кривошип, который с помощью тяги сдвигает рейку ТНВД в направлении по­ложения «Стоп». На рис. «Компенсатор давления во впускном трубопроводе (LDA) регулятора модели RQV» изображен аналогичный компенсатор, предназна­ченный для регуляторов модели RQV.

Для того чтобы рейка ТНВД могла за­нимать положение пусковой подачи, кривошип 3 (рис. «Компенсатор давления во впускном трубопроводе (LDA) регулятора модели RSV (1)») выводится из заце­пления с тягой. Это осуществляется вруч­ную смещением вбок передвижного полого вала полого 2 с помощью тросика или рычага; существуют также конструк­ции регуляторов с электромагнитным приводом передвижного вала, причем электромагнит действует только в про­цессе пуска двигателя. Если не требуется ограничение величины цикловой подачи в зависимости от температуры охлажда­ющей жидкости, то температурный дат­чик к электромагниту не подключают.

Другим вариантом регулирования ве­личины пусковой подачи является специ­альная гидравлическая система. В этом случае давление масла в системе смазки дизеля, развиваемое после его пуска, оп­ределяет максимум цикловой подачи. Гидравлическое устройство обычно кре­пится со стороны картера регулятора.

 

 

Компенсатор атмосферного давления (ADA)

 

При движении по дорогам на местности с большими перепадами высот над уров­нем моря величину цикловой подачи то­плива необходимо соотносить с ограни­чением наполнения цилиндров возду­хом на определенной высоте над уров­нем моря.

Компенсатор атмосферного давле­ния (ADA) (рис. «Коррекция хода рейки ТНВД при использовании компенсатора атмосферною давления (ADA) (пример)» и «Компенсатор атмосферного давления (ADA)») изменяет вели­чину цикловой подачи в зависимости от увеличения высоты над уровнем моря или снижения атмосферного давления воздуха. На регуляторах моделей RQ, RQV и RSF он встроен в верхнюю крышку.

 

рис. «Коррекция хода рейки ТНВД при использовании компенсатора атмосферною давления (ADA) (пример)»

рис. «Компенсатор атмосферного давления (ADA)» 1. Установочный винт; 2. Крышка анероидной камеры; 3. Анероидные коробки; 4. Вилка; 5. Подпружиненный шток; 6. Патрубок соединения с атмосферой; 7. Соединительный рычаг; 8. Кулиса.

 

Конструкция и принцип действия

 

В регуляторе модели RQV компенсатор атмосферного давления (ADA) оснаща­ется встроенными в картер анероидными коробками 3 (рис. «Компенсатор атмосферного давления (ADA)»), которые с по­мощью установочного винта 1 и под­пружиненного штока 5 настраиваются на определенную высоту над уровнем моря.

С увеличением высоты и возраста­нием разрежения воздуха анероидные коробки расширяются. От соединенной с ними вилки 4 осевые перемещения пе­редаются через шток 5 и соединитель­ный рычаг 7 на кулису 8, которая пово­рачивается вниз, действуя на палец, свя­занный с пяткой корректора. Этот па­лец тянет рейку ТНВД в направлении положения «Стоп», уменьшая величину цикловой подачи. Со снижением разре­жения при уменьшении высоты над уровнем моря величина цикловой пода­чи увеличивается. Для установки пол­ной цикловой подачи пределы хода ку­лисы ограничиваются регулировочным винтом.

Аналогичный ограничитель для регу­ляторов моделей RQ и RSF подобен по конструкции и расположен там же, но в этом случае подпружиненный шток и связанный с ним рычаг высотной кор­рекции непосредственно влияют на по­ложение рейки ТНВД.

 

Компенсатор давления во впускном трубопроводе с изменением абсолютного давления (ALDA)

 

Давление нагнетаемого воздуха в двига­телях с наддувом основывается на преоб­ладании атмосферного давления, влия­ние которого особенно велико при экс­плуатации автомобиля на местности с большими перепадами высот над уров­нем моря. Давление нагнетаемого возду­ха в сумме с атмосферным определяет ве­личину абсолютного давления.

 

Конструкция и принцип действия

 

Компенсатор (ALDA) для регулятора мо­дели RSF действует в зависимости от па­раметров анероидных коробок, рассчи­танных на определенное барометриче­ское давление и величины абсолютного давления во впускном трубопроводе дви­гателя. Впускной трубопровод соединен специальным патрубком с камерой ане­роидных коробок (рис. «Компенсатор давления во впускном трубопроводе с изменением абсолютного давления(ALDA)»), которые реа­гируют на любое изменение давления. Это движение, передающееся через сис­тему рычагов на рейку ТНВД, и ограни­чивает величину цикловой подачи.

 

рис. «Компенсатор давления во впускном трубопроводе с изменением абсолютного давления(ALDA)» 1. Штуцер подключения к впускному трубопроводу; 2. Установочный винт; 3. Крышка анероидной камеры; 4. Анероидные коробки 5. Соединительный рычаг; 6. Кулиса.

рис. «Пневматический корректор холостого хода (PLA)» 1. Пружина холостого хода; 2. Передвижной шток; 3. Мембрана 4. Штуцер для подачи давления воздуха из системы охлаждения двигателя; 5. Корпус мембраны; 6. Возвратная пружина.

 

Пневматический корректор холостого хода (PLA)

 

Потребная величина цикловой подачи в режиме холостого хода уменьшается с ростом температуры охлаждающей жид­кости двигателя

На регуляторе модели RSF при помо­щи температурной коррекции можно увеличить частоту вращения коленчатого вала в режиме холостого хода на холод­ном двигателе, улучшив тем самым усло­вия его прогрева. Корректор PLA также предотвращает остановку холодного ди­зеля при постепенном подключении по­требителей энергии — усилителя руля, кондиционера и т. д. По достижении оп­ределенной температуры охлаждающей жидкости коррекция прекращается.

 

Конструкция и принцип действия

 

Мембрана 3 (рис. «Пневматический корректор холостого хода (PLA)») реагирует на вели­чину подающегося к ней разрежения, ме­няющегося в зависимости от температу­ры охлаждающей жидкости. Колебания мембраны передаются на передвижной шток 2, который изменяет предваритель­ное натяжение пружины 1 холостого хода. Сообразно этому рейка ТНВД переме­щается в положение большей подачи.

 

Электронный регулятор холостого хода (ERL)

 

Вместо вышеупомянутых пневматиче­ских устройств для более точной установ­ки частоты вращения коленчатого вала в режиме холостого хода могут использо­ваться электронные регуляторы.

 

Конструкция и принцип действия

 

Электронный регулятор холостого хода состоит из:

• Электронного блока управления;
• Силового электромагнита.

 

Электронный регулятор изменяет ча­стоту холостого хода в соответствии с из­менением всех температурных и нагру­зочных характеристик. Как показано на рис. «Регулятор модели RSF электронным регулятором холостого хода (ERL) и механизмом демпфирования колебаний потока топлива», силовой электромагнит располо­жен на крышке регулятора. Якорь элект­ромагнита при подаче напряжения сме­щается таким образом, что изменяет на­тяжение пружины холостого хода и этим повышает частоту вращения коленчатого вала в этом режиме.

 

 

 

Механизм активного демпфирова­ния колебаний потока топлива (ARD)

 

Возникающие колебания потока топлива в системе впрыска из-за внезапных изме­нений нагрузки на двигатель в регуляторе модели RSF могут устраняться активным демпфированием.

Конструкция и принцип действия Активное демпфирование колебаний по­тока топлива производится с помощью электронного блока управления (ECU), датчика частоты вращения коленчатого вала и силового электромагнита.

Блок управления фиксирует сигналы датчика и оценивает их величину, а затем приводит в действие электромагнит 2, расположенный на крышке регулятора (рис. «Регулятор модели RSF электронным регулятором холостого хода (ERL) и механизмом демпфирования колебаний потока топлива»). Электромагнит, действуя в про­тивофазе возникшим колебаниям потока топлива, незначительно смещает ниж­нюю часть регулировочного рычага. Бла­годаря этому соответствующим образом уменьшается величина цикловой подачи, т. е. осуществляется противодействие этим колебаниям.

 

Температурный пусковой ограничитель (TAS)

 

У многих дизелей увеличивать пусковую подачу требуется лишь при холодном пус­ке в сильный мороз. При пуске прогретого двигателя по соображениям защиты окру­жающей среды величину цикловой подачи следует ограничивать. Для этого темпера­турный пусковой ограничитель регулиру­ется на тот требуемый ход рейки ТНВД, ко­торый предписан изготовителем дизеля.

 

Конструкция и принцип действия

 

При пуске прогретого дизеля потребная величина цикловой подачи ограничивает­ся с помощью термоэлемента 3 (рис. «Температурный пусковой ограничитель (TAS) действующий непосредственно на рейку ТНВД»), изменяющего свою длину в зависимости от температуры окружающей среды, или электромагнита 1, также реагирующего на внешнюю температуру (рис. «Механизм электромагнитного регулирования пусковой подачи в зависимости от температуры окружающей среды (для регулирования моделей RQ/RQV)»).

 

рис. «Температурный пусковой ограничитель (TAS) действующий непосредственно на рейку ТНВД» 1. Рейна ТНВД; 2. Палец ограничителя; 3. Термоэлемент.

рис. «Механизм электромагнитного регулирования пусковой подачи в зависимости от температуры окружающей среды (для регулирования моделей RQ/RQV)» 1. Электромагнит; 2. Управляющий элемент.

 

Ниже перечислены схемы темпера­турных ограничителей, которые исполь­зуются в зависимости от конструкций ТНВД и регулятора частоты вращения коленчатого вала.

1. Термоэлемент, расположенный в отдельном корпусе со стороны привода ТНВД, непосредственно влияет на ход рейки. На прогретом дизеле в положении пу­ска палец 2 ограничителя (рис. «Температурный пусковой ограничитель (TAS) действующий непосредственно на рейку ТНВД») сдвига­ется термоэлементом против действия пружины, что ограничивает ход рейки ТНВД до величины, равной или превыша­ющей величину хода при полной нагрузке.

2. При размещении на внешнем кор­пусе (рис. «Температурный пусковой ограничитель с удлинителем во внешнем корпусе (для регулятора модели RQ)») регулятора модели RQ термоэлемент располагается на крышке регу­лятора. Он действует в том же направле­нии, что и сила пружины, сокращая ход рейки ТНБД при пуске прогретого дизе­ля. В этом случае положение рейки соот­ветствует аналогичной величине подачи или большей, чем при полной нагрузке.
3. Для ТНВД имеющих плунжерные пары с пусковой канавкой, возможны сле­дующие варианты регулирования для хо­лодного или горячего пуска:

• Холодный пуск: с повышенной ве­личиной пусковой подачи и позд­ним опережением впрыскивания;
• Горячий пуск: без повышения вели­чины пусковой подачи и без позд­него опережения впрыска.

 

 

В серийных регуляторах моделей RQ/RQV может использоваться также ре­гулирование пусковой подачи с помощью электромагнита, управляемого в зависи­мости от температуры. При холодном пу­ске благодаря сдвигу управляющего эле­мента 2 (рис. «Механизм электромагнитного регулирования пусковой подачи в зависимости от температуры окружающей среды (для регулирования моделей RQ/RQV)») рейка ТНВД освобожда­ется на ход, необходимый для пуска дизе­ля.

На прогретом двигателе электромаг­нит отключается, и управляющий эле­мент стопорится, так что величина цик­ловой подачи при пуске прогретого дизеля соответствует полной нагрузке.

4. На регуляторах моделей RQ/RQV с компенсатором давления во впускном трубопроводе (LDA), расположенным со стороны регулятора, положение рейки ТНВД при пуске обеспечивается удлиня­ющим термоэлементом, который задает положение регулирующей системы в за­висимости от условий горячего или хо­лодного пуска (рис. «Механизм механического регулирования пусковой подачи с удлиняющим элементом для регулятора моделей RQ/ROV с корректором наддува»).
5. Для специальных условий эксплуа­тации регулятора модели RQ возможна также установка температурной проставки-ограничителя (рис. «Температурная проставка-ограничитель для регулятора серии RQ»).
6. В регуляторе модели RSV с простым ограничителем хода рейки ТНВД или с ком­пенсатором (LDA) величина цикловой по­дачи при пуске может ограничиваться упра­вляющим электромагнитом в зависимости от температуры (рис. «Механизм электромагнитного регулирования пусковой подачи в зависимости от температуры (для регулятора модели RSV)»). При холодном пу­ске электромагнит сдвигает управляющий элемент 1 и позволяет рейке ТНВД занять положение увеличенной пусковой подачи.

рис. «Механизм электромагнитного регулирования пусковой подачи в зависимости от температуры (для регулятора модели RSV)»

рис. «Механизм механического регулирования пусковой подачи с удлиняющим элементом для регулятора моделей RQ/ROV с корректором наддува»

 

Стабилизатор частоты вращения коленчатого вала ТНВД

 

Стабилизатор используется, главным об­разом, в регуляторах дизель-генераторов для поддержания стабильной частоты вращения коленчатого вала или обеспе­чении ее минимальных колебаний, а так­же для уменьшения наклона статических характеристик регулятора. Он не предна­значен, однако, для сокращения времени регулирования м снижения динамическо­го наклона характеристик регулятора.

 

Конструкция и принцип действия

 

Стабилизатор с гидравлическим приво­дом состоит из плунжера 7 (рис. «Регулятор частоты вращения модели RSV со стабилизатором»), кото­рый с очень небольшим зазором устано­влен в корпус 6, соединенный болтами с крышкой регулятора. Камера над плун­жером соединяется с масляным резервуа­ром 5 через дросселирующее отверстие. Пружина под плунжером на регуляторах модели RSV соединена с натяжным рыча­гом, а на регуляторах модели RQV без за­зора связана с передвижным валиком. Масляный резервуар, соединенный с сис­темой смазки двигателя, выполнен таким образом, чтобы при любых обстоятельст­вах исключать появление воздушных пробок в камере над плунжером.

При из­менении частоты вращения или ее коле­баниях перемещение центробежных гру­зов демпфируется пружиной стабилиза­тора, соединенной с грузами через детали регулятора. Это повышает динамическую характеристику регулятора. После того как при изменившемся режиме работа регулятора снова станет стабильной, пру­жина стабилизатора отключается. Таким образом, на статический наклон характе­ристики регулятора работа стабилизато­ра не влияет.

При расхождении или схож­дении центробежных грузов жесткость пружины стабилизатора добавляется к жесткости регулировочной пружины. В результате увеличивается наклон харак­теристики регулятора, что стабилизирует весь замкнутый контур регулирования. Так как другой конец пружины стабили­затора закреплен на гидравлическом плунжере, последний сдвигается до тех пор, пока противодействие пружины ста­билизатора не исчезнет. Демпфирующие действия стабилизатора зависят прежде всего от характеристик пружины стаби­лизатора и дросселирующего отверстия в масляной системе между камерой над плунжером и масляным резервуаром.

 

 

Так как отсутствие воздуха в надплунжерном пространстве является обяза­тельным условием нормального функци­онирования стабилизатора, удаление воз­душных пробок из гидропривода стаби­лизатора происходит автоматически. После длительного останова дизеля необ­ходим короткий период подготовки, ко­гда воздух удаляется из гидропривода.

 

Пневматическое устройство останова двигателя (PNAB)

 

Для останова дизеля ключ в выключателе стартера и свечей накаливания поворачи­вается в положение «Стоп». В регуляторе модели RSF (рис. «Пневматическое устройство останова двигателя (PNAB)») разрежение, создава­емое отдельным вакуумным насосом, действует на мембрану пневматического устройства останова двигателя. Укреп­ленная на мембране тяга, сдвигая рычаг 3 ограничителя пневматического устрой­ства, перемещает рейку 5 ТНВД в поло­жение «Стоп».