Механический центробежный регулятор расположен непосредственно на ТНВД, рейка которого соединена через тягу с регулировочным рычагом регулятора. Находящийся на картере регулятора рычаг установки величины подачи (далее — установочный рычаг) соединен системой тяг с педалью газа.
На центробежных регуляторах обычно используются два вида измерительных устройств, определяющих максимальную частоту вращения коленчатого вала. Каждое из них представляет собой набор центробежных грузов и регулировочных пружин:
- Модели RQ, RQW: пружины регулятора встроены в центробежные грузы, при этом каждый центробежный груз непосредственно воздействует на свою пружину, которая рассчитана на определенную номинальную частоту вращения коленчатого вала и соответствующую характеристику регулятора;
- Модели RSV, RS, RSF: центробежная сила через рычажное устройство воздействует на пружину регулятора, лежащую вне центробежных грузов, которые через передвижной валик давят на натяжной рычаг, на который в противоположном направлении действует пружина регулятора.
Во всережимном регуляторе модели RSV для установки желаемой частоты вращения пружина регулятора нагружается водителем через педаль газа и установочный рычаг. В двухрежимных регуляторах модели RS/RSF пружина регулятора фиксируется при максимальной частоте вращения, что не позволяет водителю воздействовать на нее.
Пружины регулятора обоих видов механизма регистрации частоты вращения выполнены так, что при достижении желаемой частоты вращения коленчатого вала центробежная сила и сила реакции пружины сбалансированы. При превышении этой частоты вращения увеличивающаяся центробежная сила грузов через систему рычагов смешает рейку ТНВД, уменьшая величину цикловой подачи.
Двухрежимный регулятор
Ступица 14 регулятора приводится во вращение через демпфер крутильных колебаний от кулачкового вала 18 ТНВД (рис. «Двухрежимный регулятор модели RQ в положении «Стоп»). На валу регулятора расположены оба центробежных груза 17 со своими кривошипами 13. В каждый из грузов встроено по пружинному седлу. Кривошипы переводят центробежное смещение грузов в продольное перемещение передвижного валика 12, который передает его на ползун 10. Ползун, таким образом, через регулировочный рычаг 5 осуществляет связь между центробежным измерительным устройством (поз. 13, 15, 16, 17) и рейкой 7 ТНВД.
Нижняя часть регулировочного рычага поворачивается в шарнирах ползуна, а на самом рычаге расположена направляющая кулисы. Сухарь 4 кулисы, соединенный с установочным рычагом 2, перемещается по этой направляющей. Установочный рычаг приводится в движение вручную или через систему тяг от педали газа. Под воздействием установочного рычага изменяется положение сухаря кулисы и регулировочный рычаг поворачивается вокруг оси на шарнирах ползуна. Благодаря этому изменяется ход рейки 7. Встроенные в центробежные грузы пружинные блоки (рис. «Центробежный груз регулятора») состоят из трех концентрических винтовых пружин.
Пуск двигателя
Инструкция по эксплуатации указывает, при каком положении педали газа следует производить пуск дизеля. При выжатой педали можно обеспечить величину пусковой цикловой подачи, необходимой для пуска холодного дизеля при низкой наружной температуре. Для прогретого двигателя достаточна, как правило, величина цикловой подачи, которую обеспечивает установочный рычаг в положении холостого хода. В этом случае воздействие на педаль может привести лишь к нежелательному выбросу дыма (рис. «Двухрежимный регулятор модели RQ в положении холодного пуска» и «Статическая характеристика двухрежимного регулятора модели RQ»).
Работа на разных режимах
Холостой ход
После пуска двигателя при свободной педали газа установочный рычаг занимает положение холостого хода. Рейка ТНВД одновременно возвращается в положение, которое с момента пуска определяется работающим регулятором (рис. «Двухрежимный регулятор модели RQ в положении холостого хода»).
Под режимом холостого хода понимается минимальная частота вращения коленчатого вала, при которой двигатель может устойчиво работать без нагрузки. В этом случае преодолевается лишь внутреннее гренке сибс г ценных деталей дизеля, а также внутреннее сопротивление вспомогательных агрегатов: генератора, топливоподкачивающего насоса, воздушного нагнетателя и т. д. В таком режиме расход топлива определяется положением установочного рычага, как это описано выше.
Диапазон промежуточных режимов
Если при частичной нагрузке (т. е. в диапазоне между холостым ходом и полной нагрузкой, рис. «Двухрежимный регулятор модели RQ в положении частичной нагрузки») водитель нажимает на педаль газа, то частота вращения коленчатого вала увеличивается. Соответственно возрастает частота вращения ступицы регулятора, и центробежные грузы расходятся.
Уже после незначительного превышения частоты холостого хода центробежные грузы соприкасаются с тарелками пружин. При расхождении грузов их центробежная сила пересиливает усилие реакции пружины до тех пор, пока не будет достигнута максимально допустимая частота вращения коленчатого вала. Только в этот момент усилие реакции пружины преодолевает центробежную силу грузов, не давая им разойтись дальше. Таким образом, регулятор стремится предотвратить критическое повышение частоты вращения. В то же время регулятор неэффективен в диапазоне промежуточных частот, в котором положение рейки ТНВД и связанную с этим диапазоном величину крутящего момента двигателя определяет водитель.
Коррекция
В регуляторах модели RQ имеется корректирующее устройство, встроенное в центробежные грузы, а именно между внутренней тарелкой 9, корректирующей пружины (рис. «Корректирующее устройство двухрежимного регулятора модели RQ»), и стаканом 8 пружины, на который снаружи опираются обе пружины 3 регулирования максимальной частоты вращения. Корректирующая пружина 7 помещена внутрь стакана 8.
Расстояние между внутренней тарелкой пружины и ее стаканом считается ходом коррекции а. Его можно изменять путем подбора регулировочных шайб 6. Момент начала коррекции при частоте вращения и, определяется полем величин потребных расходов топлива.
Немного ниже максимальной частоты вращения n2, корректирующая пружина сжимается так, что внутренняя тарелка пружины и стакан плотно стыкуются друг с другом. В диапазоне промежуточных частот вращения коленчатого вала, между холостым ходом и номинальной частотой вращения, регулятор без корректирующей пружины неэффективен. Благодаря тому что корректирующие пружины в диапазоне частот вращения между n1 и n2 сдвигаются, центробежные грузы могут расходиться только на величину хода коррекции, а рейка ТНВД перемещается соответственно в направлении положения «Стоп». Таким образом осуществляется положительная коррекция.
Максимальная частота вращения
Регулирование максимальной частоты вращения коленчатого вала начинается, если двигатель превышает значение номинальной частоты вращения nvo. В зависимости от положения установочного рычага этот момент может наступить при полной или частичной нагрузке на двигатель (рис. «Двухрежимный регулятор модели RQ в положении полной нагрузки»).
При регулировании максимальной частоты вращения положение рейки ТНВД зависит не только от водителя, но и от регулятора. Амплитуда расхождения центробежных грузов подобрана так, что при превышении номинальной частоты вращения коленчатого вала величина цикловой подачи снижается от максимального значения при полной нагрузке до значений нулевой подачи (отрицательная коррекция).
Двухрежимный регулятор модели RQU
Для регулирования работы дизеля при очень низких частотах вращения коленчатого вала предназначен регулятор модели RQU. Он приводится через повышающую передачу от кулачкового вала ТНВД (рис. «Двухрежимный регулятор модели RQU в положении «Стоп» и «Всережимный peгулятор модели RQUV (разрез)»). Величина передаточного отношения может варьироваться в пределах от 1:1,5 до 1:3,7. Этот регулятор разработан для ТНВД моделей ZW, Р9 и Р10, которые используются для больших, в основном тихоходных, двигателей.
Соединительный рычаг в регуляторах модели RQU выполнен, аналогично модели RQV,H3 двух элементов и приводится в обоих случаях посредством специальной кулисы.
Работа на разных режимах
Принцип работы и условия эксплуатации двух режимных регуляторов моделей RQU и RQ аналогичны.
Регулятор максимальной частоты вращения
Регулятор максимальной частоты вращения отличается от двухрежимного отсутствием регулировки холостого хода.
Работа на разных режимах
В эксплуатации регулятор максимальной частоты вращения действует, как двухрежимный регулятор моделей RQ или RQU на стадии ограничения максимальной частоты вращения. Регулирование начинается, когда коленчатый вал достигает максимальной частоты вращения, предельной для максимальной нагрузки на двигатель. Амплитуда расхождения центробежных грузов подобрана так, что величина цикловой подачи снижается от максимального значения при полной нагрузке до значений нулевой подачи (отрицательная коррекция).
Всережимный регулятор модели RQV
Всережимный регулятор модели RQV подобен регуляторам модели RQ: пружины встроены в центробежные грузы, которые при увеличивающейся частоте вращения расходятся, ограничивая частоту вращения коленчатого вала максимальными значениями предписанного выше установочного диапазона (рис. «Всережимный регулятор модели HQV»). Каждое положение установочного рычага допускает определенную частоту вращения, при которой начинается регулируемое снижение оборотов. Движения установочного рычага 1 передаются через соединительный рычаг 2 и сухарь 4 кулисы на регулировочный рычаг 5 и затем — на рейку 8 ТНВД. Ось качания регулировочного рычага способна перемещаться по пазу плоского кулачка 3. Это позволяет изменять передаточное отношение механизма привода рейки ТНВД и, таким образом, более точно регулировать величину цикловой подачи на разных режимах работы двигателя. Подпружиненный передвижной валик 12 перемещает ползун 11 в зависимости от расхождения центробежных грузов, что также влияет на перемещение рейки ТНВД.
Как и в регуляторе модели RQ, центробежные грузы регулятора модели RQV подпружинены тремя винтовыми пружинами, вставленными друг в друга. Они расположены между центробежным грузом 5 (рис. «Центробежный груз всережимного регулятора модели RQV»), внутренней 6 и внешней 2 тарелками пружин с регулировочной гайкой 1 для предварительного натяжения пружин.
Внешняя пружина 4 служит для регулирования холостого хода, после того как выбирается зазор а холостого хода, и центробежный груз упирается во внутреннюю тарелку пружин. С этого момента в работу вступают внутренние пружины 3 регулирования максимальной частоты вращения.
Пуск двигателя
При регулировании пусковой подачи регулятор модели RQV ведет себя аналогично модели RQ при одном существенном различии. Если водитель при первом повышении частоты вращения коленчатого вала двигателя полностью нажимает на педаль газа, то при достижении оборотов холостого хода задается не полная нагрузка на дизель, как на регуляторе модели RQ, а рейка ТНВД остается в позиции пусковой подачи, пока не достигнута максимальная частота вращения коленчатого вала. Только после первого процесса снижения частоты вращения ограничитель полной подачи переходит в свое рабочее положение (рис. «Всережимный регулятор модели RQV в положении холостого пуска»).
Работа на разных режимах
Холостом ход
После пуска дизеля, когда водитель отпускает педаль газа, установочный рычаг возвращается в положение холостого хода (рис. «Всережимный регулятор модели RQV в положении холостого хода»). Рейка ТНВД также возвращается в положение холостого хода, которое теперь устанавливается регулятором.
рис. «Всережимный регулятор модели RQV в положении холостого хода» | рис. «Всережимный регулятор модели RQV в положении частичной нагрузки» |
Диапазон промежуточных режимов
Если при какой-либо частоте вращения коленчатого вала, заданной установочным рычагом (педалью газа), двигатель разгружается или нагружается, то эта частота вращения поддерживается всережимным регулятором путем увеличении или уменьшения величины цикловой подачи топлива в пределах границ, определенных характеристикой регулятора (рис. «Всережимный регулятор модели RQV в положении частичной нагрузки»).
Пример: водитель нажал на педаль, переведя ее из положения холостого хода в положение, которое должно соответствовать желаемой скорости автомобиля. Смещаясь, установочный рычаг передает усилие на регулировочный рычаг. Передаточное отношение последнего может быть различным и в области оборотов выше холостого хода настолько велико, что уже относительно малого перемещения установочного рычага или расхождения центробежных грузов достаточно, чтобы продвинуть рейку ТНВД до установленного упора полной нагрузки (участок L — В’, рис. «Поле характеристики всережимного регулятора модели RQV»). Следует учесть, что в этом случае должен быть использован лишь жесткий, а ни в коем случае не подпружиненный упор рейки ТНВД.
Дальнейший поворот установочного рычага вокруг своей оси ведет к натяжению пружины передвижного валика. Рейка ТНВД остается еще некоторое время в положении максимальной подачи, в результате чего частота вращения коленчатого вала быстро увеличивается (рис. «Поле характеристики всережимного регулятора модели RQV», участок В’ — В”). Центробежные грузы при 31 ом расходится в стороны, однако рейка ТНВД остается в положении максимальной подачи до тех пор, пока тяговая пружина не разгружена. Только после этого центробежные грузы начинают действовать на регулировочный рычаг, и рейка ТНВД смещается к положению «Стоп». Величина цикловой подачи уменьшается, и частота вращения коленчатого вала снижается. Данному положению установочного рычага и центробежных грузов соответствует режим работы двигателя, показанный на участке В”- С.
Каждому положению установочного рычага во время работы дизеля соответствует совершенно определенный диапазон частот вращения коленчатого вала при условии, что двигатель не перегружен или в режиме принудительного холостого хода (торможения двигателем) не приводится от трансмиссии. Если нагрузка на дизель увеличивается, например, при движении в гору, то падает частота вращения как коленчатого вала, так и вала регулятора. Из-за этого центробежные грузы сходятся к оси вращения и смещают рейку ТНВД в направлении увеличения подачи, в результате чего коленчатый вал сохраняет свою частоту вращения, которая определяется положением установочного рычага и характеристикой регулятора. Если же рост нагрузки столь велик, что даже при смещении рейки в положение полной подачи частота вращения коленчатого вала продолжает снижаться, то центробежные грузы еще больше смыкаются и сдвигают передвижной валик влево, стремясь сдвинуть рейку ТНВД в направлении еще большей подачи. Однако поскольку рейка уже находится в положении полной подачи и далее сдвигаться не может, возрастает напряжение тяговой пружины. Это значит, что двигатель перегружен, и водителю r этом случае следует переключиться на пониженную передачу. При движении под гору все происходит наоборот. Двигатель приводится от трансмиссии и частота вращения коленчатого вала возрастает. Центробежные грузы расходятся, и рейка передвигается вплоть до ограничителя положения «Стоп». Если частота вращения повышается еще больше (рейка ТНВД уже в положении «Стоп»), тяговая пружина нагружается в противоположном направлении.
Максимальная частота вращения
Если двигатель перешел максимальную частоту вращения коленчатого вала при полной нагрузке, начинается регулирование максимальной частоты вращения (участок Е, — F,). Центробежные грузы при этом расходятся, рейка ТНВД движется в направлении положения «Стоп». При полной разгрузке двигателя коленчатый вал развивает максимальную частоту вращения м„„ при нулевой нагрузке (рис «Всережимный регулятор модели RQUV в положении полной нагрузки. Начало регулирования максимальной частоты вращения»).
Всережимный регулятор модели RQUV
Всережимный регулятор модели RQUV применяется для регулирования работы дизелей с очень низкой частотой вращения коленчатого вала.
Регуляторы модели RQUV оснащаются повышающей передачей (с передаточными отношениями примерно от 1:1,5 до 1:3,7) между кулачковым валом ТНВД и ступицей регулятора (рис. рис. «Всережимный peгулятор модели RQUV»). Передаточное отношение регулировочного рычага способно изменяться, как на регуляторах модели RQV, поэтому кулисные механизмы обоих регуляторов одинаковы (рис. «Всережимный peгулятор модели RQUV (разрез)»).
рис. «Всережимный peгулятор модели RQUV» | рис. «Всережимный peгулятор модели RQUV (разрез)» |
Регулятор модели RQUV применяется для ТНВД моделей ZW, Р9 и Р10. Принцип действия и рабочие условия соответствуют регулятору модели RQV, однако без функции регулировки пусковой подачи.
Всережимный регулятор модели RQV..K
Регулятор модели RQV..K (рис. «Всережимный регулятор модели RQV..К» и «Всережимный регулятор модели RQV..К(1)») имеет принципиально одинаковый с моделью RQV механизм центробежных грудой с пружинами.
Существенным отличием является способ осуществления коррекции. В то время как у всех других регуляторов она практически сводится к сокращению подаваемого количества топлива при полной нагрузке и растущей частоте вращения коленчатого вала, в конструкции модели RQV..K подача топлива при полной нагрузке может как увеличиваться, так и уменьшаться.
Пуск двигателя
Как уже говорилось выше, при пуске дизеля необходимо соблюдать руководство по эксплуатации. Если требуется холодный пуск, установочный рычаг регулятора должен быть переведен в положение максимальной частоты вращения (рис «Всережимный регулятор модели RQV К в положении холодного пуска»).
При этом балансир 6 (рис.»Всережимный регулятор модели RQV..К» и «Всережимный регулятор модели RQV..К(1)») поворачивается под ограничителем полной нагрузки, в результате чего рейка ТНВД перемещается в точку пусковой подачи А, (рис. «Статическая характеристика всережимного регулятора RQV..K»). Ограничитель пусковой подачи находится в картере ТНВД. Регулятор модели RQV..K может менять величину пусковой подачи в случае использования регулируемого температурного пускового ограничителя.
Работа на разных режимах
Холостой ход
Когда после пуска двигатель начал работать, установочный рычаг возвращается в положение холостого хода. Балансир также возвращается в положение холостого хода (рис.»Всережимный регулятор модели RQV..К в положении холостого хода»).
Диапазон промежуточных режимов
Группы кривых (рис. «Статическая характеристика всережимного регулятора RQV..K»), например, идущих от точки В, показывают возможности регулирования промежуточных режимов работы двигателя.
Нижняя часть диапазона промежуточных режимов и цикловая подача полной нагрузки
Если установочный рычаг переводится, например, из положения холостого хода в положение максимальной частоты вращения коленчатого вала, то сухарь 7 кулисы передвигается вниз вдоль криволинейного паза в плоском кулачке 6 (рис. «Всережимный регулятор модели RQV..К (полная подача при малой частоте вращения)») и одновременно в направляющей регулировочного рычага. Последний при этом поворачивается вправо вокруг оси шарниров ползуна 9 и через подпружиненную тягу 2 двигает рейку ТНВД в направлении полной нагрузки. Величина цикловой подачи возрастает, и частота вращения коленчатого вала увеличивается.
С возрастанием частоты вращения увеличиваются и обороты центробежных грузов, в результате чего они расходятся и ведут за собой муфту 8. Соответственно начинают поворачиваться ведущий рычаг 10 и регулировочный рычаг 3, так что балансир 1, двигаясь криволинейно, фиксируется ограничителем полной нагрузки (участок A — В, рис. «Статическая характеристика всережимного регулятора RQV..K»).
Поскольку установочный рычаг уже находится в положении максимальной цикловой подачи, то дальнейшее движение муфты 8 вызывает перемещение плоского кулачка 6 против действия возвратной пружины 4.
Коррекция
При коррекции в регуляторе модели RQV..K язычок, находящийся в верхней части регулировочного рычага, движется на ограничителе полной подачи по криволинейной траектории, отражающей кривую потребного расхода топлива.
Подпружиненная тяга, как связь между регулирующим рычагом и рейкой ТНВД, переносит это движение на рейку. Вследствие этого достигается желаемое протекание крутящего момента, соответствующего подаваемому количеству топлива.
Величина цикловой подачи в зависимости от направления движения сухаря кулисы регулировочного рычага по пазу плоского кулачка может как увеличиваться, так и уменьшаться. Ограничитель полной нагрузки может сдвигаться к положению цикловой полами в продольном направлении.
Средняя часть диапазона промежуточных режимов с коррекцией и цикловой подачей полной нагрузки
Если частота вращения увеличивается, то центробежные грузы расходятся далее и балансир скользит вдоль ограничителя полной нагрузки (рис. «Всережимный регулятор модели RQV..К (цикловая подача полной нагрузки на средней частоте вращения)»). Коррекция происходит сообразно возрастающей величине цикловой подачи полной нагрузки при растущей частоте вращения (отрицательная коррекция) вплоть до изменения направления кривой в точке В (рис. «Статическая характеристика всережимного регулятора RQV..K»). Затем коррекция происходит согласно сокращению величины цикловой подачи полной нагрузки (положительная коррекция, участок В — С).
рис. «Всережимный регулятор модели RQV..К (цикловая подача полной нагрузки на средней частоте вращения)» | рис. «Всережимный регулятор модели ROV. К (максимальная частота вращения при полной нагрузке)» |
Максимальная частота вращения
В конце коррекции, если снижение величины цикловой подачи достигнуто, сухарь кулисы регулировочного рычага возвращается по пазу плоского кулачка в исходное положение к ограничителю на корпусе (рис. «Всережимный регулятор модели ROV. К (максимальная частота вращения при полной нагрузке)»).
Если частота вращения продолжает повышаться, то начинается регулирование максимальной частоты вращения (снижение величины цикловой подачи). Центробежные грузы еще больше расходятся, сдвигая муфту еще дальше вправо. Вследствие этого регулировочный рычаг поворачивается вокруг своей оси в опоре кулисы так, что его верхняя часть перемещается влево. При этом рейка ТНВД сдвигается к положению «Стоп» (участок С — D, рис. «Статическая характеристика всережимного регулятора RQV..K»).
Каждая область частоты вращения коленчатого вала во время работы двигателя соответствует определенному положению установочного рычага до тех пор, пока дизель не перегружен или пока не начинается торможение двигателем.
Если нагрузка на дизель увеличивается, например при движении в гору, то при равной величине цикловой подачи снижается частота вращения коленчатого вала и соответственно центробежных грузов регулятора. Вследствие этого грузы сходятся и через систему рычагов сдвигают рейку ТНВД в направлении положения полной нагрузки. В результате двигатель продолжает работу в режиме, определенном положениями педали газа и установочного рычага. Если нагрузка (равносильно подъему) так велика, что рейка сместилась почти до положения максимальной цикловой подачи, а частота вращения все же недостаточна, то грузы сходятся еще больше, задействуется ползун 9 в муфте, и рейка ТНВД сдвигается еще дальше — с увеличением цикловой подачи.
Поскольку рейка сама не может сдвигаться дальше положения максимальной подачи, дальнейшее движение муфты вызывает перемещение плоского кулачка против действия возвратной пружины, что позволяет дополнительно продвинуть рейку ТНВД для увеличения подачи топлива.
При движении под гору все происходит наоборот: в режиме торможения двигатель приводится от трансмиссии и частота вращения коленчатого вала увеличивается. Вследствие этого центробежные грузы расходятся и рейка ТНВД смещается в направлении положения «Стоп». Если частота вращения повышается еще больше (когда рейка уже в положении «Стоп»), срабатывает (т. е. растягивается) подпружиненная тяга, которая связывает регулировочный рычаг с рейкой ТНВД. Если водитель притормаживает или включает более высокую передачу, подпружиненная тяга сокращается до своей первоначальной длины.
Всережимный регулятор модели RSV
Всережимный регулятор модели RSV конструктивно отличается от регулятора модели RQV тем, что имеет лишь одну пружину 12 регулятора (рис. «Всережимный регулятор модели RSV»), которая способна качаться вместе с рычагом 6. При регулировании частоты вращения коленчатого вала изменяется положение установочного рычага, поэтому действующее на натяжной рычаг 18 усилие оказывается в равновесии с центробежными силами, действующими на грузы. Все движения установочного рычага и центробежных грузов передаются через систему тяг и рычагов регулятора на рейку ТНВД.
Пусковая пружина 5 (рис. «Всережимный регулятор модели RSV(1)»), закрепленная на верхнем конце регулировочного рычага 15, смещает рейку 2 ТНВД в пусковое положение, автоматически устанавливая пусковую величину цикловой подачи. Ограничитель 20 полной нагрузки и пружина 19 корректора встроены в регулятор. Стабилизации частоты холостого хода способствуют встроенная в крышку регулятора дополнительная пружина 17 холостого хода и подвижный ограничитель 13.
Пружиня 16 регулятора закреплена одним концом на натяжном рычаге 18, а другим — на балансире 8. С помощью винта 7 на балансире можно изменять плечо качающегося рычага 6 по отношению к оси вращения натяжного рычага. Благодаря этому возможно без замены пружины в известных границах менять характеристику регулятора — в этом преимущество регуляторов серии RSV. Для более высоких частот вращения используются более легкие центробежные грузы.
Пуск двигателя
При использовании регулятора модели RSV рейка ТНВД на остановленном двигателе, независимо от положения установочного рычага, всегда находится в точке А (рис. «Поле характеристик всережимного регулятора RSV»). Этот тип регулятора особенно чувствителен к температурному состоянию двигателя.
Работа на разных режимах
Холостой ход
Установочный рычаг упирается в ограничитель холостого хода (рис. «Всережимный регулятор модели RSV в положении холостого хода»). Пружина 3 регулятора почти разгружена и находится в положении, близком к вертикальному. Она действует очень плавно, потому что центробежные грузы расходятся уже при низкой частоте вращения. Вследствие этого передвижной валик 7 движется вправо вместе с ведущим рычагом. Последний поворачивает регулировочный рычаг 4 вправо так, чтобы рейка ТНВД переместилась в положение «Стоп» (в точке L холостого хода, рис. «Поле характеристик всережимного регулятора RSV»). Натяжной рычаг 6 опирается на дополнительную пружину 5 холостого хода; все это определяет регулирование положения холостого хода.
Нижняя часть диапазона промежуточных режимов
Уже относительно небольшого перемещения установочного рычага из положения холостого хода достаточно, чтобы рейку перевести из исходного положения (точка L, рис. «Поле характеристик всережимного регулятора RSV») в положение полной нагрузки (точка В’). ТНВД при этом обеспечивает максимальную величину цикловой подачи и частота вращения коленчатого вала увеличивается (участок В’ — В”) (рис «Всережимный регулятор модели RSV (полная нагрузка при снижении частоты вращения»).
Пока центробежная сила грузов больше, чем сила реакции пружины регулятора, в соответствии с положением установочного рычага, центробежные грузы расходятся и тянут за собой направляющую втулку, передвижной валик, регулировочный рычаг и рейку ТНВД обратно к положению меньшей цикловой подачи (точка С). Частота вращения коленчатого вала не повышается, поддерживаясь с помощью регулятора.
Коррекция
У регуляторов с корректирующим устройством пружина корректора при увеличивающейся частоте вращения постоянно сжата (участок D — Е), пока натяжной рычаг упирается в ограничитель полной подачи; при этом ведущий и регулировочный рычаги, а также рейка ТНВД перемещаются в направлении положения «Стоп» и цикловые подачи корректируются, т. е. уменьшаются.
Максимальная частота вращения
Если установочный рычаг доходит до ограничителя максимальной частоты вращения, регулятор работает в основном так же, как это описано выше в разделе «Нижняя часть диапазона промежуточных режимов» (рис. «Всережимный регулятор модели RSV (нулевая нагрузка)»). Кроме того, качающийся рычаг полностью нагружает пружину регулятора, благодаря чему она с большей силой действует на натяжной рычаг, опирающийся на ограничитель полной нагрузки, и тем самым приводит рейку ТНВД в положение полной подачи. Частота вращения коленчатого вала повышается, и центробежная сила грузов регулятора постоянно возрастает.
При достижении максимальной частоты при полной нагрузке и„, центробежная сила преодолевает натяжение пружин регулятора и натяжной рычаг движется вправо. Передвижной валик с ведущим рычагом и рейка ТНВД, связанная с ним через регулировочный рычаг, двигаются в направлении положения «Стопи (участок F — G, рис. «Поле характеристик всережимного регулятора RSV»), пока не установится уменьшенная величина цикловой подачи, соответствующая новой нагрузке на дизель.
При полностью разгруженном двигателе достигается максимальная частота вращения при нулевой нагрузке nno.
Останов двигателя
Останов при помощи установочного рычага
Двигатели с регуляторами без особых корректирующих устройств останавливаются тогда, когда установочный рычаг регулятора переведен в положение «Стоп» (рис. «Всережимный регулятор модели RSV останов дизеля при помощи установочного рычага)»). При этом выступ 1 качающегося рычага давит (по направлению стрелки на рис. «Всережимный регулятор модели RSV останов дизеля при помощи установочного рычага)») на ведущий рычаг. Последний отклоняется вправо и тянет за собой регулировочный рычаг, а с ним и рейку ТНВД к положению «Стоп». Поскольку в этой конструкции регулятора отсутствуют пружины центробежных грузов, передвижной валик свободен от их воздействия, однако при этом сами грузы склонны к вибрации.
рис. «Всережимный регулятор модели RSV останов дизеля при помощи установочного рычага)» 1. Качающийся рычаг с выступом; 2. Ограничитель положения «Стоп». | рис. «Всережимный регулятор модели RSV останов дизеля при помощи остановочного рычага)» 1. Ограничитель холостого хода; 2. Остановочный рычаг. |
Останов при помощи остановочного устройства
В регуляторах с особым остановочным устройством рейка ТНВД может устанавливаться в положение «Стоп», если остановочный рычаг 2 также находится в положении «Стоп» (рис. «Всережимный регулятор модели RSV останов дизеля при помощи остановочного рычага)»).
Благодаря давлению этого рычага на ограничитель положения «Стоп» регулировочный рычаг своей верхней частью отклоняется вправо, вращаясь вокруг оси С на ведущем рычаге. С помощью подпружиненной тяги рейка ТНВД удерживается в положении «Стоп». Возвратная пружина (не изображенная на рис. «Всережимный регулятор модели RSV останов дизеля при помощи остановочного рычага)») возвращает остановочный рычаг в исходное положение.
Всережимный регулятор модели RSUV
Всережимный регулятор модели RSUV предназначен для регулирования часто ты вращения коленчатого вала тихоходных двигателей, например судовых дизелей. По конструкции он отличается от регулятора модели RSV, главным образом, передаточным отношением повышающей передачи, которая находится между кулачковым валом ТНВД, от которого приводится регулятор, и ступицей регулятора (рис. «Всережимный регулятор модели RSUV»). В различных исполнениях регулятора используется несколько передаточных отношений (тип А — 1:3,1:2; тип В — 1:1,36,1:1,86; тип Z — 1:2,2, 1:2,6).
Всережимный регулятор модели RSUV относится к рядным ТНВД серии Р.
Работа на разных режимах
Принцип действия и работа на разных режимах регуляторов моделей RSV и RSUV полностью идентичны. На рис. «Всережимный регулятор модели RSUV в положении пуска двигателя» изображен всережимный регулятор RSUV в положении максимальной частоты вращения коленчатого вала.
Двухрежимный регулятор модели RS
Регулятор является модификацией всережимного регулятора модели RSV и требует незначительной силы для перемещения установочного рычага. Последний нагружает в регуляторе модели RSV пружину регулятора и определяет тем самым изменение частоты вращения. Пружина регулятора блокирована регулируемым ограничителем на крышке регулятора в положении максимальной частоты вращения. У регулятора также есть возможность устанавливать частоту вращения в диапазоне промежуточных режимов (например, для автомобилей с дополнительным приводом отбора мощности). Рычаг, который на регуляторе модели RSV действует как остановочный, на модели RS выполняет обратную функцию, являясь своеобразным рычагом 2 газа (рис. «Двухрежимный регулятор модели RS (вид сбоку)»).
рис. «Двухрежимный регулятор модели RS (вид сбоку)» 1. Установочный рычаг для регулирования максимальной и промежуточных частот вращении коленчатого вала; 2. Рычаг газа. | рис. «Двухрежимный регулятор модели RS (разрез)» 1. Натяжной рычаг; 2. Пружина регулятора; 3. Обойма пружин. |
Пуск двигателя
Для пуска двигателя рычаг 12 г аза (рис. «Двухрежимный регулятор модели RS в положении холодного пуска») перемещается в направлении полной подачи, при этом через регулировочный 10 и ведущий 8 рычаги усилие передается на передвижной валик 14. Этот валик действует на обойму 11 пружин, в которой пружина 11.3 холостого хода регулирует пусковое положение рейки 2 ТНВД.
Работа на разных режимах
Холостой ход
Центробежные грузы расходятся даже при очень малой частоте вращения кулачкового вала ТНВД. Вследствие этого передвижной валик движется вправо, увлекая за собой ведущий рычаг. Последний перемещает регулировочный рычаг вправо, так что рейка ТНВД сдвигается в направлении положения «Стоп» до положения холостого хода L (рис. «Поле характеристик двухрежимного регулятора модели RS»). Кроме того, передвижной валик давит на обойму пружин, в которую вместе с пружиной 11.2 корректора (рис. «Двухрежимный регулятор модели RS в положении холодного пуска») встроена также пружина 11.3 холостого хода. Винтовой ограничитель холостого хода и дополнительная пружина холостого хода, в отличие от регулятора модели RSV, здесь отсутствуют.
Максимальная частота вращения
Если частота вращения коленчатого вала превышает максимальное значение при полной нагрузке, рейка ТНВД движется в направлении положения «Стоп» (участок Е — F, рис. «Поле характеристик двухрежимного регулятора модели RS»). При полной разгрузке двигателя частота вращения коленчатого вала достигает максимальной величины при нулевой нагрузке.
Двухрежимный регулятор модели RSF
Механический двухрежимный регулятор модели RSF был специально создан для оснащения рядных ТНВД модели М. Он чаще всего используется на быстроходных дизелях легковых и городских грузовых автомобилей, регулируя режим холостого хода и максимальную частоту вращения коленчатого вала. В нерегулируемом диапазоне частот вращения водитель воздействует педалью газа непосредственно на рейку ТНВД, получая, таким образом, требуемый крутящий момент (рис. «Поле характеристик двухрежимного регулятора модели RSF (пример)»).
Этот регулятор отвечает высоким требованиям регулирования и обслуживания. Кроме того, у него есть возможность корректировки и простой регулировки режимов.
Конструктивно регулятор разделен на измерительный и исполнительный механизмы.
Первая ступень измерения (режим холостого хода)
Центробежные грузы 22 (рис. «Двухрежимный регулятор модели RSF»), расходясь, сдвигают муфту 20 регулятора и ведущий рычаг 9. Это движение ограничивают две пластинчатых пружины холостого ходя — основная 12 и дополнительная 14.
Вторая ступень измерения (до конечного регулирования)
После прохождения холостого хода сила воздействия муфты 20 регулятора передается через стакан 18 пружины корректора и натяжной рычаг 16 на пружину 17 регулятора.
Когда центробежные грузы расходятся, муфта регулятора движется вдоль оси. Вне режимов холостого хода, корректировки при полной нагрузке и пределов отрицательного регулирования муфта стоит на месте, поэтому величина цикловой подачи, необходимая для езды, зависит лишь от положения установочного рычага 6.
На оси В ведущий рычаг 9 соединен с подвижной муфтой регулятора. Кроме того, ведущий и натяжной рычаги поворачиваются вокруг неподвижной оси А.
Исполнительный механизм
Установка требуемой величины цикловой подачи происходит с помощью набора рычагов (установочного 6, управляющего 5, поворотного 11 и регулировочного 13), которые через подпружиненную тягу 2 перемещают рейку 4 ТНВД.
Тяга 2 компенсирует больший путь регулировочного рычага. Поворотный рычаг качается вокруг оси В в муфте 20 регулятора и через соединительный палец связан с регулировочным рычагом 13. Опора нижнего конца регулировочного рычага подвешена на пружине, что дает возможность дополнительной коррекции и при превышении максимальной частоты вращения обеспечивается поглощение дополнительного хода муфты регулятора. Кроме того, ввернутый в опору установочный винт 19 служит для установки величины максимальной цикловой подачи.
На отдельном валике упорного рычага 3 укреплен остановочный рычаг 1, который используется для останова дизеля. Упорный рычаг при этом смещает рейку ТНВД в направлении положения «Стоп».
Пуск двигателя
Как правило, двигатель может пускаться без нажатия на педаль газа. Только при низких температурах окружающей среды и охлаждающей жидкости водитель должен полностью нажать на педаль газа, чтобы установочный рычаг 6 сместился до ограничителя 7 полной подачи (рис. «Двухрежимный регулятор модели RSF в положении холодного пуска»). Поворотный рычаг 11 движется вокруг оси В и сдвигает регулировочный рычаг 13 в пусковое положение. Этим производится смещение рейки 4 ТНВД в пусковое положение, чем обеспечивается требуемая величина пусковой подачи. Из позиции пуска возможна быстрая отрицательная коррекция, поскольку смещение установочного рычага в положение полной нагрузки разгружает дополнительную пружину 14 холостого хода от действия ведущего рычага 9.
рис. «Двухрежимный регулятор модели RSF в положении холодного пуска» | рис. «Двухрежимный регулятор модели RSF в положении холостого хода» |
Работа на разных режимах
Холостой ход
Когда водитель после пуска двигателя убирает ногу с педали газа, не показанная на схеме возвратная пружина смещает установочный рычаг 6 в положение холостого хода. Благодаря этому управляющий рычаг 5 ложится на ограничитель 10 холостого хода (рис. «Двухрежимный регулятор модели RSF в положении холостого хода»).
Частота холостого хода во время прогрева стабилизируется вдоль регулировочной кривой в точке холостого хода L (рис. «Поле характеристик двухрежимного регулятора модели RSF (пример)»). При увеличении частоты вращения центробежные грузы 22 расходятся и сдвигают вправо муфту 20, которая через поворотный 11 и регулировочный 13 рычаги смещает рейку ТНВД к положению «Стоп». Одновременно благодаря действию муфты ведущий рычаг 9 поворачивается вокруг оси А и противодействует ленточной пружине 12 холостого хода, предварительный натяг которой (и тем самым частота холостого хода) регулируется установочным винтом 8. При определенной частоте вращения ведущий рычаг ложится также на регулировочную гайку дополнительной пружины холостого хода.
Промежуточные режимы
После прохождения ступени холостого хода а (рис. «Поле характеристик двухрежимного регулятора модели RSF (пример)») муфта 20 и стакан 18 перемещаются в положение для коррекции. В нерегулируемом диапазоне между частотами холостого хода и максимальной центробежные грузы 22 больше не изменяют своего положения вплоть до достижения максимальной частоты вращения, кроме небольшого участка коррекции.
Положение рейки ТНВД и величина цикловой подачи напрямую зависят от положения установочного рычага 6. Водитель, изменяя величину цикловой подачи с помощью педали газа (например, чтобы повысить скорость или преодолеть подъем), перемещает установочный рычаг между ограничителями холостого хода и полной подачи. При нажатии педали газа рейка идет в сторону максимальной цикловой подачи.
Коррекция
При установленной коррекции величина цикловой подачи полной нагрузки уменьшается при переходе частоты вращения в n1 (рис. «Поле характеристик двухрежимного регулятора модели RSF (пример)»), однако центробежная сила, действующая на муфту 20, превышает силу противодействия пружины корректора, встроенной в стакан 18. Пружина регулятора при дальнейшем повышении частоты вращения передвигает рейку 4 на величину коррекции. При частоте и, коррекция заканчивается. Регулятор модели RSF может производить, кроме положительной, и отрицательную коррекцию. Положение рейки ТНВД при этом управляется сочетанием пружин.
Максимальная частота вращения
Максимальная величина цикловой подачи при выжатой педали газа сохраняется до тех пор, пока коленчатый вал не разовьет максимальную частоту вращения при полной нагрузке (рис. «Двухрежимный регулятор RSF в положении полной нагрузки»). Если частота вращения превосходит частоту полной нагрузки, сила разошедшихся центробежных грузов 22 становится достаточной, чтобы преодолеть силу пружины 17 регулятора. Начинается регулирование частоты вращения при полной нагрузке. При этом происходит незначительное повышение частоты вращения, рейка ТНВД несколько продвигается в направлении положения «Стоп», в следствие чего уменьшается величина цикловой подачи. Начало регулирования частоты вращения зависит от преднатяга пружины регулятора. Максимальная частота при нулевой нагрузке nno устанавливается, когда двигатель полностью разгружен. При торможении двигателем (например, при движении под гору) коленчатый вал раскручивается от трансмиссии самого автомобиля. При этом топливо не впрыскивается (так называемое отключение на ограничителе).
Останов двигателя
При ручном перемещении остановочного рычага 1 рейка ТНВД переводится рычагом 3 ограничителя в положение «Стоп». Подача топлива прекращается, и двигатель останавливается. То же самое может происходить благодаря действию пневматического остановочного устройства (см. разд. «Дополнительные приспособления»).