После начала движения с повышением нагрузки двигатель не должен «глохнуть». Автомобиль при изменении положения педали газа обязан плавно ускоряться или замедляться. При удержании педали газа в заданном положении и на ровной дороге скорость автомобиля должна оставаться неизменной. При отпущенной педали газа должно происходить торможение автомобиля двигателем.
Во всех этих случаях регулирование работы дизеля производит находящийся в распределительном ТНВД регулятор частоты вращения коленчатого вала.
Регулятор предназначен прежде всего для ограничения максимальной частоты вращения коленчатого вала. Другими задачами, в зависимости от вида регулятора, могут являться поддержание частоты холостого хода, а также обеспечение работы двигателя либо в определенном диапазоне частоты вращения, либо на различных режимах во всем диапазоне между холостым ходом и максимальной частотой вращении. Из существующих вариантов здесь представлены следующие (рис. «Характеристики регулятора частоты вращения коленчатого вала»):

рис. «Характеристики регулятора частоты вращения коленчатого вала» а — двухрежимный регулятор; b — всережимный регулятор. 1. Пусковая подача; 2. Максимальная подача; 3. Положительная коррекция; 4. Конечное регулирование максимальной частоты вращения; 5. Холостой ход; 6. Промежуточный диапазон регулирования частоты вращения.
Регулятор холостого хода
На дизеле частота холостого хода управляется регулятором ТНВД.
Регулятор максимальной частоты холостого хода
Если дизель при полной нагрузке и нажатой педали газа разгружается, частота вращения коленчатого вала должна подняться только до максимально допустимой при холостом ходе величины. В регуляторе это обеспечивается обратным ходом регулирующей втулки в направлении положения «Стоп» при соответствующей частоте вращения. Одновременно уменьшается величина подачи топлива.
Всережимный регулятор
Всережимный регулятор способен влиять на частоту вращения на всем диапазоне работы двигателя. Этот вид регулирования позволяет поддерживать на постоянном уровне (в известных границах) любую промежуточную частоту вращения. Частота n в зависимости от нагрузки в диапазоне мощностей двигателя колеблется между частотой nVT вращения коленчатого вала при полной нагрузке и частотой hLT вращения коленчатого вала без нагрузки на двигатель.
Другие требования
На регулятор могут возлагаться наряду с основными следующие дополнительные задачи:
- Обеспечение или ограничение необходимой для пуска максимальной величины цикловой подачи топлива;
- Изменение величины цикловой подачи при полной нагрузке в зависимости от частоты вращения коленчатого вала (коррекция).
Точность регулирования
Мерой точности регулирования частоты вращения при разгрузке двигателя является наклон его характеристики на графике. Наклон отражает увеличение частоты вращения коленчатого вала (в %) при разгрузке и постоянном положении педали газа. Возросшая частота вращения не должна превышать определенной величины в пределах регулирования.
В качестве предельного значения выступает максимальная частота холостого хода. Она устанавливается, если двигатель разгружается при максимальной частоте от полной нагрузки до нулевой. Увеличение частоты вращения пропорционально изменению нагрузки, т. е. тем больше, чем значительнее это изменение.
δ = (nno — nvo)/nvo
или в процентах:
δ = ((nno — nvo)/nvo)·100%
где δ — наклон характеристики, nno — максимальная частота вращения при нулевой нагрузке (иногда называется также максимальной частотой холостого хода), nvo — максимальная частота вращения при полной нагрузке.
Требуемый наклон характеристики определяется условиями эксплуатации дизеля. Например, для стационарных силовых агрегатов предусматривается небольшой наклон (около 4%), поскольку при изменении нагрузки происходят малые изменения частоты вращения.
В автомобилях лучше использовать больший наклон, т. к. при малых изменениях нагрузки (ускорение или замедление автомобиля) это приводит к стабильному регулированию и лучшей приемистости автомобиля. Небольшой наклон характеристики может привести к неравномерности движения автомобиля при изменениях нагрузки.
Конструкция регулятора максимальной частоты холостого хода
Узел регулирования (рис. «Угол регулирования в распределительном ТНВД с аксиальным движением плунжера (в разрезе)») состоит из точно настроенных центробежного регулятора 2 и рычажного механизма 3. Этот узел определяет положение регулирующей втулки 4, задавая тем самым величины хода нагнетания и цикловой подачи. В разных модификациях рычажный механизм может иметь различные конструкции.

рис. «Угол регулирования в распределительном ТНВД с аксиальным движением плунжера (в разрезе)» 1. Установочный рычаг (связан с педалью газа); 2. Центробежный регулятор; 3. Рычажный механизм; 4. Регулирующая втулка.
Всережимный регулятор

рис. «Поле характеристик всережимного регулятора»
Всережимный регулятор способен регулировать частоту вращения коленчатого вала на всем диапазоне работы дизеля. Перемещая с помощью педали газа установочный рычаг, водитель может установить любую частоту вращения и поддерживать ее более или менее постоянной в зависимости от наклона характеристики (см. рис. «Поле характеристик всережимного регулятора»).
Это особенно актуально в том случае, когда вспомогательные агрегаты (лебедка, водооткачивающая помпа, привод подъемного крана и т. д.) приводятся от автомобильного или стационарного дизеля. Тот же принцип используется в сельскохозяйственной технике (тягачи, комбайны).
А — регулирующая втулка в пусковом положении; B — пуск двигателя с пусковой подачей; S-L — переход от пусковой подачи на подачу холостого хода; L — частота холостого хода nL после пуска двигателя (без нагрузки); L-B — фаза ускорения двигателя после перемещения установочного рычага из положения холостого хода в в положение требуемой частоты вращения nC; B-B’ — регулирующая втулка остается на короткое время в положении полной подачи и происходит быстрое повышение частоты вращения коленчатого вала; B’-C — обратное перемещение регулирующей втулки (малая цикловая подача повышенная частота вращения)автомобиль получает требуемую скорость или частоту вращения коленчатого вала при частичной нагрузке; E — частота которая достигается после разгрузки двигателя при неизменном положении установочного рычага.
Конструкция всережимного регулятора
Крутящий момент передается от приводного вала на регуляторную группу, в которую входят центробежные грузы и их корпус (рис. 2). При этом она вращается на оси 12 регулятора в корпусе ТНВД (рис. «Всережимный регулятор в положениях пуска и холостого хода»).
Центробежные грузы 11 преобразуют свое радиальное перемещение в аксиальное движение скользящей втулки 10. Усилие и ход скользящей втулки влияют на работу рычажного механизма, который включает в себя натяжной 2, регулировочный 3 и пусковой 4 рычаги. Регулировочный рычаг может качаться в корпусе ТНВД и доходить до ограничителя 1 полной нагрузки. На этом рычаге точно так же могут качаться натяжной и пусковой рычаги.
Последний в нижней части имеет шаровой палец, который соединен с дополнительной регулирующей втулкой 7 на плунжере. На верхней части пускового рычага закреплена пусковая пружина 6. Верхняя же часть натяжного рычага служит местом для размещения удерживающего пальца 18, на который надета пружина 19 холостого хода. Кроме того, к этому же пальцу крепится пружина 17 регулятора. Промежуточный рычаг 13 и установочный рычаг 14 связаны через валик 16 установочного рычага.

рис. «Всережимный регулятор в положениях пуска и холостого хода» а — положение пуска (при пуске установочный рычаг может находиться в положениях полной нагрузки или холостого хода; b — положение холостого хода. 1. Регулируемый ограничитель полной нагрузки; 2. Натяжной рычаг; 3. Регулировочный рычаг; 4. Пусковой рычаг; 5. Ограничитель в корпусе ТНВД; 6. Пусковая пружина; 7. Регулирующая втулка; 8. Управляющее отверстие плунжера- распределителя; 9. Плунжер-распределитель; 10. Скользящая втулка; 11. Центробежный груз; 12. Ось регулятора; 13. Промежуточный рычаг; 14. Установочный рычаг; 15. Регулируемый ограничитель холостого хода; 16. Валик установочного рычага; 17. Пружина регулятора; 18. Удерживающий палец (державка); 19. Пружина холостого ходя. а — свободный ход пусковой пружины; с — свободный ход пружины холостого хода. h1 — максимальный рабочий ход при пуске; h2 — минимальный рабочий ход в режиме холостого хода; М2 — ось вращения натяжного и пускового рычагов.
Взаимодействие усилий скользящей втулки 10 и нескольких пружин определяет результирующее положение рычажного механизма. Изменение этого положения вызывает смещение регулирующей втулки, что, в свою очередь, определяет величину цикловой подачи (например, h1, или h2).
Пуск
В момент пуска дизеля центробежные грузы и скользящая втулка центробежного регулятора находятся в положении покоя (рис. «Всережимный регулятор в положениях пуска и холостого хода» а). Пусковой рычаг оттянут пусковой пружиной в положение пуска, при этом он может свободно поворачиваться вокруг оси М2. Одновременно регулирующая втулка под действием шарового пальца пускового рычага устанавливает плунжер-распределитель 9 в положение пусковой подачи. Это означает, что последний получает больший рабочий ход до момента перекрытия.
При пуске, таким образом, обеспечивается пусковая цикловая подача (максимальный объем нагнетаемого топлива). Уже малой частоты вращения коленчатого вала достаточно, чтобы скользящая втулка 10 двинулась вперед, против действия пусковой пружины, полностью выбирая свободный ход а. Пусковой рычаг поворачивается при этом вокруг оси М2 в результате чего пусковая подача сменяется подачей холостого хода.
Регулирование холостого хода

рис. «Пружина холостого хода, жестко закрепленная на корпусе регулятора» 1. Качающийся рычаг закрепленный на корпусе; 2. Пружина холостого хода; 3. Блок рычагов.
После пуска дизеля при отпущенной педали газа установочный рычаг перемещается в положение холостого хода (рис. «Всережимный регулятор в положениях пуска и холостого хода» Ь), определяемое регулировкой ограничителя 15 холостого хода.
Частота холостого хода выбирается так, чтобы двигатель в ненагруженном или малонагруженном состоянии работал устойчиво. Регулирование осуществляется пружиной 19, расположенной на удерживающем пальце 18 и находящейся в равновесии с центробежными грузами.
Это равновесие определяет положение регулирующей втулки по отношению к управляющему отверстию в плунжере-распределителе, т. е. фактически — рабочий ход плунжера. При частоте вращения выше заданной для режима холостого хода свободный ход пружины выбирается. и она начинает нагружаться. Таким образом, эго ее положение соответствует нулевому.
Благодаря закреплению пружины 19 на корпусе регулятора можно отрегулировать режим холостого хода независимо от положения педали газа (рис. «Пружина холостого хода, жестко закрепленная на корпусе регулятора»).
Работа под нагрузкой
Во время работы дизеля установочный рычаг занимает определенное положение в зависимости от желаемой скорости автомобиля или изменения нагрузки на двигатель. Положение установочного рычага водитель задает соответствующим нажатием на педаль газа.
Если частота вращения коленчатого вала в режиме холостого хода превышает необходимую величину, обе пружины — пусковая и холостого хода — нагружаются максимально. В связи с этим они уже не оказывают никакого влияния на регулирование частоты вращения — эта функция переходит к пружине 4 регулятора.

рис. «Всережимный регулятор в диапазоне рабочих нагрузок» а — работа при повышении частоты вращения; b — работа при снижении частоты вращения. 1. Центробежный груз; 2. Установочный рычаг; 3. Регулируемый ограничитель холостого хода; 4. Пружина peгулятора; 5. Пружина холостого хода; 6. Пусковой рычаг; 7. Натяжной рычаг; 8. Ограничитель в корпусе ТНВД; 9. Пусковая пружина; 10. Регулирующая втулка; 11. Скользящая втулка; 12. Регулируемый ограничитель максимальной частоты вращения; 13. Управляющее отверстие плунжера распределителя; 14. Плунжер распределитель. h1 — рабочий ход в режиме холостого хода; h2 — рабочий ход в режиме полной нагрузки М2 — ось вращения натяжного и пускового рычагов.
Пример (рис. «Всережимный регулятор в диапазоне рабочих нагрузок»): Водитель, нажимая на педаль газа, выводит установочный рычаг 2 в то положение, которое соответствует желаемой скорости или интенсивности разгона автомобиля. Вследствие этого действия пружина 4 регулятора нагружается на определенную величину. В результате сила действия пружины становится большей, чем центробежная сила грузов 1. В зависимости от усилия пружины пусковой 6 и натяжной 7 рычаги изменяют свое положение, поворачивается вокруг точки М2 и перемещали регулирующую втулку 10 в положение полной нагрузки. Таким образом увеличивается величина цикловой подачи и повышается частота вращения.
Центробежные грузы создают большое усилие, которое через скользящую втулку 11 центробежного регулятора противодействует усилию пружины регулятора. Регулирующая втулка остается в положении полной нагрузки до тех пор, пока сохраняется равновесие этих усилий. Если частота вращения вновь повышается, грузы расходятся, и сила воздействия скользящей втулки преодолевает силу сопротивления пружины. Из-за этого пусковой и натяжной рычаги поворачиваются вокруг своей общей оси М2 и сдвигают регулирующую втулку в положение «Стоп» таким образом, что управляющее отверстие плунжера-распределителя открывается раньше. Величина цикловой подачи может уменьшиться вплоть до нулевого значения, в результате чего частота вращения ограничивается.
Пока двигатель не перегружен, каждому положению установочного рычага соответствует определенный диапазон частот вращения между полной и нулевой нагрузками. Отсюда следует, что регулятор частоты вращения в рамках своей характеристики устанавливает требуемый режим работы (рис. «Поле характеристик всережимного регулятора»). Если нагрузка (например, на подъеме) так велика, что регулирующая втулка находится в положении полной нагрузки, а частота вращения падает, значит, двигатель перегружен. В этом случае величина цикловой подачи топлива не может более увеличиваться и водителю следует включить пониженную передачу.
Торможение двигателем
При движении под уклон или при отпущенной на высокой скорости педали газа коленчатый вал приводится во вращение от трансмиссии автомобиля. Вследствие этого усилию скользящей втулки центробежного регулятора противодействуют усилия пускового и нагрузочного рычагов. Они изменяют свое положение и сдвигают регулирующую втулку в положение меньшей цикловой подачи до тех пор, пока последняя не достигнет нулевого значения.
В работе всережимного регулятора частоты вращения это может случиться при любом положении установочного рычага, если нагрузка или частота вращения по каким-либо причинам изменяются так сильно, что регулирующая втулка переходит в крайние положения — «Максимум» или «Стоп».
Двухрежимный регулятор

рис. «Поле характеристик двухрежимного регулятора с пружиной холостого хода и промежуточной пружиной» а — диапазон работы пусковой пружины; b -диапазон работы пусковой пружины и пружины холостого хода; d — диапазон работы промежуточной пружины; f — диапазон paбочей пружины регулятора
Двухрежимный регулятор ограничивает частоту вращения коленчатого вала на двух частотных режимах — холостого хода и максимальных оборотов. В промежуточных положениях частота вращения регулируется непосредственно педалью газа. Вследствие этого достигается больший комфорт движения. Этот принцип, однако, не применяется на легких грузовиках со вспомогательным оборудованием.
Конструкция двухрежимного регулятора
Конструкция регуляторной группы с центробежными грузами и расположение регулировочного рычага аналогичны уже описанным для всережимного регулятора. Отличие состоит в конструкции пружины 4 регулятора (рис. «Двухрежимный регулятор»): она работает на сжатие, а не на растяжение, и имеет направляющий элемент 5. Связь между натяжным рычагом и пружиной регулятора осуществляется ограничителем 7.

рис. «Двухрежимный регулятор» а — положение холостого хода; b — положение полной нагрузки. 1. Центробежный груз; 2. Установочный рычаг; 3. Регулируемый ограничитель холостого хода; 4. Пружина регулятора; 5. Направляющий элемент; 6. Промежуточная пружина; 7. Ограничитель хода натяжного рычага; 8. Пружина холостого хода; 9. Пусковой рычаг; 10. Натяжной рычаг; 11. Ограничитель в корпусе ТНВД; 12. Пусковая пружина; 13. Регулирующая втулка; 14. Регулируемый ограничитель максимальной частоты вращения; 15. Скользящая втулка; 16. Управляющее отверстие плунжера распределителя; 17. Плунжер-распределитель. а — свободный ход пусковой пружины и пружины холостого хода; b — ход промежуточной пружины; h1 — рабочий ход в режиме холостого хода; h2 — рабочий ход в режиме полной нагрузки; М2 — ось вращения натяжного и пускового рычагов.
Пуск двигателя
Скользящая втулка 15 центробежного регулятора находится в исходном положении при неподвижных центробежных грузах 1. Пусковая пружина 12 через пусковой рычаг 9 и скользящую втулку регулятора давит на центробежные грузы в сторону их схождения. Регулирующая втулка 13 находится на плунжере-распределителе в позиции пусковой подачи.
Регулирование холостого хода
После пуска двигателя при отпущенной педали газа установочный рычаг 2 под действием возвратной пружины, прикрепленной к корпусу ТНВД, перемещается в положение холостого хода. При повышении частоты вращения центробежная сила грузов возрастает (рис. «Двухрежимный регулятор» а), и их выступы смещают скользящую втулку против действия пускового рычага. Регулирование частоты вращения происходит под действием пружины 8 холостого хода, давящей на натяжной рычаг 10. Поворотом пускового рычага регулирующая втулка продвигается в направлении меньшей цикловой подачи. При этом ее положение соответствует точке равновесия сил пружины и грузов.
Работа под нагрузкой
Когда водитель нажимает педаль газа, установочный рычат перемещается на определенный угол. При этом действие обеих основных пружин — пусковой и холостого хода — прекращается, к в работу вступает промежуточная пружина 6. В двухрежимном регуляторе она рассчитана на мягкий переход к нерегулируемому диапазону. Если установочный рычаг продолжает движение в направлении полной нагрузки, промежуточная пружина сжимается до тех пор, пока натяжной рычаг не ляжет на ограничитель 7 (рис. «Двухрежимный регулятор» Ь). Ход действия промежуточной пружины этим исчерпывается, и начинается нерегулируемый диапазон работы регулятора. Границы диапазона устанавливаются предварительным натягом пружины регулятора. Перемещение установочного рычага (или педали газа) теперь может передаваться непосредственно через механику регулятора на регулирующую втулку. Таким образом, устанавливается прямая связь между педалью газа и величиной цикловой подачи топлива. Если водитель хочет увеличить скорость или нагрузку на двигатель (при преодолении подъема), он должен еще сильнее нажать педаль газа. Если требуется меньшая мощность двигателя, водитель должен «сбросить газ», т. е. отпустить педаль.
Если при неизменном положении установочного рычага нагрузка на двигатель снижается, при постоянной цикловой подаче частота вращения коленчатого вала увеличивается. Центробежная сила растет, грузы давят на скользящую втулку против действия пускового и натяжного рычагов. Теперь, если предварительный натяг пружины регулятора от действия скользящей втулки становится сильнее, начинается конечное регулирование в пределах номинальной частоты вращения.
При полной разгрузке двигатель достигает максимальной частоты вращения в режиме холостого хода, и в результате предотвращается превышение максимально допустимой частоты вращения.
Регулятор промежуточных режимов
Легковые автомобили, как правило, оснащаются комбинацией всережимного и двухрежимного регуляторов. Такой агрегат имеет дополнительные пружины и действует в нижнем диапазоне частот вращения как всережимный, а в верхнем диапазоне — как двухрежимным регулятор. При этом примерно до 2000 мин -1 поддерживается стабильная частота вращения коленчатого вала, после чего частота вращения ограничивается на режимах холостого хода и максимальных оборотов.