Регулятор частоты вращения тепловоз 2ТЭ10В

/ Тепловоз 2ТЭ10В / Регулятор частоты вращения тепловоз 2ТЭ10В

Регулятор частоты вращения

Регулятор состоит из чувствительного элемента или измерителя частоты вращения; сервомотора, который под воздействием чувствительного элемента изменяет подачу топлива в цилиндры дизеля; обратной связи, обеспечивающей устойчивость процесса регулирования. Измеритель частоты вращения центробежного типа состоит из двух грузов 8, вращающихся с траверсой, и всережимной пружины 9. Центробежная сила вращающихся грузов уравновешивается усилием пружины измерителя, имеющей определенную затяжку.

Грузы регулятора выполнены в виде угловых рычагов, а ось пружины измерителя совпадает с осью его вращения, что дает возможность на ходу менять затяжку пружины и тем самым устанавливать требуемую частоту вращения вала дизеля.

При изменении нагрузки частота вращения вала дизеля, а следовательно, и центробежная сила грузов изменяются. При этом равновесие пружины измерителя и грузов нарушается, грузы расходятся или сходятся, и золотник 31, связанный с измерителем скорости, перемещается вверх или вниз. Золотник 31 управляет движением поршня сервомотора 27. Шток поршня 27 сервомотора через рычажную передачу связан с рейками топливных насосов. Движение поршня вверх (на увеличение подачи топлива) совершается под действием давления масла, а вниз (на уменьшение подачи топлива) - под действием пружины 34. Сервомотор обеспечивает величину усилия, необходимого для перемещения реек топливных насосов.

К изодромной обратной связи относится буферный поршень 7 с пружинами, игла 28 и компенсационный поясок Д золотника 31. При изменении нагрузки на дизель под действием измерителя скорости поршень 27 начинает перемещаться и вызывает изменение подачи топлива. Это изменение продолжалось бы до восстановления частоты вращения при изменившейся нагрузке, однако частота вращения дизеля не может изменяться так же быстро, как регулятор изменяет подачу топлива, и поэтому необходимо ограничить перемещение поршня 27 и тем самым избежать излишней пли недостаточной подачи топлива в цилиндры дизеля. Это ограничение движения поршня 27 в соответствии с изменением нагрузки осуществляется изодромной обратной связью путем воздействия на поясок Д золотника 31. При перемещении золотника 31 вниз или вверх поршень буфера перемещается влево или вправо, сжимая одну из его пружин и разжимая другую, при этом появляется перепад давлений масла на обеих сторонах поршня с более высоким давлением на стороне, противоположной сжатой пружине.

Этот перепад (промежуточное давление) пропорционален перемещению поршня буфера. Перепад передается в полости над и под пояском Д золотника, создавая направленную вверх или вниз силу, действующую на золотник измерителя скорости. В результате действия обратной связи золотник возвращается в среднее положение, при этом поршень сервомотора остановится в положении, соответствующем измененной нагрузке на дизель, и частота вращения вала восстановится.

Поршень 7 возвращается в среднее положение под действием своих пружин, при этом масло перетекает из одной полости поршня буфера в другую через иглу 28. Величина открывания иглы определяет скорость выравнивания давлений в полостях над и под пояском Д золотника и должна быть отрегулирована так, чтобы скорость выравнивания давлений соответствовала скорости изменения частоты вращения вала дизеля.

Рис. 21. Принципиальная схема объединенного регулятора: 1- треугольная пластина; 2, 18, 31 - золотники; 3 - золотниковая втулка; 4, 16, 34 - пружины 5 - аккумуляторы масла; 6 - масляный насос; 7 - буферный поршень; 8 - грузы; 9 - пружина измерителя; 10 - тяга; 11, 13 - рычаги; 12 - гайка; 14 - упор минимальной частоты вращения- 15 - сервомотор управления; 17 - золотниковая втулка; 19 - поршень сервомотора- 20 - 'коромысло; 21 - игольчатые клапаны; 22 - верхний шток; 23 - сервомотор регулятора; '24 - сервомотор индуктивного датчика; 25 - индуктивный датчик; 26 - золотник остановки; 27 - поршень сервомотора; 28 - игла; 29 - выключающее устройство; 30 - шестерня; 32 - золотниковая втулка; 33 - масляная ванна; 35 - клапан

На схеме (см. рис. 21) показано взаимодействие частей регулятора при работе дизеля на установившемся режиме. Усилие пружины 9 через тарелку и шарикоподшипники воспринимается концами угловых рычагов грузов 8; золотниковая втулка 32 вместе с шестернями масляного насоса 6, траверсой и грузами 8 приводится во вращение от привода регулятора.

Масляный насос нагнетает масло в аккумуляторы, служащие для создания запаса масла постоянного давления, что обеспечивается переливом избыточного масла в масляную ванну 33. Из аккумулятора масло поступает в пространство между дисками золотника. Золотник 31 имеет компенсационный поясок Д и может перемещаться в золотниковой втулке 32.

Регулирующий поясок Е золотника 31 перекрывает подвод масла к поршню 7 буфера, находящемуся в среднем положении под действием своих пружин. Полости буфера А я Б соединены каналами с полостями соответственно под и над пояском Д.

Полость Б соединена с полостью под поршнем 27 сервомотора. Игла 28 регулирует проходное сечение отверстия, соединяющего полости А и Б справа и слева от поршня 7.

Работа регулятора при неизменной нагрузке. Усилие пружины измерителя уравновешивается центробежной силой вращающихся грузов. Золотник 31 своим пояском Е перекрывает окно в золотниковой втулке 32, закрывая доступ масла из аккумулятора к поршню 7. Поршень 7 находится в среднем положении под действием своих пружин, давление масла под поршнем 27 сервомотора и в полостях А и Б равно. Шток сервомотора находится в таком положении, при котором подача топлива соответствует определенной нагрузке дизеля.

Работа регулятора при увеличении нагрузки. При увеличении нагрузки на дизель частота вращения его вала уменьшается, грузы сходятся к оси вращения, золотник 31 передвигается вниз, открывая доступ масла из аккумулятора 5 в полость А. Поршень 7 под действием масла смещается в сторону сервомотора, сжимая левую пружину и расслабляя правую. При этом поршень 7 вытесняет соответствующий объем масла под поршень 27 сервомотора, перемещая его вверх и увеличивая подачу топлива в цилиндры дизеля. При движении поршня 7 в направлении потока масла к сервомотору создается промежуточное давление масла в полости А, которое больше давления масла в полости Б на величину, пропорциональную смещению поршня 7. При движении поршней 7 и 27 перепад давления масла на обеих сторонах поршня 7 передается в полости над пояском Д золотника и под ним с более высоким по величине давлением под пояском Д.

Давление на поясок Д снизу возрастает до тех пор, пока оно вместе с подъемной силой расходящихся грузов не преодолеет усилие пружины измерителя и не поднимет золотник 31 до перекрытия регулирующего окна в золотниковой втулке 32. Как только регулирующее окно закроется, поршень 27 сервомотора остановится в положении увеличенной подачи топлива, необходимой для работы дизеля при увеличенной нагрузке. Поршень 7 возвращается в среднее положение под действием своих пружин, так как давление масла в полостях А я Б выравнивается иглой 28. Выравнивание давлении должно быть приведено в соответствие со скоростью восстановления частоты вращения вала.

Работа регулятора при -уменьшении нагрузки. При уменьшении нагрузки на дизель частота вращения его вала увеличивается, грузы расходятся, поднимая регулирующий золотник вверх и открывая регулирующее окно пояском Е.

Регулирующее окно соединяет полость А со сливом, давая возможность поршню сервомотора под действием пружины 34 опуститься вниз в направлении уменьшения подачи топлива в цилиндры дизеля. При опускании поршня 27 поршень 7 под давлением масла смещается вправо, сжимая правую пружину и расслабляя левую. При движении поршня 7 в направлении потока масла от поршня 27 к золотнику создается промежуточное давление масла в полости Б, которое больше давления масла в полости А на величину, пропорциональную смещению поршня 7. При движении поршней 7 и 27 перепад давлений масла на обеих сторонах поршня 7 передается в полости над пояском Д золотника и под ним с более высоким по величине давлением над пояском Д. Давление на компенсационный поясок сверху возрастает до тех пор, пока вместе с действующей вниз силой пружины 9 не уравновесит силу грузов и не опустит золотник 31 до перекрытия регулирующего окна во втулке золотника. Как только регулирующее окно закроется, поршень 27 сервомотора остановится в положении, соответствующем уменьшенной подаче топлива, необходимой для работы дизеля при уменьшенной нагрузке. Поршень 7 возвращается в среднее положение под действием своих пружин.

При больших изменениях нагрузки дизеля поршень 7 перемещается в крайнее положение, при этом полости А и Б, кроме иглы, сообщаются между собой непосредственно, что улучшает переходные процессы.

Работа регулятора при пуске дизеля. Пружина измерителя имеет предварительную затяжку, соответствующую минимальной частоте вращения холостого хода вала дизеля. Поэтому при неработающем дизеле грузы регулятора сведены и золотник находится в крайнем нижнем положении. Поршень 27 сервомотора находится в крайнем нижнем положении, соответствующем выключенной подаче топлива. При пусковой частоте вращения масло под давлением из масляного насоса 6 поступает в полость А, смещает поршень 7, который вытесняет некоторый объем масла под поршень сервомотора. Поршень 27 преодолевает усилие пружины 34 я поднимается вверх, перемещая рейки топливных насосов в положение подачи топлива; дизель пускается и устанавливается минимальная частота вращения, соответствующая предварительной затяжке пружины измерителя 9.

Объедененный регулятор тепловоза 2ТЭ10В | Тепловоз 2ТЭ10В | Регулятор мощности дизеля тепловоза 2ТЭ10В