Технічні науки / Енергетика

Божок А.М., Майсус В.В.

Подільський державний аграрно-технічний університет

Всережимний двоімпульсний регулятор частоти

обертання колінчастого вала дизеля

Одним із шляхів підвищення точності підтримання заданої частоти обертання колінчастого вала дизеля, при роботі в умовах перемінних навантажень, є використання двоімпульсних регуляторів. У них на рейку (дозуючий орган) паливного насоса високого тиску (ПНВТ) незалежно діють регулюючий імпульс за відхиленням частоти обертання, сформований здебільшого механічним, та імпульс за відхиленням навантаження, сформований механічним або електричним вимірювачами. Як із механічним, так і з електричним вимірювачем навантаження двоімпульсні регулятори на всіх часткових експлуатаційних режимах забезпечують швидкісні характеристики, нахил регуляторних гілок, яких супроводжується вірністю. При цьому із зменшенням швидкісного режиму, незважаючи на компенсацію відхилення частоти обертання регулюючими імпульсами за навантаженням, нахил регуляторних гілок збільшується до величини одноімпульсних регуляторів. Це обмежує функціональні можливості і універсальність використання двоімпульсних регуляторів, а також понижує вихідні техніко-економічні показники самих дизелів, виробність і якість виконання технологічних процесів машин і агрегатів, що ними приводяться. Тому пропонується всережимний механічний двоімпульсний регулятор, який забезпечує паралельний нахил регуляторних гілок швидкісної характеристики на всіх експлуатаційних режимах роботи дизеля.

В конструкцію регулятора входить базовий всережимний відцентрований регулятор 4 (рис.1), вимірювач навантаження планетарного типу, який є штатним вузлом силової передачі з відновлювальною пружиною 40 і гідравлічним демпфером 39, зв’язаний через систему важелів і тяг з регулятором 4, рейка 10 ПНВТ 9, механізм настроювання нахилу регуляторних гілок швидкості характеристики із шкалою 29 і стрічкою 33, з’єднаний з регулятором 4 і рейкою 10.

При роботі дизеля без навантаження на певному швидкісному режимі відцентрові тягарці 1 розвивають певну відцентрову силу, яка через муфту 23 і проміжний важіль 15 передається на основний важіль 17 і зрівноважується

Рис. 1. Принципова схема все режимного двоімпульсного регулятора частоти обертання колінчастого вала дизеля:

1–відцентрові тягачі; 2–хрестовина; 3–вал; 4–відцентровий регулятор; 5,18,19,20-упори; 6–коректор паливо подачі; 7–важіль керування швидкісними режимами; 8,14,40–пружини; 9–паливний насос високого тиску; 10–рейка паливного насоса; 11,12,24,34,36–вважелі; 132,16,22,27,28,35,37–тяги; 15–проміжний важіль; 17–основний важіль;21–упорний підшипник ; 23–муфта; 25–фіксатор; 26–механізм настроювання нахилу регуляторних гілок швидкісної характеристики; 29–шкала; 30–вісь; 31–важіль швидкісного режиму; 321–гвинт; 33–стрілка; 38–штек; 39–гідравлічний демпфер; 41–гайка регулювання; 42–зупинена ланка; 43–ведена ланка; 44–ведуча ланка.

зусиллям пружини 14. Оскільки навантаження на дизель відсутнє, зупинена ланка 42 вимірювача крутячого моменту займає своє крайнє ліве положення. При цьому положення важеля 31 механізму настроювання частоти обертання, що відповідає заданому швидкісному режиму, визначає положення двоплечого важеля 12 відносно своєї вісі обертання і тим самим задає величину коефіцієнта передачі від проміжного важеля 15 до рейки 10. Важіль 15 через тягу 13 утримує рейку її в положенні циклової подачі, що відповідає заданому швидкісному режиму роботи дизеля.

По мірі навантаження дизеля моментом опору технологічного обладнання і в режимі роботи регулятора 4 з відключеним каналом регулювання імпульсом за навантаженням частота обертання колінчастого вала дизеля і відповідно відцентрових тягарців 1 зменшиться, із-за чого вони зійдуться, а муфта 23 переміститься уліво і важелі 15,17 через тягу 13, важіль 27 перемістять рейку 10 в бік збільшення циклової передачі палива. Це приведе до збільшення частоти обертання колінчастого вала дизеля, але не до вихідної її величини (до дії навантаження), а величини меншої, що відповідає нахилу регуляторної гілки швидкісної характеристики, яка зростатиме із зменшенням швидкісного режиму від номінального до мінімального [1].

Із залученням каналу регулювання імпульсами за навантаженням зусилля зупиненої ланки 42, спричинене дією її реактивного моменту, передається через тяги 37,35,22 і важелі 36,34 на важіль керування 7. Це викликає розтягування пружини 14 і зміщення рейки 10 в бік збільшення циклової подачі палива і частоти обертання, забезпечуючи таким чином компенсацію відхилення нахилу регуляторної гілки швидкісної характеристики, обумовленої дією відцентрового регулятора. Але оскільки величина відхилення нахилу регуляторної гілки зростає із зменшенням швидкісного режиму, то для її компенсації в межах всього діапазону зміни швидкісних режимів необхідно збільшувати коефіцієнт передачі від регулятора 4 до рейки 10. Це забезпечується зміщенням догори двоплечого важеля 12 при переміщенні важеля 31 механізму настроювання в бік зменшення швидкісного режиму, при якому збільшується коефіцієнт передачі від проміжного важеля 15 до рейки 10 по каналу регулювання як імпульсами за відхиленнями частоти обертання, так і за відхиленнями навантаження.

При незмінному настроюванні швидкісного режиму і обертанні рукоятки гвинта 32 за годинниковою стрілкою тяга 28, а разом з нею нижній кінець важеля 24, перемістяться управо і через тягу 16, важіль 11 перемістять донизу двоплечий важіль 12, зменшуючи цим коефіцієнт передачі від проміжного важеля 15 до рейки 10 з одночасним зменшенням коефіцієнта передачі по каналах регулювання за імпульсами змінювання частоти обертання і навантаження. В цьому випадку буде недокомпенсація відхилення нахилу і регуляторні гілки швидкісної характеристики дизеля будуть мати позитивний

Рис. 2. Швидкісні характеристики дизеля із всережимним двоімпульсним регулятором і різними нахилами регуляторних гілок:

а)позитивним; б)нульовим; в)негативним; 1- зовнішня; 2 – зовнішня регуляторна; 3,4,5 – часткові регуляторні.

нахил (Рис.2,а).

А обертання рукоятки гвинта 32 у зворотній бік забезпечить збільшення коефіцієнта передачі, а отже, перекомпенсацію відхилення нахилу і протікання регуляторних гілок швидкісної характеристики дизеля з негативним нахилом (Рис.2,в).

При фіксації гвинта 32 у нульовому положенні буде здійснюватися повна компенсація відхилення нахилу, тобто автоматичне регулювання дизеля з вертикально розміщеними регуляторними гілками швидкісної характеристики як на номінальному, так і на всіх часткових швидкісних режимах (рис.2,б).

Таким чином, використання запропонованого двоімпульсного регулятора частоти обертання дасть можливість недокомпенсувати, повністю компенсувати і перекомпенсувати відхилення нахилу регуляторних гілок швидкісної характеристики дизеля на всіх режимах його експлуатації. Розширення функціональних можливостей двоімпульсних регуляторів робить їх більш гнучкими в керуванні і універсальними для широкого застосування на дизелях, які є первинними джерелами енергії багатьох машин і агрегатів.

Література

1. Настечко Н.Н., Борошок Л.А., Грунауер А.А., Регуляторы тракторных и комбайновых дизелей. – М.: Машиностроение, 1965.-261с.

Автори: А.М. Божок В.В. Майсус

Відомості про авторів

1. Божок Аркадій Михайлович,

В.о. доцента Подільського державного аграрно-технічного університету.

Домашня адреса: 32300, м. Кам’янець-Подільський, вул. Жукова, буд.21, кв. 7.

Домашній телефон: 4-57-92

2. Майсус Василь Володимирович, ст. викладач Подільського державного аграрно-технічного університету.

Домашня адреса: 32300, м. Кам’янець-Подільський, вул. Щорса, буд.1, кв. 61.

Домашній телефон: 2-42-71