Всережимный регулятор

Для качественного выполнения многих сельскохозяйственных работ необходимы постоянная поступательная скорость движения машинно-тракторного агрегата (МТА) и неизменная частота вращения ВОМ, т.е. постоянная частота вращения коленчатого вала. Для ее автоматического поддержания служит регулятор.

Однорежимные регуляторы применяют на пусковых двигателях. На тракторных дизелях установлены всережимные регуляторы.

Всережимный регулятор обеспечивает установленную водителем частоту вращения коленчатого вала на любом скоростном режиме работы двигателя (на номинальном и частичных). На рассмотренный ранее рядный топливный насос устанавливают малогабаритный всережимный регулятор.

Регулятор насоса рядного типа. Малогабаритный регулятор имеет четыре груза 6 (рис. 50), соединенные осями со ступицей 2, которая свободно сидит на кулачковом валу 1 топливного насоса. На лыске хвостовика вала насоса напрессована упорная шайба. Вращение от шайбы к ступице передается резиновыми сухарями, которые служат демпфером, т.е. упругим звеном привода. Они уменьшают неравномерность вращения грузов регулятора. По хвостовику кулачкового вала свободно передвигается муфта 7 регулятора с упорным шариковым подшипником.

Малогабаритный всережимный регулятор 4УТНМ дизеля Д-243

Рис. 50. Малогабаритный всережимный регулятор 4УТНМ дизеля Д-243: 1 – кулачковый вал; 2 – ступица; 3 – спиральная пружина; 4 – рычаг управления; 5 — спускная пробка; 6 – груз; 7 – муфта; 8 – ролик; 9 и 14- промежуточный и основной рычаги; 10 – соединительный болт; 11 – болт номинальной подачи топлива; 12 – корректор; 13 – винт прекращения подачи топлива; 15 — пружина обогатителя; 16 — пружина регулятора; 17 – рычаг; 18 – рейка насоса

В задней части регулятора на оси установлены основной 14 и промежуточный 9 рычаги. В верхней части промежуточный рычаг соединен тягой с рейкой 18 насоса. На промежуточном рычаге расположены ролик 8, корректор 12 и шпилька крепления пружины 15 обогатителя. Промежуточный и основной рычаги связаны болтом 10, который обеспечивает необходимый угловой свободный ход между ними. Основной рычаг соединен через пружину 16 регулятора с рычагом 17, жестко установленным на лысках оси рычага 4 управления. В заднюю стенку корпуса регулятора ввернуты болт 11 номинальной подачи топлива (жесткий упор) и винт 13 прекращения подачи топлива.

При пуске двигателя рычаг 10 (рис. 51, а) управления поворачивается до упора в винт 11 и через рычаг 9 растягивает пружины 7 и 8. Пружина регулятора перемещает основной рычаг 4 до упора в головку болта 3, а пружина обогатителя перемещается вперед (на рисунке – вправо), обеспечивая увеличение цикловой подачи топлива, необходимого для пуска двигателя. При пуске двигателя грузы регулятора под действием центробежной силы расходятся и выступами перемещают муфту 2, а вместе с ней промежуточный рычаг и рейку назад, уменьшая подачу топлива.

Схемы работы малогабаритного регулятора 4УТНМ

Рис. 51. Схемы работы малогабаритного регулятора 4УТНМ: а и б – при пуске и остановке двигателя; в – при номинальной нагрузке; г – при перегрузке; 1 – груз; 2 – муфта; 3 – болт номинальной подачи топлива; 4 и 5 — основной и промежуточный рычаги; 6 — рейка насоса; 7 и 8 — пружины регулятора обогатителя; 9 — рычаг; 10 – рычаг управления; 11 – винт максимальной частоты вращения; 12 – соединительный болт; 13 — винт прекращения подачи топлива; 14 – рычаг управления подачей топлива; 15 – шток корректора

Если рычаг 14 управления подачей топлива отклонить в сторону выключения подачи (рис. 51,б) вверх до отказа, то пружина 7 регулятора сначала полностью сожмется и будет толкать основной рычаг 4 влево до упора в винт 13 прекращения подачи топлива. Вместе с основным рычагом влево переместятся промежуточный рычаг и связанная с ним рейка топливного насоса посредством болта 72 Подача топлива прекращается и двигатель останавливается.

Когда двигатель нагружен полностью (рис. 51, в), частота вращения коленчатого вала по сравнению с недогрузкой снижается и соответственно центробежная сила грузов уменьшается. Под действием пружины регулятора промежуточный и основной рычаги перемещаются вперед до касания основного рычага в головку болта 3. В действительности (в полевых условиях) нагрузка на дизель постоянно меняется и рейка 6 топливного насоса постоянно колеблется вместе с основным рычагом 4, который периодически касается головки болта 3 номинальной подачи топлива. Такое положение в регуляторе соответствует номинальной нагрузке и более экономичной работе дизеля.

Если нагрузка в среднем постоянная, то между усилием пружины регулятора и центробежной силой грузов устанавливается равновесие, частота вращения коленчатого вала при этом номинальная. При изменении внешней нагрузки равновесие нарушается, промежуточный рычаг перемещается вместе с рейкой насоса, изменяя подачу топлива, и равновесие восстанавливается снова.

Если двигатель перегружен (рис. 51, г), то частота вращения коленчатого вала падает, центробежная сила грузов ослабевает настолько, что пружина корректора, упираясь с помощью штока 15 в основной рычаг, перемещает промежуточный рычаг 5 и рейку 6 вправо, дополнительно повышая подачу топлива. При этом растет вращающий момент двигателя и преодолевается перегрузка. Корректор – это устройство для изменения цикловой подачи топлива по сравнению с ее номинальным значением. С помощью него можно увеличить подачу топлива на 15…20 % по сравнению с подачей топлива при номинальной нагрузке.

Перемещением рычага 14 управления подачей топлива изменяют степень растяжения пружины 7 регулятора и, следовательно, заданный скоростной режим двигателя. Во время работы трактора при неполной нагрузке целесообразно для экономии топлива выбирать пониженный скоростной режим двигателя.

Сигнализатор загрузки двигателя. На некоторых универсальнопропашных тракторах дизель оборудован сигнализатором загрузки двигателя (СЗД). Он предназначен для сообщения информации трактористу о степени загрузки дизеля и выбора им наиболее экономичного режима работы. В сигнализатор входят датчик, смонтированный в регуляторе, и контрольная лампа, установленная в щитке приборов. Датчик и лампа последовательно включены в электрическую цепь.

Датчик представляет собой болт 6 (рис. 52) номинальной подачи топлива, изолированный от «массы» с помощью пластмассовой (из стеклотекстолита) втулки 4. Контрольная лампа со светофильтром красного цвета сигнализирует о режиме работы дизеля. При выполнении трактором полевых работ основной рычаг 3 регулятора постоянно колеблется и при касании с головкой болта 6 номинальной подачи топлива включает лампу 7, которая указывает на следующие режимы работы дизеля:

Схема сигнализатора загрузки дизеля Д-243

Рис. 52. Схема сигнализатора загрузки дизеля Д-243: 1 – рейка топливного насоса; 2 – корпус регулятора; 3 — основной рычаг регулятора; 4 – изолирующая втулка; 5 – контргайка; 6 — болт номинальной подачи топлива: 7 — контрольная лампа; 8 – источник электропитания; 9 – муфта. 10- груз регулятора; 11 – тяга управления регулятором; 12 — контактная шайба; 13 – пломбировочный колпачок; А и Б — положения рычага 3, при которых лампа горит и не горит

лампа не горит. Дизель работает с недогрузкой и повышенным расходом топлива. Следует включить более высокую передачу и при необходимости (на малоэнергоемких работах) снизить частоту вращения коленчатого вала;

лампа горит постоянно или периодически затухает. Дизель работает с перегрузкой и повышенным расходом топлива. Необходимо перейти на пониженную передачу или увеличить частоту вращения коленчатого вала;

лампа периодически загорается. Дизель работает с нормальной загрузкой в наиболее экономичном режиме (в зоне минимального удельного расхода топлива). Номинальная нагрузка двигателя 85…95% полной.

Регулятор РВ насоса рядного типа. Регулятор топливного насоса расположен в отдельном корпусе и прикреплен сзади к топливному насосу. Валик 7 (рис. 53) регулятора расположен в корпусе на двух шариковых подшипниках и получает вращение от кулачкового вала насоса через пару шестерен 18.

Регулятор РВ дизеля А-41

Рис. 53. Регулятор РВ дизеля А-41: 1 – регулировочные шайбы; 2 – болт-ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала; 3 – двойная спиральная пружина корректора; 4 – кронштейн; 5 – упорный болт кронштейна; 6 – регулировочная прокладка; 7 – валик регулятора; 8 – пружины; 9 – шип вилки; 10 – вилка; 11 – тяга рейки; 12 – винт вилки; 13 – призма; 14 – кнопка валика обогатителя; 15 – груз; 16 – крестовина грузов; 17- рейка топливного насоса; 18 – шестерня; 19 – муфта; 20 – рычаг управления регулятором; 21 – сектор; 22 – винт

На валике жестко посажены крестовина 16 с двумя грузами 15, подвижная муфта 19 и две спиральные пружины 8. При работе двигателя на муфту действуют две противоположно направленные силы, сила пружин и центробежная сила грузов.
Перемещаясь под действием этих сил, муфта поворачивает вилку 10 через шипы, входящие в пазы муфты. Вилка 10 соединена тягой 11 с рейкой 17 насоса. Винт 12 вилки при номинальной подаче топлива касается призмы 13 корректора, имеющей наклонную площадку. С помощью кнопки 14 призма может выводиться из-под винта при пуске двигателя в холодное время года. Кронштейн 4 свободно надет на валик рычага 20 управления регулятором, но соединен с ним двойной спиральной пружиной 3, усики которой охватывают кронштейн. Рычаг 20 выполнен как одна деталь заодно с сектором 21 и валиком.

Тракторист может установить любой скоростной режим работы Двигателя перемещением рычага подачи топлива, расположенного в кабине. Этот рычаг соединен с рычагом 20 управления регулятором.

Во время работы трактора рейка топливного насоса перемещается под действием пружин 8 и центробежной силы грузов. При кратковременной перегрузке срабатывает корректор: частота вращения коленчатого вала временно снижается, и центробежная сила грузов уменьшается настолько, что под действием силы пружин 8 кронштейн 4 поворачивается по ходу часовой стрелки (спиральная пружина 3 корректора закручивается) и вилка 10 перемещается вперед, а винт 12 скользит по скосу призмы 13 вверх. Рейка дополнительно смещается в сторону увеличения подачи топлива, вращающий момент дизеля возрастает, преодолевая временную нагрузку. На рис. 53 показано положение деталей регулятора при перегрузке дизеля.

При остановке двигателя тракторист перемещает рычаг 20 управления регулятором до соприкосновения сектора рычага с винтом 22. Рейка топливного насоса отводится вилкой 10 назад (по рисунку – влево) до отказа, и подача топлива выключается.

Регулятор насоса распределительного типа. Валик 6 (рис. 54), приводящийся во вращение конической парой шестерен 17 от кулачкового вала топливного насоса, занимает вертикальное положение и вращается в двух шариковых подшипниках. В нижней части на валике установлена ступица 15 крестовины грузов, которая соедийена с валиком спиральной пружиной Она предохраняет механизм регулятора от перегрузок при резких изменениях частоты вращения валика. Грузы шарнирно закреплены в ушках крестовины. Выступы грузов снабжены роликами, которые воздействуют на муфту, сидящую на валике. С другой стороны в муфту упирается двуплечий рычаг 14 под действием пружины 12. Ее натяжение можно изменить наружным рычагом 20. Перемещение наружного рычага 20 управления регулятором ограничено двумя упорными винтами 21 и 22.

Регулятор распределительного насоса НД-22/6Б4 (дизель СМД-62)

Рис. 54. Регулятор распределительного насоса НД-22/6Б4 (дизель СМД-62): 1 и 2 – большая и малая регулировочные тяги; 3 – пружина; 4 – рычаги поводка дозатора; 5 – дозатор; 6 – валик регулятора; 7 – валик наружного рычага управления; 8 – регулировочный винт пружины корректора; 9 – пружина корректора; 10 — корпус корректора; – шток корректора; 12 – главная пружина; 13 – рычаг корректора; 14 – двуплечий рычаг; 15 – ступица крестовины грузов; 16- спиральная пружина; 17 – коническая регулятора; 18 — пробка заливного и контрольного отверстия для масла; 19 – пробка отверстия для слива масла из топливного насоса; 20 – наружный рычаг управления регулятором; 21 – упорный винт максимального скоростного режима; 22 – упорный винт выключения подачи топлива насосом

Двуплечий рычаг соединен системой тяг и рычагов с дозатором 6. В регуляторе находится корректор для преодоления временных перегрузок двигателя путем дополнительной подачи топлива насосом. В корпусе корректора находятся шток и пружина 9 хода штока. При неработающем корректоре он выдвинут из корпуса пружиной 9, а между штоком и ограничителем имеется зазор 0,3 мм. Усилие пружины штока регулируют винтом 8.

Во время работы двигателя валик регулятора вращается вместе с грузами. При установившемся режиме работы двигателя в заданном положении рычага управления центробежная сила грузов уравновешена усилием главной пружины, благодаря чему дозаторы удерживаются в определенном положении, а коленчатый вал двигателя вращается с установленной частотой.

При уменьшении нагрузки частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается. Возрастающая центробежная сила грузов 6 (рис. 55, а) преодолевает усилие главной пружины 5 и перемещает муфту 7 вверх, а система тяг передвигает дозатор 1 вниз (по рисунку), уменьшая подачу топлива насосом. Частота вращения коленчатого вала снижается до установленной, а между главной пружиной и центробежной силой восстанавливается равновесие.

Схема работы регулятора насоса распределительного типа

Рис. 55. Схема работы регулятора насоса распределительного типа: а — при уменьшении нагрузки; б — при кратковременной перегрузке; 1 – дозатор; 2 — плунжер; 3 – наружный рычаг управления; 4 – упорный винт максимального скоростного режима; 5 – главная пружина; 6 – груз; 7 – муфта; 8 – двуплечий рьгчаг; 9 – рычаг корректора; 10 – корпус корректора; 11 — шток; 12 – валик регулятора

При полной нагрузке рычаг 3 управления переводят в крайнее положение до упора в винт 4 максимального скоростного режима. Центробежная сила грузов уравновешена главной пружиной. Через систему тяг дозаторы устанавливаются в положение, обеспечивающее требуемую подачу топлива соответственно нагрузке двигателя на данном скоростном режиме.

При нагрузке (рис. 55,б) частота вращения коленчатого вала двигателя снидается. Центробежная сила грузов уменьшается. Под действием главной пружины муфта 7 опускается, а двуплечий рычаг 8 и рычаг 9 корректора перемещаются против хода часовой стрелки. Рычаг 9 через шток 11 сжимает пружины корректора. При дополнительном перемещении рычага 9 вверх другой конец двуплечего рычага опустится ниже и через систему тяг дополнительно переместит дозатор в сторону увеличения подачи топлива. После преодоления перегрузки частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается, а возросшая центробежная сила грузов преодолевает усилие главной пружины. Муфта занимает такое положение, при котором рычаг 9 касается штока корректора.