Объединенный регулятор (частоты вращения и нагрузки)

Объединенный регулятор всережимный непрерывного действия гидромеханический типа 4-7РС-2 с центробежным измерителем ско­рости и автономной масляной системой (рис. 3.61) автоматически под­держивает заданный режим работы дизеля, воздействуя на рейки топ­ливных насосов и через индуктивный датчик на контур возбуждения тягового генератора.

Регулятор имеет устройства: ступенчатого 15-позиционного электрогидравлического дистанционного управления; дистанционной остановки дизель-генератора с пульта управления тепловоза или при срабатывании защит; вывода якоря индуктивного датчика в положе­ние минимального возбуждения тягового генератора.

В нижнем корпусе регулятора размещен масляный насос; в сред­нем корпусе — золотниковая часть с измерителем частоты враще­ния, аккумуляторы масла, силовой и дополнительный сервомоторы, рычажная передача обратной связи и механизм изменения длитель­ности набора частоты вращения. В верхнем корпусе имеются меха­низмы: управления частотой вращения регулирования нагрузки ди­зеля, вывода индуктивного датчика в положение минимального воз­буждения генератора и механизм стопа.

Регулятор работает следующим образом. В установившемся ре­жиме работы дизель-генератора центробежная сила грузов измери­теля скорости 42 (см. рис. 3.61)уравновешиваетсявсережимнойпру­жиной 46. Золотник 75 своими поясками перекрывает окна в подвиж­ной и неподвижной втулках, вследствие чего полость силового сер­вомотора и полость дополнительного сервомотора перекрыты и их поршни остаются неподвижными. Подача топлива не изменяется. При изменении затяжки всережимной пружины или частоты вращения гру­зы сходятся или расходятся, вызывая перемещение золотника. При движении золотника вниз, что соответствует уменьшению частоты вращения или увеличению затяжки пружины, поясок золотника от­крывает окно в подвижной втулке 45. Масло сливается из полости под поршнем силового сервомотора, который перемещается вниз на увеличение подачи топлива. Рычажной передачей 2 перемещается и подвижная втулка 45 вниз до перекрытия окна пояском плунжера. Поршень силового сервомотора, изменив подачу топлива, остановит­ся. Второй управляющий поясок золотника, имеющий большую ши­рину, чем окно в неподвижной втулке, с некоторым запозданием от­кроет проход маслу из аккумулятора масла в полость под поршнем дополнительного сервомотора, который в свою очередь переместит­ся вверх. Той же рычажной передачей 2 подвижная втулка будет пе­ремещаться вверх. Увеличение подачи топлива, вызванное переме­щением вниз поршня силового сервомотора, и, следовательно, пово­рот вала 3 вызывают увеличение частоты вращения коленчатого вала, и грузы измерителя скорости расходятся, возвращая золотник в ис­ходное положение.

Возвращение золотника и перемещение подвижной втулки проис­ходит одновременно с одинаковой скоростью, окно во втулке остает­ся перекрытым пояском золотника, поршень силового сервомотора

неподвижен. В исходное положение золотник и втулка будут идти до тех пор, пока второй поясок золотника не перекроет доступ масла в полость под поршнем дополнительного сервомотора, и поршень ос­тановится.

При движении золотника вверх, что соответствует увеличению частоты вращения или уменьшению затяжки всережимной пружины, поясок золотника открывает окно в подвижной втулке 45. Масло из аккумулятора поступает в полость Б, поршень силового сервомотора перемещается вверх на величину уменьшения подачи топлива. В остальном действие регулятора аналогично действию при умень­шении частоты вращения или увеличения затяжки пружины. Частота вращения коленчатого вала двигателя изменяется механизмом управ­ления оборотами. Электромагниты МР1, МР2, МРЗ и МР4 воздей­ствуют на втулку 31 управления частотой вращения и золотник 30.

При смещении золотника 30 относительно втулки открываются со­ответственно направлению смещения окна либо для подвода масла в полость над поршнем 47 сервомотора управления оборотами, либо для слива масла из этой полости. Под действием поступающего мас­ла перемещается поршень 47 сервомотора, изменяя затяжку всере­жимной пружины 46. От поршня 47 через траверсу на штоке поршня и систему рычагов движение передается на золотник 30, который вновь перекрывает окна втулки своим пояском, и поршень 14 остано­вится в новом положении. При смещении поршня для затяжки пру­жины 46 и, следовательно, увеличения частоты вращения в полости под поршнем ^/создается давление масла больше аккумуляторного, и клапан 23 закрывается. Масло из полости под поршнем в этом слу­чае вытесняется через вращающийся дроссель механизма изменения длительности набора частоты вращения.

Механизм регулирования нагрузки состоит из золотниковой час­ти и блока сервомотор—индуктивный датчик. Регулирование сводится к поддержанию определенной величины выдвижения реек топлив­ных насосов и частоты вращения коленчатого вала двигателя. Поэто­му золотник 11, управляющий положением поршня 5 сервомотора индуктивного датчика 6, смещается как при изменении заданной ча­стоты вращения, так и при изменении вращающего момента. При установившемся движении поршень управления частотой вращения и вал сервомотора неподвижны. Как только тепловоз начнет свое дви-

 

Рис. 3.61. Схема объединенного регулятора:

1 — масляная ванна регулятора; 2 — рычажная передача; 3 — вал; 4 — игла; 5 — поршень серводвигателя индук­тивного датчика; 6 — индуктивный датчик; 7 — рычажная передача к золотнику регулирования нагрузки; 8 — шток; 9 — суммирующий рычаг; 10— втулка регулирования нагрузки; 11 —золотник регулирования нагрузки; 12 —толкатель; 13, 17 — регулировочные болты; 14 — кулачок; 15 — золотник регулятора скорости; 16 — болт регулирования стопа; 18 — траверса; 19 — пробка; 20, 29, 32 — рычаги; 21 — стакан; 22 — пружина обратной связи блока защиты; 23 — микропереключатель; 24 — тарелка; 25 — мембранный блок; 26 — золотниковая втул­ка; 27 — золотник блока защиты; 28 — ролик; 30 — золотник управления частотой вращения; 31 — втулка управ­ления частотой вращения; 33 — регулировочный винт; 34 — тяга; 55 — винт регулирования наклона тепловозной характеристики; 36 — золотник; 37 — золотник выключения; 38 — аккумулятор масла; 39 — масляный насос; 40 — механизм изменения длительности набора частоты вращения; 41 — клапан; 42 — измеритель скорости; 43 — букса; 44 — сектор согласования положения поршней; 45 — подвижная втулка; 46 — всережимная пружина; 47— поршень управления частотой вращения; 48 — пружина; А — зазор между винтом и рычагом регулятора мощности; Б — полость под поршнем силового серводвигателя; В — зазор на выключение; Д — размер от края суммирующего рычага до точки Г; Е — канал изодромной обратной связи; Ж—изодромная полость золотника регулирования нагрузки; И — полость под поршнем дополнительного серводвигателя; К— размер, определяю­щий наклон ограничительной характеристики по давлению наддува; Л— канал для подвода масла к золотнику; М — канал для слива масла из аккумулятора; Н — изодромная полость серводвигателя; О — зазор механизма выключения регулятора по падению давления масла; П, Р — перекрыши; С — величина выступания штока; Т—

величина выступления регулировочного винта

жение на подъем, ток тяговых электродвигателей и соответственно ток тягового генератора увеличатся.

В результате повысится электрическая мощность тягового генера­тора, частота вращения уменьшится, и регулятор будет работать, как описано ниже, в случае увеличения затяжки всережимной пружины, увеличивая подачу топлива, вал силового сервомотора переместит зо­лотник вниз, поясок золотника 11 откроет окно во втулке 10 и сообщит полость над поршнем 5 сервомотора индуктивного датчика с окном слива. Так как в полость над поршнем 5 подается масло из аккумуля­торов постоянно, то поршень 5 переместится вверх и вдвинет сердеч­ник в катушку индуктивного датчика 6. Полное сопротивление катуш­ки индуктивного датчика будет увеличиваться, в электрическую сис­тему тепловоза поступит сигнал, и возбуждение тягового генератора уменьшится. Поршень 5 создаст в полости Н, канале Е и полости Ж разрежение, под действием которого втулка 10 сместится вслед за зо­лотником, догонит своим окном его поясок и перекроет окно. Поршень 5 остановится. В полости //через иглу 4 разрежение уменьшается, и втул­ка/0 под действием пружин 48 перемещается вверх. Так как сигнал от индуктивного датчика изменил напряжение тягового генератора и, сле­довательно, уменьшил его мощность, то в силу наличия избыточного вращающего момента на валу двигателя увеличится частота вращения и регулятор начнет уменьшать подачу топлива.

Вал силового сервомотора переместит золотник // вверх. Втул­ка 10 также будет двигаться, т.е. их движение будет одновременным и с перекрытым окном. Вал силового сервомотора, золотник и втулка возвращаются в исходное положение. Мощность тягового генерато­ра будет равна исходной величине. Так как ток тяговых двигателей увеличился, а напряжение уменьшилось, то тепловоз увеличит тягу и снизит скорость движения. Для сокращения времени регулирова­ния служит отсечной механизм, выполненный в виде пояска на втул­ке 10 и окон на буксе. При смещении втулки 10 вниз вследствие ма­лого перекрытия пояска и кромки буксы поясок открывает проход мас­ла по каналу из ванны регулятора в полость Ж, и поршень 5 переме­щается значительно быстрее.

При движении тепловоза под уклон ток тяговых двигателей умень­шается, вал силового сервомотора поворачивается в сторону умень­шения подачи топлива. Электрическая система тепловоза увеличива-

ет напряжение возбуждения тягового генератора, напряжение тяго­вых двигателей увеличивается, сила тяги тепловоза уменьшается, скорость возрастает. Нижняя кромка пояска втулки 10 имеет боль­шую перекрышу и до отверстия слива масла в ванну регулятора и при значительном перемещении поршня 5 в сторону увеличения на­пряжения возбуждения открывает окно позже, чем при движении поршня 5 вверх. Время переходного процесса при этом возрастает.

Механизм вывода индуктивного датчика в положение минималь­ного возбуждения состоит из электромагнита МР5 и золотника 36. При затяжном боксовании тепловоза на магнит МР5 поступает элек­тропитание и он перемещает золотник 36 вниз. Верхний рабочий по­ясок золотника перекроет окно подачи масла из аккумулятора и со­единит канал Л с ванной регулятора. Масло из полости под порш­нем 5 сервомотора индуктивного датчика сливается, и поршень вдви­гает сердечник в катушку, двигатель разгружается, и тепловоз пре­кращает боксование.

Механизм стопа включает в себя электромагнит МР6 и золотник 37. При снятии питания с электромагнита золотник под действием пру­жины перемещается вверх, своим нижним рабочим пояском перекры­вает окно подачи масла из аккумулятора и соединяет полость над поршнем 47 с масляной ванной регулятора. Масло из полости серво­мотора управления частотой вращения сливается в ванну регулято­ра, поршень 47 перемещается вверх, выбирает зазор тарелки 24 и под­нимает золотник 75 вверх. Масло из аккумулятора идет в полость в под поршнем силового сервомотора. Поршень перемещается вверх и выключает подачу топлива. Двигатель останавливается.

Регулятор частоты вращения и мощности (рис. 3.62). Дизель 10Д100 имеет всережимный изодромный регулятор частоты враще­ния и нагрузки (мощности) центробежного типа с автономной мас­ляной системой, а также дополнительными устройствами, обеспечи­вающими дистанционное управление изменением частоты вращения вала. Назначение регулятора—регулировать количество топлива, по­даваемого в цилиндры дизеля, и возбуждение генератора таким об­разом, чтобы поддерживать заданную частоту вращения коленчатого вала и определенную мощность дизеля на каждом заданном положе­нии контроллера.

f.. ~*.

51 50

-49

 

Рис. 3.62. Объединенный регулятор типа Д100: 1, 30, 42— пружины; 2 — втул­ка подвижная; 3, 5, 34, 36 — рычаги; 4 — корыто; б, 33 — оси; 7—кронштейн; 8, 26, 28 — кольца уплотнительные; 9 — заглушка; 10 — букса; 11—поршень; 12 — измеритель скорости; 13 — винт регулировки хода поршня на выключе­ние регулятора; 14 — винт ручного регулирования частоты вращения; 15 — тарелка; 16—поршень управления частотой вращения; 17—всережимная пру­жина; 18 — золотник; 19 — поршень аккумулятора; 20 — поводок; 21 — кла-

15

 

пан нагнетательный; 22 — клапан всасывающий; 23 — втулка; 24, 48 — валики с шестерней; 25 — пробка для слива масла; 27 — плита; 29 — гайка; 31 — поршень силовой; 32 — тяга; 55 — палец; 37, 46 — винты; 38 — вал; 39 — штуцер с сеткой; 40 — пробка; 41 — шайба уплотнительная; 43, 44 — шесте­ренки; 45 — кольцо; 47—нижний корпус; 49 — втулка шлицевая; 50 — манже­та; 51 — крышка; д — установочный размер подвижной втулки; е — зазор на выключение регулятора; ж — размер для согласования положения порш­ней; и — канал слива масла из аккумулятора; к — канал для смазки привода регулятора; л — торцовый зазор

Регулятор выполняет следующие функции:

• управляет подачей топлива, изменяя положение реек топливных
насосов через рычажную передачу, и возбуждением генератора, из­
меняя положение якоря индуктивного датчика, включенного в цепь
управления возбуждением возбудителя тягового генератора;

• обеспечивает возможность использования полной мощности
дизеля и ограничивает его перегрузку при различных условиях дви­
жения тепловоза, а также при включении и выключении вспомога­
тельных агрегатов тепловоза;

• автоматически отключающим устройством устанавливает якорь
индуктивного датчика в положение минимального возбуждения при
трогании тепловоза и его боксовании. После прекращения боксова-
ния устройство обеспечивает плавное увеличение возбуждения тяго­
вого генератора;

• автоматически с помощью корректоров по давлению наддува,
встроенных в регулятор, ограничивает подачу топлива и возбужде­
ние тягового генератора при падении давления наддувочного возду­
ха;

• обеспечивает с помощью электрогидравлического устройства
дистанционное и ручное управление частотой вращения коленчатого
вала дизеля путем изменения затяжки всережимной пружины регу­
лятора.

Объединенный регулятор частоты вращения (рис. 3.63) состоит из: регулятора частоты вращения (скорости), регулятора нагрузки (мощности), электрогидравлического управления частотой вращения (скоростью) корректоров ограничения нагрузки и подачи топлива.

К регулятору скорости относятся: чувствительный элемент (изме­ритель частоты вращения); серводвигатель, который под воздействи­ем чувствительного элемента изменяет подачу топлива в цилиндры дизеля; обратная связь, обеспечивающая 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 всережимной пружины, имеющей определенную затяжку. Грузы регулятора выполнены в виде угловых рычагов, а ось всере­жимной пружины совпадает с осью вращения, что дает возможность

13 12

МРЗ

МР4

К рейкам топливных насосов

 

Рис. 3.63. Принципиальная схема объединенного регулятора: 1 — треугольная пластина; 2, 18, 31 — золотники; 3, 17, 32 — золотниковые втулки; 4, 16, 34 — пружины; 5 — аккумуляторные масла; 6 — масляный на­сос; 7 — буферный поршень; 8 — грузы; 9 — всережимная пружина; 10 — тяга; 11, 13 — рычаги; 12 — гайка; 14 — упор минимальной частоты вращения; 15 — серводвигатель управления; 19, 27—поршни серводвигателя; 20 —ко-рымысло; 21 — игольчатые клапаны; 22 — верхний шток; 23 — серводвигатель регулятора; 24 — серводвигатель индуктивного датчика; 25 — индуктивный датчик; 26 — золотник остановки; 28 — игла; 29 — выключающее устройство; 30 — шестерня; 33 — масляная ванна; 55 — клапан; А, Б, к В, Г — полости;

Ди Е — пояски

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 между всережимной пру­жиной и грузами нарушается; грузы расходятся или сходятся, и зо­лотник 31, связанный с измерителем частоты вращения, перемеща­ется вверх или вниз. Золотник 31 управляет движением поршня сер­водвигателя 27. Шток поршня 27 серводвигателя 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. Серводвигатель обеспечивает усилие, необхо­димое для перемещения реек топливных насосов. К изодромной обратной связи относятся буферный поршень 7 с пружинами, игла 28 и компенсационный поясок Д золотника 31. При изменении нагруз­ки дизеля под действием измерителя частоты вращения поршень 27 начинает перемещаться и вызывает изменение подачи топлива. Это изменение продолжалось бы до восстановления частоты вращения при изменившейся нагрузке, однако частота вращения вала дизеля не может изменяться так же быстро, как регулятор изменяет подачу топлива, и поэтому необходимо ограничить перемещение поршня 27 и тем самым избежать излишней или недостаточной подачи топли­ва в цилиндры дизеля. Это ограничение движения поршня 27в со­ответствии с изменением нагрузки осуществляется изодромной обратной связью путем воздействия на поясок Дзолотника 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 частоты вращения. В результате действия обратной связи золотник возвращается в среднее положение, при этом поршень серводвига­теля 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 открытия 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.

На схеме показано взаимодействие частей регулятора при работе дизеля на установившемся режиме. Усилие пружины 9 через тарелку и шариковый подшипник 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 Ди 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 и Б соединены каналами с полостями соответственно под и над пояском Д. Полость ^соедине­на с полостью под поршнем 27 серводвигателя. Игла 28 регулирует проходное сечение отверстия, соединяющего полости А и ^справа и слева от поршня 7.

При неизменной нагрузке усилие всережимной пружины 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 2 7 серводвигателя и в полостях А и Б равно. Шток сер­водвигателя находится в таком положении, при котором подача топ­лива соответствует определенной нагрузке дизеля.

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 давления масла смещается в сторону сер-

водвигателя, сжимая левую пружину и расслабляя правую. При этом поршень 7вытесняет соответствующий объем масла под поршень 27 серводвигателя, перемещая его вверх и увеличивая подачу топлива в цилиндры дизеля. При движении поршня 7 в направлении потока масла к серводвигателю 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 27перепад давления масла на обеих сторонах поршня 7передается в полости над пояском Д золотника и под ним с более высоким 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 27серводвигателя 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 и Б выравнивается иглой 28. Выравнивание давлений должно быть приведено в соответствие со скоростью восстановления часто­ты вращения вала.

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 серво­двигателя под действием пружины 34 опуститься вниз в направле­нии уменьшения подачи топлива в цилиндры дизеля.

При опускании поршня 27 поршень 7 под действием давления 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 2 7 серводвигателя 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.

При пуске дизеля. Всережимная пружина 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 серводвигателя 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 серводвигателя. Поршень 27 преодолевает усилие пружины 34 и поднимается вверх, перемещая рейки топлив­ных насосов в положение подачи топлива; дизель пускается и уста­навливается минимальная частота вращения, соответствующая пред­варительной затяжке пружины 9.

Регулятор мощности. Нагрузка тяговых электродвигателей, а сле­довательно, потребляемый ими ток изменяются в зависимости от профиля пути и скорости движения тепловоза. При постоянном на­пряжении тягового генератора это привело бы к изменению его мощ­ности и мощности дизеля. Для обеспечения постоянства мощности генератора необходимо изменять его напряжение так, чтобы произ­ведение тока на напряжение оставалось постоянным. Такое измене­ние напряжения достигается воздействием индуктивного датчика регулятора мощности на возбуждение генератора; при этом работа генератора поддерживается по характеристике, близкой к характери­стике постоянной мощности, что позволяет использовать полную мощность дизеля при различных условиях движения тепловоза либо снимать перегрузку дизеля.

Регулятор мощности состоит из золотникового устройства (изме­рительный орган), обратной связи и серводвигателя с индуктивным датчиком. Шток 22 серводвигателя 23 с помощью коромысла 20 соеди­нен с механизмом управления частотой вращения. С коромыслом 20 тягой соединен золотник 18, установленный в золотниковой втулке 17, которая фиксируется пружинами 16 в среднем положении; золотнико­вое устройство управляет подачей масла в серводвигатель 24, соеди­ненный с индуктивным датчиком 25. Верхняя и нижняя полости зо­лотникового устройства соединены каналами с масляной ванной.

Для обеспечения устойчивости регулирования скорость переме­щения поршня серводвигателя на увеличение и уменьшение возбуж­дения генератора регулируется иглами (игольчатыми клапанами) 21.

На установившемся режиме золотник 18 своими дисками пере­крывает отверстия в золотниковой втулке 17, при этом поршень сер­водвигателя 2 7 находится в положении, соответствующем определен­ной нагрузке при данной частоте вращения вала дизеля.

При уменьшении нагрузки на дизель регулятор частоты вращения уменьшает подачу топлива, при этом шток 22 опускается вниз. Тем самым будет опускаться левый конец коромысла 20, которое опустит вниз золотник 18, при этом масло перепускается в полость В сервод­вигателя 24 и сливается из полости Г. Поршень серводвигателя пере­местит якорь индуктивного датчика в сторону увеличения возбужде­ния генератора. Масло из полости /" вытекает через верхний игольча­тый клапан в масляную ванну. Давление масла в верхней полости над золотниковой втулкой заставляет ее двигаться вниз, сжимая ниж­нюю пружину и закрывая перепускное отверстие в золотниковой втул­ке, через которое масло поступало в полость В серводвигателя.

Величина открытия игольчатого клапана определяет скорость дви­жения поршня серводвигателя. После того как нагрузка дизеля уве­личится (так как нагрузка на генератор увеличится), регулятор ско­рости увеличивает подачу топлива, золотник и золотниковая втулка 17 возвращаются в среднее положение, прекращая движение серводви­гателя. В результате поршень серводвигателя индуктивного датчика займет новое положение, при котором увеличится нагрузка на гене­ратор, что приведет к восстановлению нагрузки на дизель.

При увеличении нагрузки действие элементов регулятора мощнос­ти будет противоположно описанному. Увеличение затяжки пружи-

ны (увеличение частоты вращения) вызывает такое же действие ре­гулятора мощности, как и уменьшение нагрузки, и наоборот. Это про­исходит потому, что при увеличении затяжки пружины 9 опускается поршень 19 серводвигателя 15, что вызывает движение золотника нагрузки вниз.

Дальнейшие процессы, происходящие в регуляторе, аналогичны описанным. Так как на установившемся режиме золотник 18 свои­ми дисками находится в положении перекрытия отверстий золот­никовой втулки, каждому положению правого конца коромысла (за­данию частоты) будет соответствовать определенное положение левого конца коромысла (подача топлива). Таким образом, каждому скоростному режиму дизеля будет соответствовать определенная мощность, зависящая от выбора точки подвеса золотника. При сме­щении точки подвеса золотника в сторону серводвигателя 23 мощ­ность увеличивается, а при смещении в сторону пружины 9 умень­шается. От выбора точки подвеса золотника зависит работа дизеля на экономических режимах, а следовательно, среднеэксплуатаци-онный расход топлива.

Для возможности автоматической установки индуктивного датчика в положение минимального возбуждения при пуске дизеля, а также при трогании тепловоза и при его боксовании в регуляторе мощнос­ти имеется выключающее устройство 29. Установка индуктивного датчика в положение минимального возбуждения достигается вклю­чением электромагнита МР5. При этом улучшается пуск дизеля и обеспечивается плавное трогание тепловоза и выведение его из ре­жима боксования. После прекращения боксования устройство обес­печивает плавное увеличение возбуждения тягового генератора.

Управление частотой вращения вала дизель-генератора. Регуля­тор имеет электрогидравлическую систему управления частотой вра­щения коленчатого вала с пятнадцатью фиксированными положени­ями (см. рис. 3.63).

Электрогидравлическое управление состоит из следующих элементов:

• электромагнитов МР1, МР2, МРЗ, МР4, которые включаются
контроллером в определенной последовательности и изменяют по­
ложение золотникового устройства;

• золотникового устройства, управляющего подачей масла под
давлением в серводвигатель управления 75;

• гидравлического серводвигателя управления 15, который изме­
няет затяжку всережимной пружины регулятора;

• жесткой обратной связи (тяга 10 и рычаги 11, 13), обеспечиваю­
щей устойчивость процесса задания частоты вращения.

Как видно из принципиальной схемы регулятора, три электро­магнита МР2, МР1, МРЗ действуют на вершины треугольной плас­тины, поддерживаемой пружиной в верхнем положении. Переме­щение треугольной пластины 1 через рычаг 11 передается золотни­ку 2, управляющему подачей масла в серводвигатель 75. Включени­ем электромагнитов в определенной последовательности достига­ется семь различных ступеней частоты вращения. Четвертый элект­ромагнит МР4 действует на золотниковую втулку 3. Результат его перемещения противоположен результату перемещения электромаг­нитов МР1, МР2, МРЗ.

При включении электромагнита МР4 золотниковая втулка движет­ся вниз, открывая регулирующее отверстие в ней на слив, что ведет к уменьшению частоты вращения вала дизеля, при этом обратная связь перемещает золотник вниз, перекрывая отверстие в золотниковой втулке диском золотника. При выключении электромагнита МР4 зо­лотниковая втулка движется вверх под действием пружины, располо­женной под ней, открывая подвод масла к поршню 19, что ведет к увеличению частоты вращения вала. Использование электромагнита МР4 в комбинации с тремя электромагнитами МР1, МР2 и МРЗ удва­ивает число ступеней скорости.

Равновесное положение. На установившемся режиме золотник 2 своим диском перекрывает отверстие в золотниковой втулке 3, благо­даря чему масло запирается в пространстве под поршнем 19 и обес­печивает его фиксирование при заданной частоте вращения.

Увеличение частоты вращения вала. При переводе контроллера с низших позиций на высшие включается один или комбинация электромагнитов МР1, МР2, МРЗ, МР4. Электромагнит или электро­магниты перемещают вниз треугольную пластину 1, которая через рычаг перемещает золотник 2 вниз. При этом диск золотника 2 от­крывает доступ масла под давлением из аккумулятора через регули­рующее отверстие (определяющее скорость затяжки пружины 9) во вращающейся золотниковой втулке 3 к поршню 19 серводвигателя управления 75. Поршень 19 опускается, сжимая пружину 9 и вызы-

вая схождение грузов; при этом регулятор перемещает рейки топлив­ных насосов на увеличение подачи топлива. Одновременно жесткая обратная связь (тяга 10, рычаги 11, 13) возвращает золотник 2 в сред­нее положение, а диском золотника закрывает отверстие золотнико­вой втулки 3 и тем самым поршень устанавливается в положении, соответствующем включенным электромагнитам.

Уменьшение частоты вращения вала дизеля. При переводе контроллера с высших позиций на низшие один или комбинация электромагнитов МР1, МР2, МРЗ, МР4 обесточивается, и золот­ник 2 перемещается вверх пружиной 4, расположенной под ним. Полость под поршнем сообщается со сливом, что вызывает пере­мещение поршня 19 под действием пружины вверх и уменьше­ние затяжки пружины 9, при этом регулятор перемещает рейки топливных насосов на уменьшение подачи топлива. При движе­нии поршня 19 вверх золотник 2 с помощью рычагов обратной связи возвращается в среднее положение, а поршень 19 займет новое положение, соответствующее включенным электромагни­там. Этот процесс снижения частоты вращения вала происходит в случае перевода рукоятки контроллера на две или более пози­ции. При этом масло свободно проходит над нижним сливным диском золотника в выпускное окно, чем достигается быстрое снижение частоты вращения.

При переводе рукоятки контроллера на одну позицию частота враще­ния вала дизеля снижается плавно, так как масло из серводвигателя перетекает в ванну регулятора через зазор между нижним диском золот­ника и золотниковой втулкой 3 (положительное перекрытие).

Корректоры регулятора. Регуляторы последних выпусков обо­рудованы корректорами ограничения нагрузки и подачи топлива в зависимости от давления наддувочного воздуха.

Принципиальная схема корректоров ограничения нагрузки и по­дачи приведена на рис. 3.64. Корректоры состоят из датчика давле­ния и системы рычагов, связанных с золотниками регулятора скорос­ти и регулятора нагрузки.

Датчик давления наддувочного воздуха состоит из трех основных элементов: чувствительного, или измерителя давления наддувочного воздуха; серводвигателя, поршень которого под воздействием чув­ствительного элемента изменяет свое положение; дросселя, обеспе-

чивающего определенный перепад давления масла между полостями над и под поршнем /серводвигателя.

Измеритель давления наддувочного воздуха состоит из сильфона 2 и конической пружины 4. Давление наддувочного воздуха уравнове­шивается усилием от деформации сильфона и конической пружины.

10

11

 

⇐ Предыдущая17181920212223242526Следующая ⇒

Поделиться: