Меню раздела

Автоматические регуляторы непрямого действия


В конструкцию автоматического регулятора непрямого действия включают усилительный элемент, как правило, гидравлический серводвигатель (рис. 302). Золотник 1 серводвигателя управляет перемещением поршня 3. Перестановочная сила серводвигателя зависит от давления масла в его системе и от рабочей площади 5П поршня 3. Обычно диаметр поршня серво-двигателя составляет с1ся 0,4Б (где О-диаметр цилиндра двигателя).
Площади проходных сечений масляных трубопроводов определяют из условия неразрывности потока масла, причем скорость движения масла выбирают в пределах 4-8 м/с.
Чувствительный элемент регулятора может быть рассчитан по изложенной выше методике.
Автоматический регулятор, снабженный масляным серводвигателем, оборудуют различными вспомогательными элементами, к числу которых относятся масляный насос 30, масляный аккумулятор 19 и др. Особые требования к смазочной системе предъявляют в реверсивных регуляторах, так как подача масла должна происходить в одном и том же направлении независимо от направления вращения зубчатых колес насоса 30.
Автоматические регуляторы непрямого действия применяют на дизелях большой мощности. К числу таких регуляторов относятся всережимные регуляторы Р13М-1КЕ (рис. 303) и регуляторы для тепловозных дизелей 1 ОД 100 и др.
Чувствительный элемент регулятора Р13М-1КЕ (см. рис. 303) состоит из грузов 38 и пружины 39 переменной жесткости. Поршень 33 дифференциальный (см. также рис. 302,6): его верхняя полость всегда связана с напорной полостью масляного аккумулятора 19. Подводом масла к нижней полости серводвигателя управляет муфта-золотник 7, которая при увеличении угловой скорости поднимается, и в эту полость поступает масло под высоким давлением. Поршень 33 поднимается вверх и, поворачивая валы 4 и 14 против часовой стрелки, перемещает рычаг и тягу 15, связанную с рейкой топливного насоса, в сторону выключения подачи топлива.
Автоматические регуляторы непрямого действия обусловливают устойчивость регулируемых режимов только при наличии обратных связей, обеспечивающих воздействие штока серводвигателя на золотник. Обратные связи могут быть жесткими, гибкими или комбинированными.
При необходимости регулятор Р13М-1КЕ может работать с одной изодромной обратной связью. При повороте вала 4 в указанном направлении поднимается вверх поршень изодрома, в результате чего в полости под муфтой-золотником 7 создается разрежение и, следовательно, появляется сила, возвращающая ее в исходное положение. Полость под муфтой-золотником 7 постоянно соединена с масляной ванной регулятора отверстием, задросселированным иглой 31 изодрома.
На всех равновесных режимах муфта-золотник 7 занимает всегда одно и то же положение, что свидетельствует о постоянстве равновесной угловой скорости вала двигателя. Поршень 33 серводвигателя занимает при этом различные положения в зависимости от нагрузки двигателя. Следовательно, статическая характеристика такого регулятора имеет неравномерность Дсо = 0.
Однако в некоторых случаях изодромные регуляторы должны создавать определенный наклон статической характеристики. Для этого их оборудуют комбинированной обратной связью, схематически показанной на рис. 305. Рычаг ОГ создает остаточный статизм в работе регулятора путем изменения равновесного положения точки в зависимости от положения поршня серводвигателя, т.е. нагрузки двигателя.
Механизмами аналогичного назначения оборудованы регуляторы, показанные на рис. 303 и 304. При перемещении поршня, например, вверх (в сторону увеличения подачи топлива) верхний рычаг 17 поворачивается по часовой стрелке и, перемещая золотник, увеличивает предварительную деформацию пружины 21 регулятора, вследствие этого регуляторная характеристика двигателя имеет определенный наклон. Неравномерность работы (наклон статической характеристики) можно изменять перемещением точки опоры верхнего рычага 16.
В автоматических регуляторах непрямого действия для расширения диапазона всережимной работы используют пружины переменной жесткости (см. рис. 303, поз. 39; рис. 304, поз. 21). Для увеличения быстродействия на дизель-генераторных установках применяют двух-импульсные автоматические регуляторы по скорости и нагрузке (рис. 306). Электрическую нагрузку генератора измеряют с помощью фазочувствительного моста. При изменении нагрузки в сети генератора изменяется сила тока, измеряемая трансформатором 32 силы тока. В средний провод моста подается сигнал, нарушающий равновесие плеч моста. Это приводит к появлению в электромагнитах 6 силы, определяемой изменением активной мощности в сети. Золотник 7, кинематически жестко связанный с электромагнитом 6, перемещается, после чего вступает в работу серводвигатель 28. Со штоком серводвигателя кинематически жестко связан ротор сельсина 29, создающего жесткую обратную связь. При повороте ротора (при движении поршня серводвигателя 28) в среднем проводе моста появляется электрический сигнал, пропорциональный углу поворота. По знаку этот сигнал противоположен сигналу, поступающему от трансформатора 32. Вследствие этого равновесие моста восстанавливается, и золотник 7 под действием пружин возвращается в исходное положение. Импульс, вызываемый изменением угловой скорости Асо, воспринимается серводвигателем 24. Перемещения поршней серводвигателей 24 и 28 суммируются рычагом 27, поэтому рейка 8 топливного насоса получает результирующее перемещение под действием обоих импульсов регулятора.