Автоматический регулятор оборотов дизельного двигателя

Устройство автомобилей

Система питания дизельного двигателя

Регуляторы частоты вращения

Работа дизелей, оснащенных ТНВД плунжерного типа, характеризуется крайне неустойчивой частотой вращения. Во время работы машины нагрузка постоянно меняется и соответственно меняется нагрузка на двигатель. Характер изменения нагрузки может быть достаточно интенсивным: от резкого увеличения, например, при разгоне или движении на подъем (наброс нагрузки), до резкого снижения, например, при движении на спуске (сброс нагрузки).
Так, при резком снижении внешней нагрузки дизеля частота вращения коленчатого вала увеличивается, что вызывает увеличение цикловой подачи топлива.

Это происходит вследствие сокращения времени прохождения плунжером окон втулки и соответственно сокращения количества вытесняемого топлива из надплунжерного пространства через эти окна.
Кроме того, регулятор опережения впрыска топлива при увеличении оборотов корректирует начало подачи и, таким образом, обороты двигателя прогрессирующе возрастают.
Данное явление тем более характерно, чем меньше активный ход плунжера. Возрастание цикловой подачи приводит к дальнейшему росту частоты вращения клеенчатого вала, и если нагрузка не увеличится, то это может привести к «разносу» двигателя (саморазрушению)

Увеличение внешней нагрузки двигателя и снижение вследствие этого частоты вращения коленчатого вала, наоборот, приводит к увеличению количества перетекающего топлива в окна втулки и соответственно к сокращению поданного количества топлива через штуцер к форсунке.
Поэтому дизели при возрастании внешней нагрузки склонны к останову.

Водитель не всегда может среагировать на колебания нагрузки, поэтому данную функцию выполняют специальные следящие устройства – регуляторы частоты вращения , предназначенные для автоматического поддержания частоты вращения коленчатого вала в заданных пределах.

Регуляторы частоты вращения классифицируют:

  • по воздействию на орган управления – прямого и непрямого действия;
  • по поддержанию заданного режима – одно-, двух- и всережимные.

Регуляторы прямого действия воздествуют непосредственно на орган управления подачей топлива (рейку ТНВД или дроссельную заслонку карбюратора). Регуляторы непрямого действия воздействуют на них через дополнительную систему – электрический или гидравлический усилитель.

Однорежимные регуляторы поддерживают только один скоростной режим, чаще всего максимальный, не позволяя двигателю превышать предельно допустимые обороты и работать вразнос.

На автомобильных двигателях регуляторы должны ограничивать, как минимум, максимальную и минимальную частоты вращения коленчатого вала. Такие регуляторы называются двухрежимными.
На отечественных дизелях используются всережимные регуляторы частоты вращения, которые автоматически поддерживают заданную водителем частоту вращения коленчатого вала на всем диапазоне нагрузок.

Всережимный регулятор частоты вращения

Всережимные регуляторы частоты вращения устанавливаются на двигателям марок «ЯМЗ», «КамАЗ», двигателе ММЗ Д-235.12 (автомобиль ЗИЛ-5301 «Бычок»).

На рисунке 1 приведена конструкция регулятора двигателя ЯМЗ-238 и схема его работы.

Данный регулятор устанавливается на заднем торце топливного насоса высокого давления (ТНВД). Ведущее зубчатое колесо 1 регулятора приводится во вращение от кулачкового вала топливного насоса через резиновые сухари 27, которые в ней установлены. Резиновые сухари поглощают ударные нагрузки при резком изменении частоты вращения. Ведомое зубчатое колесо 3 установлено в корпусе 4 на двух шариковых подшипниках.

Ведущее и ведомое зубчатые колеса образуют повышенную передачу с целью увеличения чувствительности регулятора. Ведомое зубчатое колесо изготовлено заодно с валиком, на который напрессована державка 5.
На осях державки шарнирно закреплены два грузика 29, которые своими роликами упираются в торец муфты 26, которая через радиально-упорный подшипник и пяту 25 передает усилие силовому рычагу 19, подвешенному на оси 13.

Пята регулятора с помощью рычага 20 и тяги 11 связана с рейкой 6 топливного насоса, которая при расхождении грузиков перемещается в сторону уменьшения подачи топлива. В верхней части к рычагу 20 присоединена пружина 8, а в нижней части рычага запрессован палец 23, который входит в паз кулисы 24. Кулиса соединяется со скобой 21 останова двигателя через распложенную внутри кулисы пружину, предохраняющую механизм регулятора от чрезмерных усилий при выключении подачи топлива.

Пружина 14 регулятора одним концом соединена с рычагом 12, который жестко связан с рычагом 9 управления регулятором, а вторым – с двуплечим рычагом 15. Усилие пружины передается с двуплечего рычага на винт 16.

Регулятор работает следующим образом.
При вращении кулачкового вала ТНВД и валика с державкой 5 центробежная сила грузиков 29 стремится развести их в стороны и через ролики 30 переместить муфту 26 с пятой 25 вправо. Этому препятствует пружина 14, которая тянет нижнее плечо рычага 15 вверх и через винт 16 и рычаг 19 отжимает пяту 25 влево.
Таким образом, на муфту 26 и пяту действует две силы: направленная вправо центробежная сила грузиков и направленная влево сила, создаваемая пружиной 14.

При определенном натяжении пружины развивается частота вращения, при которой эти две силы взаимно уравновешиваются. Тогда все подвижные детали регулятора (грузики, муфта, пята, рычаги 15, 19 и 20, тяга 11), а также рейка 6 и плунжеры занимают положение, обеспечивающее работу двигателя с заданной частотой вращения.

Читайте также:  Стационарный двигатель для лодки своими руками

Если нагрузка на двигатель уменьшится (например, при движении автомобиля под уклон), частота вращения коленчатого вала начнет возрастать и увеличивающаяся сила грузиков передвигает муфту с пятой вправо (при этом пружина, натянутая водителем через рычаги 9 и 12, еще больше растянется). Пята повернет рычаг 20 по часовой стрелке, и тяга 11 выдвинет рейку из корпуса ТНВД, рейка повернет плунжеры, и подача топлива уменьшится, что приведет к уменьшению частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Если нагрузка увеличится (автомобиль движется на подъем или по труднопроходимому участку местности), частота вращения коленчатого вала начнет падать и вместе с тем уменьшаться центробежная сила грузиков, а так как сила натяжения пружины заданная водителем остается неизменной, то ее усилия становится достаточно, чтобы передвинуть рейку ТНВД в сторону увеличения подачи топлива.
В результате увеличения подачи топлива частота вращения коленчатого вала сохраняется и будет таким образом поддерживаться постоянной при заданном водителем через педаль управления положении рейки насоса.

Водитель может по своему усмотрению изменить частоту вращения коленчатого вала, а значит, и скорость движения автомобиля с помощью педали управления подачей топлива, установленной в кабине. При нажатии на педаль система тяг и рычагов перемещает тягу 28 влево, рычаг 9 поворачивает валик с рычагом 12 против часовой стрелки и сильнее натягивает пружину 14.
Усилием пружины детали 15 и 19 перемещают пяту 25 и рычаг 20 влево, и рейка перемещается влево (в сторону увеличения подачи топлива), в результате чего частота вращения увеличивается.

Когда водитель освобождает педаль подачи топлива полностью, двигатель работает на режиме холостого хода. Натяжение пружины 14 регулятора на этом режиме регулируется винтами 16 и 17.

Чтобы заглушить двигатель, водитель должен вытянуть кнопку «стоп», расположенную в его кабине. Тогда трос, на конце которого закреплена кнопка, повернет скобу 21 с кулисой 24 в положение, показанное на рис. 2, б штрихпунктирной с двумя точками линией, а кулиса поворачивает рычаг 20 вокруг его оси, закрепленной в пяте 25. Нижний конец рычага 20 переместится влево, верхний конец его переместит рейку еще немного назад и подача топлива в цилиндры прекратится.

Регулятор ТНВД серии 33

Регулятор насоса серии 33 (двигатель КамАЗ-740) скомпонован в развале секций насоса (внешний вид регулятора КамАЗ-740 на рисунке в верху страницы).
Привод вала регулятора – от вала насоса через три шестерни, ведущая из которых соединена с валом насоса через резиновые сухари.
На валу регулятора отлита крестовина 2 (рис. 3), на котором шарнирно закреплены двуплечие рычаги с грузами 3. Одни из плеч рычагов упираются в муфту 4, а она – в промежуточный рычаг 5, управляющий верхней рейкой 1. Этот рычаг установлен на одном шарнире с главным рычагом 6, на который воздействует главная пружина 9.
Рейка нижнего (левого) ряда перемещается коромыслом 18 в обратную сторону. Регулятор имеет корректор и пружину обогатителя.
Работа этого регулятора (рис. 3, в) аналогична работе рассмотренного выше всережимного регулятора двигателя ЯМЗ-238.

Двухрежимный регулятор частоты вращения

Особенностью двухрежимного регулятора частоты вращения (рис. 2) заключается в том, что при работе дизеля на малых частотах вращения коленчатого вала грузики 6 уравновешиваются только внешней пружиной 2. Любое изменение частоты вращения нарушит равновесие между центробежной силой грузиков 6 и усилием пружины 2, что приведет к перемещению муфты 5 и рейки 4 в сторону увеличения или уменьшения подачи топлива.
В результате частота вращения будет удерживаться в заданном диапазоне.

Читайте также:  Как установить подогрев двигателя на кия рио

При переходе на режим частичных нагрузок водитель, воздействуя на педаль управления подачей топлива, увеличивает частоту вращения коленчатого вала. При этом грузики расходятся и, преодолевая сопротивление внешней пружины, доводят муфту 5 до соприкосновения с внутренней пружиной 3.
Однако пружина 3 имеет значительную жесткость и установлена с предварительной деформацией, поэтому в дальнейшем регулятор исключается из работы, так как грузики не могут преодолеть совместное сопротивление двух пружин, а перемещение рейки ТНВД происходит непосредственно под воздействием водителя на педаль, систему тяг, рычага 1 и рейки 4.
При достижении предельной частоты вращения центробежной силы грузиков становится достаточно для преодоления сопротивления пружин, и регулятор снова включается в работу.
В результате муфта 5 и рейка 4 перемещаются в сторону уменьшения цикловой подачи топлива.

На рис. 4 показан двухрежимный регулятор частоты вращения, устанавливаемый на двигателе ЗИЛ-645. Регулятор обеспечивает устойчивую работу на холостом ходу при частоте вращения коленчатого вала 600…650 об/мин.

Регулятор имеет два цилиндрических пустотелых грузика 13, установленных на крестовине 14. Внутри каждого грузика находятся пружины: наружная пружина для ограничения частоты вращения холостого хода и внутренняя для ограничения максимальной частоты вращения; тарелки 20 пружин с регулировочной гайкой.

При неподвижном коленчатом вале грузики прижаты пружинами к крестовине. Во время вращения коленчатого вала грузики под действием центробежных сил расходятся, сжимая наружную пружину. При этом угловой рычаг 10 перемещает ползун 9 углового рычага влево, который при помощи оси 8 кулисы выдвинет рейку насоса вправо, уменьшая подачу топлива и ограничивая частоту вращения коленчатого вала.

Если частота вращения коленчатого вала станет меньше 650 об/мин, регулятор начнет задвигать рейку, увеличивая подачу топлива. Таким образом, на холостом ходу ползун непрерывно перемещается, вследствие чего изменяется подача топлива и поддерживается заданная частота вращения.

При достижении частоты вращения 2850 об/мин центробежная сила грузиков начнет преодолевать сопротивление пружин, под действием системы рычагов рейка перемещается, уменьшая подачу топлива и частоту вращения коленчатого вала. На этом режиме ползун также перемещается, в результате чего частота вращения составляет 2850…2950 об/мин.
Между минимальным и максимальным значениями частоты вращения изменение подачи топлива осуществляется рычагом управления подачей топлива, связанным с педалью подачи топлива.

Источник

Зил -130

Зил самосвал

Регулятор числа оборотов

Регулятор числа оборотов дизельного двигателя

Дизельные двигатели неустойчиво работают на оборотах холостого хода, вследствие чего возникла необходимость поддерживать такие обороты холостого хода, при которых обеспечивалась бы устойчивая работа двигателя.

ТНВД двигателя МТЗ

Условия эксплуатации автомобиля весьма разнообразны и водителю чтобы выдержать нужную скорость движения необходимо не только пользоваться коробкой передач, но и изменять число оборотов двигателя, подавая то или иное количество топлива в цилиндры. Чтобы выдержать определенный скоростей режим карбюраторного двигателя водителю приходится изменять положение акселератора.

Так, как у дизельных двигателей при несоответствии числа оборотов нагрузке и при резком изменении их быстро изнашиваются детали двигателя, и расход топлива при этом возрастает, современные четырехтактные двигатели снабжаются регуляторами. Эти регуляторы автоматически поддерживают заданное водителем число оборотов двигателя от минимальных до максимальных, в зависимости от его нагрузки, изменяя количество подаваемого в цилиндр топлива.

Схема работы регулятора

Схема работы регулятора числа оборотов;

а-положение деталей при не работающем двигателе; б-работа регулятора при уменьшении нагрузки на двигатель; в-работа регулятора при увеличении нагрузки на двигатель; г-остановка двигателя.

Регуляторы подобного рода называются всережимным. Установка их позволяет улучшить условия вождения, увеличить долговечность двигателя и повысить его экономичность при работе с недогрузкой.

Регулятор двигателей МТЗ работает следующим образом на валу ведомой шестерни регулятора, вращающегося на шариковых подшипниках, установлена державка центробежных грузов. К ним подходит торец муфты. На противоположном конце этой муфты установлен шариковый подшипник, в который входит упорная пята.

Рычаг управления подачей топлива нижним концом жестко насажен на вал. На этом валу так же жестко насажен рычаг с пружиной, нижний конец которой закреплен в двуплечем рычаге. Двуплечий рычаг свободно подвешен на оси.

регулятор числа оборотов

Если положение рычага 10 будет изменяться, то, следовательно изменится и угол между продольной осью рычага 12, пружиной 8 и двуплечим рычагом 7. С изменением угла длина пружины станет иной, и ее натяжение, т. е. усилие, также станет иным. Усилие пружины воспринимается регулировочным винтом и Передаётся рычагу 5 регулятора.

Читайте также:  Схема запуска двигателя от аккумуляторов

Когда двигатель не работает, верхняя части рычага 10 упирается в болт регулировки минимальных оборотов холостого хода. Вал 3 и закрепленный на нем рычаг 12 пружины поворачиваются, так, что пружина 8, оказывается несколько растянутой. Усилие растянутой пружины передается нижнему концу двуплечего рычага 7. Поворачиваясь вокруг оси 23, рычаг чёрез регулировочный винт давит на рычаг 5 регулятора, плунжеры повернуты в положение наибольшей подачи

регулятор оборотов

После пуска двигателя грузы 16 действием центробежной силы расходятся и, поворачиваясь вокруг осей упираются своими роликами в торец муфты 22, которая вместе с радиально-упорным подшипником и пятой 2 начинает двигаться влево. Вместе с пятой, начинает перемещаться рычаг 13 выдвигая рейку 15. Подача топлива при этом уменьшится.

Когда пята 2 достигнет конца рычага 5 и упрется в него, в некоторый момент создастся, положение при котором центробежные силы грузов уравновесятся усилием пружины 8. Как только это произойдет, сразу же прекратится перемещение рычага 13 и рейки 15. Уменьшение подачи топлива прекратится, и двигатель будет работать на минимальном числе оборотов холостого хода.

Чем дальше перемещаются пита 2 и рычаг 5, тем больше растягивается пружина 8 и с увеличивающейся силой противодействует передвижению рычага. Когда же центробежные силы грузов и усилие пружины уравновесятся движение пяты и рычагов прекратится. Рейка насоса займет некоторое определенное положение, подача топлива станет при этом постоянной и двигатель начнет работать на постоянном скоростном режиме.

регулятор оборотов

При изменении нагрузки ‚на двигатель регулятор автоматически, без вмешательства водителя, изменяет подачу топлива. Если, например, нагрузка упадет и число оборотов коленчатого вала возрастет, то грузы 16 разойдутся, пята 2 передвинет рычаг’13, рейка 15 начнет выдвигаться из корпуса насоса, и подача топлива уменьшится. Уменьшение подачи топлива будет происходить до тех пор, пока центробежные силы грузов и усилие пружины не уравновесятся.

Следовательно, каждому числу оборотов двигателя соответствует определенная степень расхождения грузов.

При возрастании нагрузки на двигатель число оборотов коленчатого вала снизится, центробежные грузы сблизятся, система рычагов передвинет рейку в корпус насоса, и подача топлива увеличится.

Колебание числа оборотов при использовании регулятора составляет 30 об/мин. Таким образом, регулятор насоса ЯМЗ как бы следит за режимом работы двигателя и обеспечивает соответствующую подачу топлива в цилиндры.

регулятор числа оборотов

Как уже упоминалось, водитель может также, пользуясь педалью подачи топлива, изменить скорость вращения коленчатого вала. При нажатии на педаль рычаг 10 повертывается, натяжение пружины 8 увеличивается, и под ее действием рычаг 5 также повертывается, перемещая пяту 2 и рычаг 13 с рейкой 15 в сторону увеличения подачи. Подача топлива будет увеличиваться до тех пор, пока сила натяжения пружины не, уравновесит центробежные силы и грузы регулятора не будут удерживаться на постоянном расстоянии от оси вала регулятора.

Если водитель отпустит педаль, то сила натяжения пружины 8 уменьшится, рычаги 5 и 13 переместят рейку 15 в сторону уменьшения подачи, и число оборотов коленчатого вала снизится.

Болтом 11 ограничивают ход рычага 10 и этим устанавливают максимальное число оборотов двигателя, а болтом 9 минимальное число оборотов.

Проверка и регулировка топливного насоса и регулятора производятся на специальном стенде.

Нижняя часть рычага 13 имеет штифт, входящий в прорезь кулисы 18. Если нажать на скобу 1, то связанная с ним кулиса 18 переместит через штифт нижнюю часть рычага 13. Верхний конец этого рычага, поворачиваясь вокруг оси, находящейся на пяте 2, через тягу потянет за собой рейку насоса 15.

В нижней части рычага 5 размещено специальное устройство—корректор. В процессе эксплуатации автомобиля поворотом корпуса буферной пружины корректора можно поддерживать устойчивую работу двигателя на минимальном числе оборотов;

Регулятор топливного насоса двигателя Д- 12А механический‚ центробежный. Шаровые грузы 9 регулятора располагаются в пазах крестовины З, которая закреплена на коническом конце кулачкового вала насоса. С противоположной стороны грузы упираются в плоскую тарель 10, имеющую возможность свободно вращаться и передвигаться вместе со втулкой вдоль оси по хвостовику крестовины. При увеличении числа оборотов грузы 9 отжимают плоскую тарель; перемещение ее передается на рычаг 1, рейка 4 выдвигается из корпуса, уменьшая при этом подачу топлива.

СМОТРИТЕ ВИДЕО

Источник

Adblock
detector