Файл: Морозов А.Х. Эксплуатация автоматических устройств мобильных сельскохозяйственных агрегатов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.06.2024

Просмотров: 147

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

fit)

Тар + Уа

1

п

-1

 

1

 

тру+ткр+$-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 17. Структурная схема простейшей системы

автоматического

регулирования

угловой скорости

коленчатого

вала дизеля:

/ ( /) — момент сопротивлений; X—перемещение

реПкп

насоса; ф — угловая ско­

рость

вала; т| — перемещение

муфты

регулятора.

Однако такая простейшая схема регулятора не мо­ жет удовлетворить требованиям регулирования угловой скорости тракторных дизелей. Регулятор необходимо снабдить дополнительными устройствами для получения многих (а не одного, предельного) скоростных режимов, корректирования подачи топлива при перегрузках и обо­ гащения подачи при пуске.

При использовании всережимного регулирования регулятор должен воздействовать на подачу топлива на

всем диапазоне скоростного

режима

от' минимальных

до максимальных оборотов

холостого

хода.

В современных регуляторах применяют два принципиально различных метода всережимного регулирова­ ния.

Топливные насосы типа ТН (двигателей Д-54, Д-75, СМД-14 и Д-48) снабжены приспособлением для все­ режимного регулирования путем воздействия на рейку топливного насоса (рис. 18, а).

С муфтой 5 регулятора шарнирно соединен рычаг 3, нижний конец которого также шарнирно связан с рыча­ гом 1 ручного управления, а верхний — с тягой 4, воз­ действующей на рейку. Пружина 2 предварительно слота, поэтому' при установившемся режиме муфта за­ нимает определенное положение. Для изменения такого режима поворачивают рычаг 1, при этом начинает пере­ мещаться нижний конец рычага 3. Регулятор обладает определенной устойчивостью, поэтому муфта 5 пока не перемещается. Рычаг 5 поворачивается вокруг шарнира, связывающего его с муфтой, и передвигает верхним концом рейку насоса. Это вызывает изменение подачи

41


топлива.и приводит к нару­ шению равенства момента движущих сил и момента сопротивления на коленча­

 

 

 

 

 

 

том

валу.

Нарушение

этого

 

 

 

 

 

 

равенства

изменит

угловую

 

 

 

 

 

 

скорость

 

коленчатого

вала,

 

 

 

 

 

 

а так как рычаг 1 затормо­

 

 

 

 

 

 

жен в каком-то

определен­

 

 

 

 

 

 

ном положении, то под дей­

 

 

 

 

 

 

ствием

разности

инерцион­

 

 

 

 

 

 

ных сил грузов и силы

 

 

 

 

 

 

пружины

муфта

будет

пере­

 

 

 

 

 

 

двигаться

и

поворачивать

 

 

 

 

 

 

рычаг 3 вокруг его нижней

 

 

 

 

 

 

точки, пока не наступит рав­

 

 

 

 

 

 

новесие

при

установившем­

 

 

 

 

 

 

ся скоростном

режиме.

 

 

 

 

 

 

 

По

схеме,

показанной на

 

 

 

 

 

 

рисунке 18, б, работают ос­

 

 

 

 

 

 

тальные

регуляторы

(регу­

Рис.

18.

Схемы всережимного

лятор

 

РВМ, регулятор насо­

сов УТН-5

и НД-21, регуля-

 

регулирования:

 

а — изменением

положения

рейки

Т О р Ы

 

топливных

насосов

относительно муфты;

б—изменени­

двигателей

КДМ-100, Д-108,

ем

предварительного

натяжения'

пружины; 1 — рычаг управления ре­

ЯМЗ-238

 

и АМ-01).

В

гулятором;

2 —основная

пружина

 

регулятора;

3 — рычаг

регулятора;

этом

случае поворотом

ры­

4 — тяга к

рейке

насоса;

5 — муфта

чага

1

изменяют

предвари­

 

 

регулятора.

 

 

 

2.

 

 

 

 

тельное

натяжение

пружи­

ны

Нарушение

равновесия

между

усилием

пру­

жины и инерционными силами грузов вызовет пере­ мещение муфты 5 и поворот рычага 3. Это изменит положение рейки насоса. Одновременно изменяются поддерживающая и восстанавливающая силы регуля­ тора (изменяются натяжение пружины от перемещения

рычага

3 и инерционные усилия грузов

от изменения

угловой

скорости). Через некоторое время установится но­

вый скоростной

режим.

При воздействии

на рычаг

1

в этом

случае

приходится преодолевать

значительные

усилия

пружины. На

регуляторах, применяемых

на

топливных насосах двигателей ЯМЗ-238, АМ-01 и АМ-03, поворот рычага управления не столько изменяет пред­ варительное натяжение пружины, как угол ее наклона. По отношению к муфте регулятора здесь также изме-

42


няется приведенное значение Е0,

но на рычаге управле­

ния уже действуют меньшие усилия.

 

 

Известно, что со снижением

скоростного

режима по­

вышается устойчивость и «вязанная с лей степень

не­

равномерности

(обычно 6—8%

на номинальном режи­

ме и 25—40%

на частичных

скоростных

режимах).

Изменение скоростного режима, поддерживаемого

ре­

гулятором, вследствие изменения наклона пружины, а значит, и приведенной к муфте жесткости пружины бу­ дет снижать степень наравномерности. Это приведет к тому, что первый член в формуле (12) со снижением скоростного режима будет уменьшаться. Значит, прира­ щение Fp, а вместе с этой величиной и степени неравно­ мерности, замедляется. Для этого же устанавливают две пружины регулятора насоса тина ТН. Наружная пружи­ на малой жесткости работает при небольшой угловой скорости коленчатого вала и малом расхождении гру­

зов. На

высоких угловых скоростях включается (Внут­

ренняя,

более жесткая пружина, точнее, работают обе

пружины,

и на муфту действует

суммарная

жесткость

пружин.

 

 

 

 

 

Таким

образом, воздействие на рычаг управления ре­

гулятором

оказывает влияние на работу всей замкну­

той системы

автоматического

регулирования

угловой

скорости

 

и

новый скоростной

режим устанавливается

не мгновенно, а спустя некоторое время, в течение ко­ торого и происходит переходный процесс. На рисунке

19 схематически

показано изменение

положения рыча­

га управления,

оборотов коленчатого

вала дизеля и

рейки топливного насоса для двигателя Д-50. Вначале

дизель работал на

оборотах холостого

хода около 1100

в минуту, этому соответствовало

положение

рейки и

рычага управления

регулятором.

Затем

рычаг

регулято­

ра резко был повернут до упора в положение, соответ­ ствующее номинальному скоростному режиму. Рейка насоса с небольшим запаздыванием перешла в положе­ ние максимальной подачи топлива и оставалась некото­

рое'время в этом положении. Обороты коленчатого

ва­

ла возросли: за время чуть больше 1

с достигли

2000 в

минуту. Следует иметь в виду, что

двигатель

развил

обороты

большие, чем максимальные

обороты холосто­

го хода

(около 1840 об/мин). В этом

случае рейка

на­

чала двигаться в обратном направлении, пока не

вык­

лючилась

подача топлива, и задержалась в этом

поло-

43


 

 

 

женин.

Число

оборотов дви­

 

 

 

гателя

снижается,

и

полно­

 

 

 

стью колебания оборотов за­

 

 

 

тухают через 4—5 с с мо­

 

 

 

мента

изменения

положения

 

 

 

рычага управления. Сначала

 

 

 

наблюдают

резкий

выброс

 

 

 

черного

дыма

(избыток по­

 

 

 

дачи топлива), в этом слу­

Рис. 19. Схема изменения пе­

чае можно

определить вели­

чину

угловых

ускорений: за

ремещений

рычага управления,

рейки насоса и

оборотов ко­

1

с

обороты

увеличились

ленчатого вала

дизеля Д-50.

почти

й"а 900

в минуту. Од­

 

 

 

нако

на практике

ие

реко­

мендуется

так резко изменять

скоростной

режим.

 

Из прафика видно, что главным инерционным эле­ ментом является двигатель, отставание положения рей­

ки от

угловой скорости коленчатого вала очень мало

и не

превышает

0,1

с, величина

угловой

скорости

(обо­

роты)

отстает

от

положения

рейки

на время

око­

ло 1

с.

 

 

 

 

 

Напишем уравнение регулятора при изменении пред­ варительного натяжения пружины (см. рис. 18,6). В отличие от уравнения (15) для однорежимного предель­ ного регулятора, когда мы считали, что восстанавлива­ ющая сила Е зависит только от положения Z муфты ре­

гулятора,

в данном случае надо ввести еще зависимость

Е от поворота я|? рычага

управления. При выводе урав­

нения

(15)

появится дополнительно в правой части член

УРавнения

[—// :

дЕ \\

Дгр]. Раз-

9А>

 

 

\

dipd\b Jo

 

делим

его, как

и

остальные

 

члены уравнения, на 0

и пе­

 

рейдем

к

безразмерным

отно­

4 ~

сительным

единицам gi

{t) =

 

Дф

=Выберем базовое зна-

ф 0

 

 

 

Рис. 20. Структурная схема

 

 

•фо рычага уп-

всережимного регулятора

с

чение

поворота

переменным

предварителЫ

равлення так,

чтобы 0 =

ным натяжением

пружины:

t

дЕ\

 

 

Ф — угловая

скорость

вала;

т|—

ibo

• Тогда уравнение

перемещение

муфты

регулято­

ра; gi(i)—управляющее

воздей­

V ch|> / о т

 

 

ствие со стороны

водителя.

 

 

 

 

 

 

(15)

примет

вид:

 

 

 

 

44


(TpP* + TKp + 6)r\=<p-gi(t) (18)

Структурная схема веережимного регулятора с пе­ ременным предварительным натяжением пружины пока­ зана на рисунке 20.

Рассмотрим экономичность двигателя при использо­ вании частичных скоростных режимов, задаваемых ры­ чагом управлеш-ш .всережимным регулятором.

Пусть скорость движения ограничивается до вели­ чины V\ (рис. 21). Эту скорость можно получить при

Рис. 21. Графики зависимости мощности Ne дизе­

ля, часового расхода топлива О т и скорости дви­ жения трактора от числа оборотов коленчатого вала:

А О т — величина сэкономленного топлива.

45

включении 'низшей

передачи

и при номинальном

скоро­

стном

режиме." Примем необходимую

для этого

мощ­

ность

Nei, тогда

можно

определить

часовой

расход

топлива. Из графика видно также, что двигатель

сильно

недогружен. Если включить более высокую передачу и снизить скоростной режим так, чтобы сохранилась преж­ няя скорость движения Vu то необходимая мощность

для этого останется прежней. Но на частичном

скорост­

ном режиме возрастет

загрузка двигателя по

мощнос­

ти и снизится часовой расход топлива.

 

Регуляторы, .кроме

веережимного регулирования,

должны корректировать подачу топлива при перегрузке дизеля. Регуляторы снабжают корректирующими уст­ ройствами трех типов: с жестким профилированным упо­

ром (насосы

типа Т Н ) ; с упругим упором,

сжимаю­

щимся под

действием основной

пружины

(насосы Че­

лябинского

тракторного

завода,

регулятор

Р В М и на­

сос НД - 21);

с упругим

упором, работающим

при пере­

грузке и отключенной основной пружине регулятора (на­ сос УТН-5 и насос Я З Т А ) .

Кроме .корректирующего устройства, регуляторы имеют пусковое устройство для обогащения дизеля топ­ ливом при пуске. Оно должно обеспечить дополнитель­ ный ход регулирующего органа после ограничения движения рейки и быстро прекратить подачу топлива, как только дизель начнет работать. Пусковые устрой­ ства могут быть с ручным включением и автоматиче­ ским выключением (насосы ТН и регулятор РВМ ) и автоматического действия (остальные регуляторы).

 

Особенности устройства

регуляторов

\

Регулятор топливного насоса

типа

ТН смонтирован

в одном

агрегате с топливным насосом, расположен в

корпусе

из алюм'иниевого сплава. Этот

корпус

своим

фланцем присоединен к корпусу топливного насоса. Ва­ лик регулятора приводится во вращение от кулачково­ го валика топливного насоса при помощи шестеренча­ того привода (повышающая передача с передаточным отношением 3,643: при 1700 об/мин вала дизеля валик: насоса делает 850 об/мин, а валик регулятора — 3096 об/мин).

Ведущая шестерня привода в насосах прежних вы­ пусков соединена с валиком насоса фрикционной муф-

46