Файл: Регуляторы скорости дизель-генераторов..pdf

Перемещение золотника при включении всех трех электро­ магнитов МР1, МР2 и MP3 gWx= 2d. В этом случае (hjh) —1.

2

Для двигателя 10Д100 величина с?» 2,5 мм. Тогда q = - - 2,5 =

= 0,7 мм и <7 шах= 2 • 2,5 = 5 мм.

Чтобы удвоить число ступеней во всем диапазоне изменения частоты вращения делением каждой ступени на две равные ча­ сти, перемещение якоря электромагнита MP4 выбрано равным половине хода золотника с момента включения электромагнита

МР1.

Величина t перекрыши выбрана такой, чтобы сливное отвер­ стие не открывалось при перемещении золотника на одну сту­

пень в сторону уменьшения частоты вращения коленчатого вала

2

дизеля, т. е. t=q = - - d = 0,7 мм.

Движение поршня 14 (см. рис. 37) серводвигателя управле­ ния при включении электромагнитов происходит до момента возврата золотника 3 жесткой обратной связью в положение пе­ рекрыши, поэтому его полное перемещение от положения мини­ мальной частоты вращения до номинальной

Реум — 2с? ——, *1

где ?/?і — отношение плеч в рычажной системе; (///1)=3; ? 2 = = 2 ?і. Тогда реум= 6 d.

Величина перемещения поршня 14 при изменении частоты вращения на одну ступень (включении одного электромагнита

МР1)

При включении электромагнита MP4

Арл = - ± А р с = - ± 4 .

В табл. 11 даны суммарные перемещения поршня 14 серво­ двигателя при различных позициях рукоятки контроллера. Пере­ мещение поршня при включении электромагнита MP4 соответ­ ствует уменьшению частоты вращения и поэтому приводится •со знаком минус. Суммарное перемещение получено как алге-

:84

браическая сумма перемещений поршня от действия каждого электромагнита в отдельности. Следовательно, полный диапазон сжатия пружины измерителя состоит из 14 равных ступеней.

Последовательность включения электромагнитов и частота вращения коленчатого вала дизеля, соответствующая каждой их комбинации, приведены ранее (см. табл. 10). Данные расчетные величины относятся к регуляторам 9Д100 и 10Д100.

Для регуляторов, предназначенных для дизелей 5Д49 (регу­ лятор 7РС), используют электрогидравлическую схему управле­ ния частотой вращения его коленчатого вала, аналогичную при­ меняемой для регуляторов 9ДІ00. Однако геометрические соот­

личины со штрихами относятся к регулятору 7РС). Для обеспе­ чения управления во всем диапазоне работы при соотношении частоты вращения коленчатого вала для дизеля 5Д49, равном 1000/350, и для дизелей 11Д45 и 14Д40, соответствующем 750/400, необходимое перемещение поршня управления состав­ ляет соответственно 23,2 и 16,7 мм.

Перемещение золотника при включении трех электромагни­ тов (МР1, МР2 и MP3) с учетом кинематических соотношений в регуляторе 7РС составляет 5,54 мм для дизеля 5Д49 и 3,8 мм для дизелей 11Д45 и 14Д40. В связи с этим, перемещение яко­ рей в электромагнитах МР1, МР2 и MP3 при установке на ди­

—46,5 об/мин, а для дизелей 11Д45 и 14Д40 соответственно +50; +100; +200 и •—25 об/мин.

85

§16. ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ

Вкачестве устройства, управляющего частотой вращения ко­ ленчатого вала дизеля, применяют также пневмогидравлическое. При этом систему электромагнитов электрогидравлического уп­ равления заменяют пневматическим приемником, а на пульте управления монтируют пневматический задатчик. Возможно при-

Рис. 38. Пневмогидравлическое дистанционное и ручное управление:

13 и /4 — элементы жесткой рычажной обратной связи

менение любого датчика, снабжающего регулятор необходимы­ ми сигналами по системе сжатого воздуха. Регуляторы с пневмогидравлическим управлением нашли применение на газовых дизелях газоперекачивающих агрегатов, работающих на магист­ ральных газопроводах. Пневмогидравлическое управление допу­ скает как плавное дистанционное, так и ступенчатое управление частотой вращения коленчатого вала газового дизеля. Возможно также и ручное управление.

Пневмогидравлическое дистанционное управление (рис. 38} состоит из следующих узлов:

пневмоприемника 10, к которому поступает воздух от конт­ рольно-измерительной аппаратуры под давлением 0,2—1 кгс/см2 и воздействует на золотниковое устройство;

золотникового устройства {11 и 12), управляющего подачей масла под давлением в серводвигатель управления 2\

86

гидравлического серводвигателя управления 2, изменяющего сжатие пружины измерителя регулятора;

жесткой рычажной обратной связи (4, 13 и 14), обеспечи­ вающей устойчивость процесса изменения частоты вращения.

Пневмогидравлическое управление можно применять с вход­ ными воздушными сигналами различной величины и в различ­ ных интервалах давления. Механизм регулирования частоты вращения коленчатого вала дизеля может быть оборудован та­ ким образом, чтобы повышать частоту вращения, когда входной сигнал усиливается или когда уменьшается. Входной сигнал воз­ душного давления поступает в сильфонное устройство, чувстви­ тельное к изменению такого сигнала. Через механическую связь с золотником регулирования частоты вращения движения силь­ фона, вызванные изменениями во входном сигнале воздушного давления, приводят к перемещению этого золотника, в резуль­ тате чего изменяется и регулируемый параметр.

В те периоды времени, когда сигнал, поступающий в силь­ фонное устройство, постоянен, сила, направленная вниз (с кото­ рой на золотник воздействует сигнал воздушного давления), уравновешивается силой, направленной вверх (создаваемой пру­ жиной сильфона, расположенной выше его корпуса). Приумень­ шении давления в регулируемой магистрали происходит увели­ чение сигнала воздушного давления. Увеличенное давление сжи­ мает сильфон и опускает золотник 11, регулирующий частоту вращения коленчатого вала дизеля. При этом масло из аккуму­ ляторов поступает в серводвигатель 2 управления под давле­ нием 6,5—7 кгс/см2, поршень серводвигателя управления опу­ скается, сжимая возвратную пружину 1 и пружину измерителя регулятора. Регулятор увеличивает подачу газа в цилиндры га­ зового дизеля, так как частота вращения, устанавливаемая регу­ лятором, возрастает. Один конец восстанавливающего рычага 4 соединен с верхним концом поршневого штока серводвигателя регулирования частоты вращения. Пружина сильфона удержи­ вает восстанавливающий рычаг в контакте с шарикоподшипни­ ком на жестко закрепленной оси.

Таким образом, когда поршень серводвигателя движется вниз, восстанавливающий рычаг поворачивается с шарикопод­ шипником вокруг оси и растягивает пружину, увеличивая ее усилие. Когда усилие возвратной пружины станет равным дей­ ствующей вверх силе, вызванной увеличением сигнала воздуш­ ного давления, золотник 11 возвратится в свое центральное по­ ложение. При этом масло в серводвигатель перестанет посту­ пать и движение его поршня прекратится.

Уменьшение сигнала воздушного давления в результате уве­ личения давления в магистрали приведет к тому, что под дейст­ вием пружины, расположенной над корпусом сильфона, золот­ ник поднимется вверх, масло из серводвигателя будет сливаться в масляную ванну регулятора, так как пружина 1 будет отжи­

87

мать поршень вверх. Сжатие пружины измерителя при этом уменьшится, снижая таким образом частоту вращения, устанав­ ливаемую регулятором. Конец одного плеча восстанавливающе­ го рычага, следуя за движением поршня серводвигателя, под­ нимется вверх и уменьшит усилие возвратной пружины.

Когда поршень поднимется настолько, что усилие возвратной пружины станет равным силе давления воздушного сигнала, зо­ лотник возвратится в свое центральное положение. При этом поступление масла в серводвигатель прекратится и его поршень остановится. За исключением периодов изменений частоты вра­ щения направленная вверх сила возвратной пружины сильфона равна сумме усилия возвратной пружины 1 и силы давления воздуха, действующего на сильфон. Изменение сигнала воздуш­ ного давления нарушает этот баланс и приводит к увеличению или уменьшению регулируемой частоты вращения.

Если механизм регулирования частоты вращения оборудован таким устройством, то уменьшение давления в магистрали вы­ зывает снижение давления воздушного сигнала. При этом воз­ вратная пружина сжатия устанавливается под сильфоном, а сам сильфон прикрепляется к верхней части пневмоприемника 10. Действие устройства и отдельных его узлов противоположно описанному. Изменение усилия возвратной пружины при задан­ ном движении поршня серводвигателя зависит от положения оси с шарикоподшипником, на который опирается восстанавли­ вающий рычаг 4. Перемещение регулируемой поворотной опоры в направлении к серводвигателю (к оси качания) уменьшает диапазон частоты вращения, реализуемой при данном диапазоне входных сигналов. Перемещение поворотной опоры в сторону от серводвигателя увеличивает диапазон частоты вращения для заданного диапазона входных сигналов.

В отличие от всех других конструкций в механизме пневмогидравлического управления осуществлена температурная ком­ пенсация, устраняющая влияние изменения вязкости масла при его нагреве на гидравлические характеристики системы управле­ ния. Эта компенсация осуществлена при помощи термобиметал­ лической пластинки на восстанавливающем рычаге 4. Такая пла­ стинка компенсирует также объемное расширение и изменение жесткости пружины, которые обычно вызываются колебаниями температуры.

Таким образом, скорости регулятора остаются постоянными, несмотря на изменения температуры окружающей среды (рабо­ чей температуры). Рукоятка 9 ручного управления, имеющая фрикционную муфту, является частью механизма пневматиче­ ского регулирования частоты вращения. При отсутствии воздуш­ ного сигнала эту рукоятку используют для установки любого значения частоты вращения в ее нормальном диапазоне. Если отсутствует воздушный сигнал, то пружина над корпусом силь­ фона удерживает винт ограничения минимальной частоты вра­

88