Файл: Регуляторы скорости дизель-генераторов..pdf

Крутящие моменты и средние эффективные давления изме­ няются соответственно с изменением частоты вращения

и

где т«1,4-=-3 в зависимости от типа судового дизеля.

Для дизеля, работающего на электрический генератор, ха- ■ рактерной является нагрузочная характеристика, позволяющая определить зависимость мощности и крутящего момента от на­ грузки при постоянной частоте вращения. Режим работы тепло­

мощности силового агрегата тепловоза от частоты вращения ко­ ленчатого вала дизеля.

Среди других параметров, позволяющих оценить работу ди­ зеля в зависимости от нагрузки, наиболее важными являются: удельный эффективный расход топлива Ge; часовой расход топ­ лива 5 Ч; эффективный к. п. д. Поэтому в качестве нагрузочных характеристик можно также принимать зависимости Ga(Ne) или B4(Ne) при постоянной частоте вращения коленчатого вала ди­ зеля.

Для характеристики дизеля как регулируемого объекта боль­ шое значение имеет также характер режимов работы, которые могут быть установившимися и неустановившимися. Установив­ шимся (или равновесным) называют такой режим работы дизе­ ля, при котором основные показатели (частота вращения, сред­ ние величины мощности и др.) остаются постоянными и не из­ меняются во времени. Такие условия работы могут быть только при равенстве мощности дизеля и мощности, расходуемой по­ требителем.

Неустановившимся называют такой режим работы, при ко­ тором мощность дизеля избыточна или недостаточна для данной нагрузки, в связи с чем частота вращения коленчатого вала длизеля и другие параметры изменяются во времени. Неустановившиеся режимы являются переходными от одного установивше­ гося режиму к другому.

Если пренебречь неравномерностью частоты вращения колен­ чатого вала дизеля, то установившийся режим работы можно обеспечить при сохранении равенства среднего значения эффек­ тивного крутящего момента дизеля Ме моменту сопротивления

Мс.

Если вследствие каких-либо причин это равенство нарушится, то избыток или недостаток энергии будет расходоваться на из­ менение частоты вращения. Характеристики дизеля гребного винта, генератора постоянного тока (тепловозного) и синхрон­ ного генератора (стационарный агрегат) совмещены на рис. 5. Кривые 1, 2, 3, 4 и 5 соответствуют изменению эффективного крутящего момента дизеля в зависимости от частоты вращения

20

{внешняя 1 и частичные 2—5 характеристики). Кривые Л, Б и В представляют собой характеристики момента сопротивления

генератора. Точки пересечения кривых 1—5 крутящего момента

всего от относительного изменения Ме и Мс в зависимости от частоты вращения.

j Устойчивостью дизеля называют его способность восстанавли­ вать установившийся режим без воздействия на систему подачи топлива. Рассмотрим два крайних случая взаимного расположе­ ния зависимостей Ме и М0. Если дизель работает в режиме, со­ ответствующем точке m (рис. 6, а), и по каким-либо причинам частота вращения коленчатого вала дизеля увеличится до значения'Пі>п,п (Пт — частота вращения равновесного режима), мо­ мент, сопротивления Мс станет больше эффективного крутящего момента М е> частота вращения уменьшится и равновесный ре­ жим восстановится.

Если частота уменьшится до п2< пт, то крутящий момент ди­ зеля станет больше момента сопротивления, т. е. установится неравенство М е> М с. Тогда избыток энергии вызовет увели­ чение частоты вращения до восстановления равновесного режи­ ма.

Таким образом, .взаимное расположение характеристик, при­ веденное на рис. 6, а, обеспечит устойчивый режим работы дизе­ ля. В этом случае считают, что агрегат обладает свойством само­ регулирования или самовыравнивания (положительное самовыравнивание).

21

КОНСТРУКЦИИ РЕГУЛЯТОРОВ

§ 7. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ РЕГУЛЯТОРОВ

Регулятор скорости является сложным по конструкции агре­ гатом с самостоятельной замкнутой масляной (гидравлической) системой. Он приводится от двигателя и смонтирован непосред­ ственно на двигателе. Базовой принципиальной схемой является схема регулятора двигателя Д50, упрощенно называемого регу­ лятором Д50.

Базовый регулятор

Регулятор Д50 (рис. 7) состоит из следующих основных ме­ ханизмов и узлов: чувствительного элемента или измерителя скорости, исполнительного органа — гидравлического серводви­ гателя и обратной связи.

Чувствительный элемент центробежного типа состоит из пру­ жины 2 измерителя и двух вращающихся грузов 3. Усилие предварительного сжатия пружины уравновешивается цен­ тробежной силой вращающихся грузов. Грузы регулятора вы­

При изменении нагрузки на дизель равновесие пружины и грузов нарушается, грузы сходятся или расходятся и увлекают золотник 20, управляющий поступлением масла к серводвигате­ лю 23. При увеличении скорости вращения грузов они расходят­ ся и перемещают золотник 20 вверх, а при уменьшении — схо­ дятся и золотник перемещается вниз. Золотник 20 управляет движением поршня 22 и впускает масло под давлением в рабо­ чую полость серводвигателя или выпускает масло из этой поло­

сти.

Серводвигатель под действием чувствительного элемента обеспечивает надлежащую величину усилия для перемещения реек топливных насосов и тем самым изменяет подачу топлива в цилиндры двигателя. Серводвигатель состоит из поршня 22, цилиндра и пружины 21. Шток 25 поршня 22 через рычажную

23