Регуляторы частоты вращения коленчатого вала дизеля

Ограничение частоты вращения коленчатого вала дизелей вызвано необходимостью предохранить их механизмы от перегрузок, возникающих под действием инерционных сил, и опасности перегрева при чрезмерном возрастании частоты вращения коленчатого вала. Регуляторы частоты вращения коленчатого вала дизелей могут быть двух типов: двухрежимные и всережимные.

Двухрежимные регуляторы

Устанавливаемые на дизелях автомобилей ЗИЛ-4331 и их модификациях двухрежимные регуляторы частоты вращения ограничивают максимальную частоту вращения дизеля и поддерживают минимально устойчивую частоту вращения на холостом ходу, т. е. действуют на двух граничных режимах работы дизеля.

Всережимные регуляторы

В зависимости от нагрузки двигателя всережимные регуляторы изменяют количество подаваемого топлива, обеспечивают устойчивую работу дизеля на всех задаваемых скоростных режимах, включая минимально устойчивую частоту вращения на холостом ходу и ограничивая максимальную частоту вращения.

На дизеле ЯМЗ-236 установлен ТНВД, соединенный с механизмом всережимного регулятора частоты вращения коленчатого вала. Регулятор расположен в отлитом из алюминиевого сплава корпусе 4 (рис. 4.6, а) с крышкой 2. Корпус винтами прикреплен к задней стенке корпуса насоса. Крышка 2 с прокладкой фиксируется на корпусе регулятора установочными штифтами и крепится винтами. Смотровой люк в торце крышки корпуса закрыт стальной штампованной крышкой 36.




Механизм регулятора приводится в действие от заднего конца кулачкового вала 10 насоса через промежуточную повышающую зубчатую передачу. Повышение частоты вращения вала регулятора позволяет уменьшить его размеры. Ведущая шестерня 13 промежуточной передачи установлена и фиксируется шайбой на ступице, сидящей на шпонке на конусном конце кулачкового вала и закрепленной на нем гайкой. В пазах между выступами ступицы и шестерни находятся резиновые сухари 12, обеспечивающие плавную передачу усилия от вала насоса на привод регулятора и сглаживание резких колебаний нагрузки. Крайние положения рычага управления ограничиваются двумя винтами с контргайками, ввернутыми в выступы крышки корпуса регулятора. Задний винт 37 ограничивает минимальную частоту вращения холостого хода двигателя, а передний винт — его максимальную частоту вращения.

В промежуточный силовой рычаг 33 ввернут и закреплен контргайкой винт 31, головка которого расположена против валика 30 рычага управления. Этим винтом регулируют величину максимального выдвижения рейки и, следовательно, максимальную подачу топлива насосом. Против промежуточного силового рычага в крышку ввернут регулировочный винт 32 с буферной пружиной, в которую рычаг упирается при минимальной частоте вращения холостого хода двигателя. С помощью этого винта корректируется минимальная частота вращения холостого хода. В установленном положении винт закрепляется контргайкой и закрывается колпачковой гайкой.

В крышку корпуса регулятора внизу, против нижнего конца кулисы, ввернуты два регулировочных винта. Левый винт 24 используется для ограничения хода кулисы в период обкатки двигателя, а правый винт 23 — для этой же цели в период эксплуатации двигателя. В корпус регулятора заливают масло через наливное отверстие, которое закрыто крышкой с маслоизмерительным стержнем.


Работой дизеля управляют нажатием на педаль подачи топлива. При любом положении педали ее тяга поворачивает наружный рычаг 40 управления подачей вместе с внутренним рычагом 1 регулятора в определенное положение, изменяя натяжение соединительной пружины 38. При перемещении рычагов вправо натяжение пружины 38 уменьшается, при перемещении влево — увеличивается. Поэтому для каждого установленного водителем положения педали подачи топлива всережимный регулятор автоматически поддерживает постоянной заданную частоту вращения коленчатого вала, несмотря на изменение нагрузки двигателя.

При вращении грузы 17 (рис. 4.6, б) регулятора стремятся разойтись под действием возникающей центробежной силы (на рисунке показано штриховыми стрелками). Однако передвижная муфта 16, упираясь в промежуточный силовой рычаг 33, поворачивает его вместе с двуплечим рычагом 35, растягивая пружину 38 так, что действие центробежных сил уравновешивается ее натяжением. Вследствие этого грузы 17 фиксируются в определенном положении, и через приводной рычаг рейка 5 привода ТНВД устанавливается в положение, соответствующее заданному скоростному режиму двигателя при данной нагрузке.

При увеличении нагрузки двигателя (при постоянном положении рейки) частота вращения его начинает падать. При этом центробежная сила грузов //уменьшается, и передвижная муфта 16 под действием пружины 38 через рычаги 35 и 33 сдвигается влево, перемещая приводной рычаг 25 вместе с тягой и рейкой 5 влево, т. е. в сторону увеличения подачи топлива. При этом частота вращения двигателя снова восстанавливается в момент уравновешивания центробежных сил грузов силой натяжения пружины.


При уменьшении нагрузки частота вращения двигателя начинает возрастать, вследствие чего центробежная сила грузов 1 /также увеличивается, и они сдвигают муфту 16 вправо вместе с промежуточным силовым рычагом 33, преодолевая сопротивление пружины 38 и дополнительно растягивая ее. Вместе с муфтой 16 передвигается и приводной рычаг 25 с рейкой 5, выдвигая ее из корпуса насоса и уменьшая подачу топлива. Это продолжается до восстановления заданной частоты вращения двигателя, т.е. до момента уравновешивания центробежных сил грузов силой натяжной пружины. Таким образом, заданный скоростной режим двигателя поддерживается с помощью регулятора, несмотря на изменения нагрузки.

При увеличении нажатия на педаль подачи топлива наружный рычаг 40 вместе с рычагом 1 поворачиваются влево, и предварительное натяжение соединительной пружины J# возрастает. Вследствие этого промежуточный силовой рычаг 33, надавливая на муфту 16 регулятора с большей силой, передвигает ее влево вместе с рычагом 25 и рейкой 5, и подача топлива увеличивается. При этом частота вращения двигателя возрастает, так как для уравновешивания силы натяжения пружины требуется большая центробежная сила грузов, которая возникает при увеличении их скорости вращения.

При нажатии на педаль подачи топлива до отказа рычаг 40 управления поворачивается влево до упора в левый ограничительный винт 41. При этом натяжение соединительной пружины 38 будет наибольшим, и она переместит через промежуточный рычаг 33 муфту 16 с рычагом 25 и рейкой 5 в положение, соответствующее максимальной частоте вращения двигателя.

При отпускании педали рычаг 40 повернется вправо до упора в правый ограничительный винт 37. Соединительная пружина 38 при этом будет иметь минимальное натяжение, поэтому даже при малой частоте вращения муфта 16 регулятора под действием центробежной силы грузов 17 будет сдвинута вправо и с помощью рычага 25 переместит рейку 5 в положение, соответствующее минимальной подаче топлива, а следовательно, и минимальной частоте вращения холостого хода двигателя. На всех режимах работы двигателя осью поворота рычага рейки является палец 42, входящий в прорезь кулисы 22 и повернутый до упора в регулировочный винт 23.

Для полного выключения подачи топлива кулиса 22 с помощью наружного рычага 40 и тяги с кнопкой поворачивается в противоположное крайнее положение. При этом рычаг 25 привода рейки поворачивается на цапфах упорной пяты 27 по часовой стрелке и вытягивает рейку 5 до отказа, полностью выключая подачу топлива, и двигатель останавливается.