содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

5 Регулятор частоты вращения и мощности дизеля 10Д100 тепловоза 2ТЭ10М, 3ТЭ10М

Назначение и принцип работы регулятора частоты дизеля 10Д100 тепловоза 2ТЭ10М, 3ТЭ10М

 Дизель 10Д100 имеет всережимный изодромный регулятор частоты вращения и нагрузки (мощности) центробежного типа с автономной масляной системой, а также дополнительными устройствами, обеспечивающими дистанционное управление изменением частоты вращения вала. Назначение регулятора — регулировать количество топлива, подаваемого в цилиндры дизеля, и возбуждение генератора таким образом, чтобы поддерживать заданную частоту вращения коленчатого вала и определенную мощность дизеля на каждом заданном положении контроллера.

Регулятор выполняет следующие функции:

управляет подачей топлива, изменяя положение реек топливных насосов через рычажную передачу, и возбуждением генератора, изменяя положение якоря индуктивного датчика, включенного в цепь управления возбуждением возбудителя тягового генератора;

обеспечивает возможность использования полной мощности дизеля и ограничивает его перегрузку при различных условиях движения тепловоза, а также при включении и выключении вспомогательных агрегатов тепловоза;

автоматически отключающим устройством устанавливает якорь индуктивного датчика в положение минимального возбуждения при трогании тепловоза и его боксовании. После прекращения боксования устройство обеспечивает плавное увеличение возбуждения тягового генератора;

автоматически с помощью корректоров по давлению наддува, встроенных в регулятор, ограничивает подачу топлива и возбуждение тягового генератора при падении давления наддувочного воздуха;

обеспечивает с помощью электрогидравлического устройства дистанционное и ручное управление частотой вращения коленчатого вала дизеля путем изменения затяжки всережимной пружины регулятора.

Регулятор частоты вращения (рис. 27) состоит из: регулятора частоты вращения (скорости); регулятора нагрузки (мощности); электрогидравлического управления частотой вращения (скоростью); корректоров ограничения нагрузки и подачи топлива.

К регулятору скорости относятся: чувствительный элемент (измеритель частоты вращения); серводвигатель, который под воздействием чувствительного элемента изменяет подачу топлива в цилиндры дизеля; обратная связь,, обеспечивающая устойчивость процесса регулирования.

Измеритель частоты вращения центробежного типа состоит из двух грузов 8, вращающихся с траверсой, и всережимной пружины 9. Центробежная сила вращающихся грузов уравновешивается усилием всережимной пружины, имеющей определенную затяжку. Грузы регулятора выполнены в виде угловых рычагов, а ось всережимной пружины совпадает с осью вращения, что дает возможность на ходу менять затяжку пружины и тем самым устанавливать требуемую частоту вращения вала дизеля. При изменении нагрузки частота вращения вала дизеля, а следовательно, и центробежная сила грузов изменяются. При этом равновесие между всережимной пружиной и грузами нарушается; грузы расходятся или сходятся, и золотник 31, связанный с измерителем частоты вращения, перемещается вверх или вниз. Золотник 31 управляет движением поршня серводвигателя 27. Шток поршня 27 серводвигателя через рычажную передачу связан с рейками топливных насосов. Движение поршня вверх (на увеличение подачи топлива) совершается под действием давления масла, а вниз (на уменьшение подачи топлива) — под действием пружины 34. Серводвигатель обеспечивает усилие, необходимое для перемещения реек топливных насосов.

К изодромной обратной связи относится буферный поршень 7 с пружинами, игла 28 и компенсационный поясок Д золотника 31. При изменении нагрузки дизеля под действием измерителя частоты вращения поршень 27 начинает перемещаться и вызывает изменение подачи топлива. Это изменение продолжалось бы до восстановления частоты вращения при изменившейся нагрузке, однако частота вращения вала дизеля не может изменяться так же быстро, как регулятор изменяет подачу топлива, и поэтому необходимо ограничить перемещение поршня 27 и тем самым избежать излишней или недостаточной подачи топлива в цилиндры дизеля. Это ограничение движения поршня 27 в соответствии с изменением нагрузки осуществляется изодромной обратной связью путем воздействия на поясок Д золотника 31. При перемещении золотника 31 вниз или вверх поршень буфера перемещается влево или вправо, сжимая одну из его пружин и разжимая другую, при этом появляется перепад давлений масла на обеих сторонах поршня с более высоким давлением на стороне, противоположной сжатой пружине. Этот перепад (промежуточное давление) пропорционален перемещению поршня буфера. Перепад передается в полости над и под пояском Д золотника, создавая направленную вверх или вниз силу, действующую на золотник измерителя частоты вращения. В результате действия обратной связи золотник возвращается в среднее положение,

при этом поршень серводвигателя остановится в положении, соответствующем измененной нагрузке на дизель, и частота вращения вала восстановится.

Рис 27. Принципиальная схема объединенного регулятора

 1—треугольная пластина, 2, 18, 31—золотники, 3, 17, 32—золотниковые втулки, 4, 16, 34—пружины, 5—аккумуляторы масла, 6—масляный насос, 7—буферный поршень, 5—грузы, 9—всережимная пружина, 10—тяга, 11, 13—рычаги, 12—гайка, 14—упор минимальной частоты вращения, 15—серводвигатель управления, 19, 27—поршни серводвигателя, 20—коромысло, 21—игольчатые клапаны, 22—верхний шток, 23—серводвигатель регулятора, 24—серводвигатель индуктивного датчика, 25— индуктивный датчик, 26—золотник остановки, 28—игла, 29—выключающее устройство, 30—шестерня,
33—масляная ванна, 35—клапан

Поршень 7 возвращается в среднее положение под действием своих пружин, при этом масло перетекает из одной полости поршня буфера в другую через иглу 28. Величина открытия иглы определяет скорость выравнивания давлений в полостях над и под пояском Д золотника и должна быть отрегулирована так, чтобы скорость выравнивания давлений соответствовала скорости изменения частоты вращения вала дизеля.

На схеме показано взаимодействие частей регулятора при работе дизеля на установившемся режиме. Усилие пружины 9 через тарелку и шариковый подшипник воспринимается концами угловых рычагов грузов #; золотниковая втулка 32 вместе с шестернями масляного насоса 6, траверсой и грузами

8 приводится во вращение от привода регулятора. Масляный насос нагнетает масло в аккумуляторы, служащие для создания запаса масла постоянного давления, что обеспечивается переливом избыточного масла в масляную ванну 33. Из аккумулятора масло поступает в пространство между дисками золотника. Золотник 31 имеет компенсационный поясок Д и может перемещаться в золотниковой втулке 32.

Регулирующий поясок Е золотника 31 перекрывает подвод масла к поршню 7 буфера, находящемуся в среднем положении под действием своих пружин. Полости буфера Л и Б соединены каналами с полостями соответственно под и над пояском Д. Полость Б соединена с полостью под поршнем 27 серводвигателя. Игла 28 регулирует проходное сечение отверстия, соединяющего полости А и Б справа и слева от поршня 7.

При неизменной нагрузке усилие всережимной пружины уравновешивается центробежной силой вращающихся грузов. Золотник 31 своим пояском Е перекрывает окно в золотниковой втулке 32, закрывая доступ масла из аккумулятора к поршню 7. Поршень 7 находится в среднем положении под действием своих пружин, давление масла под поршнем 27 серводвигателя и в полостях А и Б равно. Шток серводвигателя находится в таком положении, при котором подача топлива соответствует определенной нагрузке дизеля.

При увеличении нагрузки на дизель частота вращения его вала уменьшается, грузы сходятся к оси вращения, золотник 31 передвигается вниз, открывая доступ масла из аккумулятора 5 в полость А. Поршень 7 под действием давления масла смещается в сторону серводвигателя, сжимая левую пружину и расслабляя правую. При этом поршень 7 вытесняет соответствующий объем масла под поршень 27 серводвигателя, перемещая его вверх и увеличивая подачу топлива в цилиндры дизеля. При движении поршня 7 в направлении потока масла к серводвигателю создается промежуточное давление масла в полости А, которое больше давления масла в полости Б на величину, пропорциональную смещению поршня 7. При движении поршней 7 и 27 перепад давления масла на обеих сторонах поршня 7 передается в полости над пояском Д золотника и под ним с более высоким давлением под пояском Д.

Давление на поясок Д снизу возрастает до тех пор, пока оно вместе с подъемной силой расходящихся грузов не преодолеет усилие пружины измерителя и не поднимет золотник 31 до перекрытия регулирующего окна в золотниковой втулке 32. Как только регулирующее окно закроется, поршень 27 серводвигателя остановится в положении увеличенной подачи топлива, необходимой для работы дизеля при увеличенной нагрузке. Поршень 7 возвращается в среднее положение под действием своих пружин, так как давление масла в полостях А и Б выравнивается иглой 28. Вырав-нивание давлений должно быть приведено в соответствии со скоростью восстановления частоты вращения вала.

При уменьшении нагрузки на дизель частота вращения его вала увеличивается, грузы расходятся, поднимая регулирующий золотник вверх и открывая регулирующее окно пояском £. Регулирующее окно соединяет полость А со сливом, давая возможность поршню серводвигателя под действием пружины 34 опуститься вниз в направлении уменьшения подачи топлива в цилиндры дизеля.

При опускании поршня 27 поршень 7 под действием давления масла смещается вправо, сжимая правую пружину и расслабляя левую. При движении поршня 7 в направлении потока масла от поршня 27 к золотнику создается промежуточное давление масла в полости Б, которое больше давления масла в полости А на величину, пропорциональную смещению поршня 7. При движении поршней 7 и 27 перепад давлений масла на обеих сторонах поршня 7 передается в полости над пояском Д золотника и под ним с более высоким по величине давлением над пояском Д. Давление на компенсационный поясок сверху возрастает до тех пор, пока вместе с действующей вниз силой пружины 9 не уравновесит силу грузов и не опустит золотник 31 до перекрытия регулирующего окна во втулке золотника. Как только регулирующее окно закроется, поршень 27 серводвигателя остановится в положении, соответствующем уменьшенной подаче топлива, необходимой для работы дизеля при уменьшенной нагрузке. Поршень 7 возвращается в среднее положение под действием своих пружин.

При больших изменениях нагрузки дизеля поршень 7 перемещается в крайнее положение, при этом полости Л и Б, кроме иглы, сообщаются между собой непосредственно, что улучшает переходные процессы.

При пуске дизеля. Всережимная пружина имеет предварительную затяжку, соответствующую минимальной частоте вращения холостого хода вала дизеля. Поэтому при неработающем дизеле грузы регулятора сведены и золотник находится в крайнем нижнем положении. Поршень 27 серводвигателя находится в крайнем нижнем положении, соответствующем выключенной подаче топлива. При пусковой частоте вращения масло под давлением из масляного насоса 6 поступает в полость А, смещает поршень 7, который вытесняет некоторый объем масла под поршень серводвигателя. Поршень 27 преодолевает усилие пружины 34 и поднимается вверх, перемещая рейки топливных насосов в положение подачи топлива; дизель пускается и устанавливается минимальная частота вращения, соответствующая предварительной затяжке пружины 9.

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..