Электрогидравлическое управление нагрузкой
дизеля 14Д40 тепловоза М62
Нагрузка дизеля определяется мощностью,
потребляемой тяговым генератором и вспомогательными агрегатами. При
независимом возбуждении мощность, потребляемая генератором, определяется
током нагрузки, который при постоянном напряжении зависит от частоты
вращения якорей тяговых электродвигателей, т. е. от скорости тепловоза.
Изменение скорости тепловоза вызывает изменение тока нагрузки, а значит,
и мощности, потребляемой генератором. Такое явление крайне нежелательно
для тепловозного двигателя, так как не позволяет использовать полную
мощность дизеля в большом диапазоне изменений скорости тепловоза.
Регулятор имеет механизм управления нагрузкой, который, воздействуя на
электрическую систему, поддерживает возбуждение генератора таким
образом, чтобы мощность, потребляемая им, оставалась постоянной в'
большом диапазоне изменений тока нагрузки. При изменении мощности
вспомогательных агрегатов, приводимых непосредственно от вала дизеля,
механизм управления нагрузкой, воздействуя на систему возбуждения,
изменяет напряжение на генераторе так, что мощность дизеля остается
неизменной на конкретной позиции.
Работа тягового генератора поддерживается по характеристике, близкой к
характеристике постоянной мощности, что позволяет использовать полную
мощность дизеля в большом диапазоне изменений скорости тепловоза. При
рассмотрении процесса управления нагрузкой ввиду относительно малой
скорости перемещения штока сервомотора 4 (см. рис. 43) по сравнению со
скоростью перемещения штока
силового сервомотора 2 можно без большой
погрешности считать, что при изменении нагрузки регулятор вначале
устанавливает подачу топлива в соответствии с новым значением нагрузки,
а затем уже регулирует нагрузку. Учитывая такое допущение, будем иметь
при этом следующее взаимодействие элементов регулятора.
При неизменных частоте вращения и нагрузке дизеля
шток силового сервомотора 2 неподвижен, шток сервомотора 4 также
неподвижен и перепускные окна золотника 7 управления нагрузкой
перекрыты. Система находится в равновесии. Когда нагрузка изменяется, а
рукоятка контроллера находится в неизменном положении, регулятор
устанавливает подачу топлива в соответствии с новым значением нагрузки.
При этом перемещение поршня силового сервомотора
2 через шток, рычаг А и тягу Б вызывает перемещение плунжера золотника
управления нагрузкой, который открывает перепускные окна золотника и
соединяет через каналы в и маслопроводы одну полость .сервомотора 4 с
напорной магистралью г, а другую — на слив. В результате сервомотор 4
перемещает сердечник сблокированного с ним индуктивного датчика и тем
самым воздействует на электрическую систему управления, способствуя
восстановлению первоначальной величины нагрузки.
Сливные отверстия дросселируют иглами II и проходные сечения их
регулируют так, чтобы они- были близки к проходным сечениям перепускных
окон золотника. Благодаря этому в полости слива создается давление,
которое перемещает золотник в сторону перемещения плунжера, уменьшая при
этом сечение перепускных окон золотника, и, следовательно, скорость
перемещения. поршня сервомотора
4. Давление в полости слива понижается, золотник 5 под действием пружины
перемещается в. обратном направлении. В то же время электрическая
система управления нагрузкой восстанавливает нагрузку дизеля до
первоначальной величины, и регулятор устанавливает соответственно
первоначальную величину подачи топлива. При этом перемещение поршня
силового сервомотора 2 через шток, рычаг А и тягу Б вызывает
соответствующее перемещение плунжера золотника
5. В правильно настроенной гидравлической части механизма управления
нагрузкой, что достигается соответствующим дросселированием сливных
отверстий, скорость перемещения плунжера золотника 5 больше скорости
перемещения самого золотника. Поэтому плунжер догоняет золотник 5,
перекрывает перепускные окна и останавливает поршень сервомотора 4.
Дальнейшее движение золотника 5 происходит вместе с плунжером, при этом
перепускные окна золотника 5 перекрыты, и поршень сервомотора 4
неподвижен. Благодаря этому величина перерегулировки нагрузки резко
уменьшается, и нагрузка дизеля достигает заданной величины без
длительных колебаний.
При переключении рукоятки контроллера регулятор изменяет частоту
вращения коленчатого вала дизеля. В этот момент нагрузка сохраняет свое
прежнее значение, а штоки силового сервомотора 2 и сервомотора 4
управления частотой вращения занимают новое положение и смещают плунжер
золотника 5 от среднего положения. Начинается процесс регулировки
нагрузки. Он происходит аналогично описанному ранее и продолжается до
тех пор, пока нагрузка не станет соответствовать новой частоте вращения
вала дизеля.
Когда нагрузка будет строго соответствовать заданной частоте вращения
вала дизеля, плунжер золотника 5 займет среднее положение, и силовой
поршень сервомотора 2 будет неподвижен. При выключении в кабине
машиниста тумблера топливного насоса выключается питание обмотки
электромагнита ЭМ и плунжер золотника выключения регулятора, перемещаясь
вверх под давлением масла, соединяет полость под поршнем силового
сервомотора 2 со сливом. Поршень силового сервомотора под действием
пружины перемещается вниз и выключает подачу топлива. Дизель
останавливается.