Мощность любого двигателя внутреннего сгорания
зависит от его конструкции (диаметр цилиндра, ход поршня, число
цилиндров и тактность), давления газов в цилиндре и частоты вращения
коленчатого вала. Давление газов в цилиндре во время рабочего хода
поршня зависит от количества топлива, подаваемого насосом высокого
давления через форсунку. Поэтому изменение мощности дизеля
осуществляется за счет изменения подачи топлива насосом путем
передвижения его рейки (см. с. 85). Рейки всех топливных насосов
соединены с общим валом, которым управляет специальный регулятор.
Дистанционное управление дизелем с помощью контроллера машиниста
позволяет получить восемь ступеней мощности от
73,5 до 993 кВт (от 100 до 1350 л. с.).
Все дизели по характеру своей работы очень чувствительны к изменению
нагрузки. Увеличение нагрузки на дизель вызывает снижение частоты
вращения коленчатого вала (’’просадку оборотов”), что может привести к
остановке дизеля, а уменьшение нагрузки сопровождается резким
возрастанием частоты вращения вала, т. е. дизель может пойти ”в разнос”.
Основным потребителем мощности дизеля на тепловозе является тяговый
генератор, который за счет системы автоматического регулирования его
мощности обеспечивает постоянную нагрузку на дизель в основном диапазоне
скоростей движения тепловоза (11,4 — 65 км/ч).
В то же время примерно 10 % мощности дизеля расходуется на привод
вспомогательных потребителей компрессор, главный вентилятор,
двухмашинный агрегат и два вентилятора охлаждения тяговых
электродвигателей), которые не могут обеспечить постоянную нагрузку на
дизель, так как компрессор и главный вентилятор автоматически включаются
и выключаются, а мощность, потребляемая двухмашинным агрегатом,
постоянно меняется. Переменная мощность этих потребителей вызывает
изменение частоты вращения коленчатого вала.
Для поддержания постоянной частоты вращения вала в условиях переменной
нагрузки на дизель нужен специальный регулятор, автоматически
управляющий топливными насосами.
Дизель на тепловозе должен быть защищен от перегрузки, которая может
возникнуть при движении тепловоза с тяжелым составом на низкой скорости
(0 — 11,4 км/ч), так как система автоматического регулирования в этом
диапазоне скоростей не обеспечивает постоянства мощности тягового
генератора из-за большого тока в силовой цепи. Кроме того, дизель
нуждается в защите от перегрузки, когда он по ряду причин
(неудовлетворительное состояние топливной аппаратуры, отключение одного
из насосов, засорение воздушных фильтров турбонагнетателя,
неблагоприятные погодные условия и т. д.) не развивает расчетной
мощности.
Установленный на дизеле K6S310DR центробежный всережимный регулятор
непрямого действия защищает его от перегрузки, выполняя функции
регулятора мощности. Так как этот регулятор является одновременно
регулятором частоты вращения коленчатого вала и мощности дизеля, то он
называется объединенным.