Моделювання робочого процесу чотирьохтактного дизеля (стр. 10 из 13)

Регулятор виповняє наступні функції:

- управління подачею палива, при цьому змінює положення рейок паливних насосів через важільну передачу і збудженням генератора, змінює положення якоря індуктивного датчика, який включений в ціпок управління збудженням збудника електричного генератора;

- забезпечує можливість використання повної потужності дизеля і обмежує його перевантаження при різних умовах завантаження електричної мережі, яка живиться енергокомплексом, а також при включенні і виключенні допоміжних агрегатів енергосекції;

- автоматично за допомогою коректорів та тиску наддуву, які вбудовані в регулятор, обмежує подачу палива і збудження генератора (генератора енергосекції) при падінні тиску наддувного повітря;

- забезпечує за допомогою електрогідравлічного пристрою дистанційного управління зміну навантаження дизель-генератора.

Регулятор частоти обертання складається ( див. рисунок 4.1) з:

- чутливого елемента або вимірника частоти обертання;

- сервомотора, який по сигналу чутливого елемента управляє рейками паливних насосів;

- зворотного зв’язку, який забезпечую стійкість процесу.

Вимірник частоти обертання відцентрового типу складається з двох вантажів 19, які крутяться від привідного валу 1.

Відцентрова сила обертання вантажів урівноважується зусиллям всережимної пружини 18, яка має дану затяжку. Вантажі регулятора виповнені у вигляді кутових важелів, а вісь всережмної пружини співпадає з віссю обертання, що дає можливість на ходу змінювати затяжку пружини і тим самим встановлювати потрібну частоту обертання валу дизеля. При зміни навантаження частота обертання колінчатого валу дизеля змінюється і тому відцентрова сила вантажів змінюється теж. При цьому рівновага між всережимною пружиною і вантажем порушується, вантажі розходяться або збігаються, і золотник 20, зв’язаний з вимірником частоти обертання, переміщується вверх або вниз. Золотник 20 управляє рухом поршня сервомотора 3. Шток поршня сервомотора через важільну передачу зв’язаний з рейками паливних насосів. Рух поршня вверх (на збільшення подачі палива) виробляється під дією тиску масла, а до низу (на зменшення подачі палива) – під дією пружини. Сервомотор забезпе5чує посилення, яке необхідне для переміщення рейок паливних насосів.

Зворотній зв’язок – ізодромний, силового (буферного) тиску, забезпечує стійкість процесу регулювання дії на золотник 20. До ізодромного зворотного зв’язку 4 відноситься поршень, голка 2 з пружинами і компенсаційний поясок золотника 20.

При зміні навантаження на дизель поршень сервомотора починає переміщуватися і викликає зміну подачі палива. Ця зміна продовжувалася б до відновлення частоти при новому навантаженні, але частота обертання дизеля може змінюватися так швидко, як регулятор змінює подачу палива і тому необхідно обмежити переміщення поршня сервомотора 25. Це обмеження руху поршня 25 по відношенню із зміною навантаження здійснюється ізодромним зворотнім зв’язком шляхом дії на поясок золотника 27. При переміщенні золотника 20 донизу або доверху поршень ізодрома (буфера) 26 переміщується вліво або вправо, стискує одну з його пружин і звільнює іншу, при цьому з’являється перепад тисків масла на обох сторонах поршня з найбільш високим тиском на стороні, протилежної стисненій пружині. Такий перепад тисків пропорційний переміщенню поршня ізодрома. Перепад тисків передається в порожнині над і під пояском золотника, що викликає направляючу вверх або вниз силу, яка діє на золотник. При цьому частота обертання стає попередньою, а поршень сервомотора зупиниться в положенні, яке відносне змінному навантаженню на дизель, і частота обертання валу дизеля відновлюється.

Поршень ізодрома повертається в середнє положення під дією своїх пружин, при цьому масло перетікає з однієї порожнини поршня в іншу через голку. Ступінь відкриття голки визначає швидкість вирівнювання тиску в порожнинах над і під поясом золотника і повинно бути відрегульовано так, щоб швидкість вирівнювання тисків була відповідна швидкості зміни частоти обертання вала дизеля.

Автономна масляна система складається з маслонасосу 23, акумуляторів 22 і масляної ванни 24. Масляний насос 22 нагнітає масло в акумулятори, які служать для створення запасу масла постійного тиску. Зайве масло зливається до ванни. Із акумулятора масло потрапляє до золотникової частини регулятора потужності 8, до золотникової частини регулятора частоти обертання 21 та до золотникової частини управління регулятором 17.

При роботі регулятора на установленому режимі посилення пружини вимірювача 18 відновлюється відцентровою силою обертання вантажів 19. Золотник 20 своїм пояском 27 перекриває вікно в золотниковій втулці, закрив доступ масла від акумулятора до поршня сервомотора 25.

Поршень ізодрома 26 знаходитися в середньому положенні під дією своїх пружин, тиск масла під поршнем сервомотора і в обох порожнинах ізодрома однаковий. Шток сервомотора знаходиться в такому положенні, при якому подача палива відповідна даному навантаженню дизеля при заданій частоті обертання.

При збільшені навантаження на дизель частота обертання колінчатого вала зменшується, вантажі регулятора 19 сходяться до вісі обертання, золотник 20 опускається, відкрив доступ масла із акумулятора в порожнину зліва поршня ізодрома 26. Поршень 26 під дією масла зміщується в сторону сервомотора, затиснув ліву пружину і послабив праву. При цьому поршень витісняє відносний об’єм масла під поршень 26 сервомотора 25, переміщує його вверх і збільшує подачу палива до циліндра. При русі поршня 26 в направленні потоку масла в порожнині, до сервомотора здійснюється проміжний тиск масла в іншій порожнині на величину, пропорційну зміщенню поршня. При русі поршня зворотного зв’язку перепад тиску масла на обох сторонах поршня передається в порожнини над пояском 27 золотника 20 і під низ з більш високим тиском під пояском.

Тиск на цей поясок знизу збільшується до тих пір, поки сила тиску разом із силою від вантажів не переборе посилення пружини вимірювача 18 і не підніме золотник 20 до перекриття регулюючого вікна в золотниковій втулці. Як тільки регулююче вікно закриється, поршень 25 сервомотора зупиниться в положенні збільшеної подачі палива, яка необхідна для роботи дизеля при збільшеному навантажені. Поршень ізодрома 26 вертається в середнє положення під дією своїх пружин. Вирівнювання тисків проходе відповідно із швидкістю відновлення частоти обертання вала.

При зменшені навантаження на дизель частота обертання його вала збільшується; вантажі 19 розходяться та піднімають регулюючий золотник 20, який відкриває вікно. Вікно з’єднує порожнину зі зливом, що дає поршню сервомотора 25 під дією пружини опуститися і зменшувати подачу палива в циліндри дизеля. При опусканні поршня 25 поршень ізодрома 26 під тиском масла зміщується вправо, затиснув праву пружину і послабив ліву. При русі поршня 26 до золотника створюється проміжний тиск масла в іншу порожнину більший тиск на величину, пропорційну зміщенню поршня ізодрома. При русі поршня ізодрома перепад тисків масла на обох сторонах поршня ізодрома передається в порожнину над пояском 27 золотника 20 і під ним з більш високим по величіні тиском над пояском.

Тиск на компенсаційний поясок зверху до тих пір зростає, доки разом з діючою вниз силою пружини 18 не урівноважує силу вантажів і не опустить золотник 20 до перекриття пояском 27 вікна во втулці золотника. Як тільки вікно закривається, поршень 25 сервомотора зупиняється в положенні, відноснім зменшеної подачі палива, необхідній для роботи дизеля при зменшеному навантаженні поршень ізодрома 26 повертається в середнє положення під дією своїх пружин.

Регулятор працює при пуску дизеля. Пружина вимірювача 18 має попередню затяжку, яка відповідна мінімальній частоті обертання холостого хода вала дизеля в крайньому нижньому положенні. Поршень 25 сервомотора знаходиться в крайньому положенні, відносно частоті обертання масла під тиском маслонасосу 23 потрапляє в порожнину, зміщує поршень ізодрома 26, який витісняє деякий об’єм масла під поршень серводвигуна. Поршень 25 переборює посилення пружини і піднімається, переміщує рейки паливних насосів в положення подачі палива; дизель запускається і зупиняється з мінімальної частоти обертання відносно попередньої затяжці пружини 18.

Система регулювання потужності забезпечується за допомогою індуктивного датчика 6, сервомотора 7, який управляється золотниковою системою 8. Цей регулятор можна вимикати за допомогою вимикача 9. Система регулювання потужності на кожній позиції контролера машиніста діє через індуктивний датчик 6 сумісно із системою регулювання електричною передачею на збудження генератора для забезпечення відповідної постійної потужності на кожному завданому положенні контролера при зміні умов руху або навантаження власних нестатків тепловозу. Останнє пов’язано наприклад з вмиканням чи вимиканням вентилятора охолодження або повітряного компресора системи гальмування.

Рисунок – Принципова схема регулятора частоти обертання та потужності

1- валик приводу; 2- голка ізодрома; 3 – сервомотор силовий; 4 – система ізодромного зворотного зв’язку; 5- стоп – пристрій; 6 – індуктивний датчик регулятора потужності; 7 – сервомотор регулятора потужності; 8 – золотникова частина управлінням системою регулювання потужності; 9 – вимикач системи регулювання потужності; 10 – важільна система зворотного зв’язку; 11 – траверса; 12 – клапан; 13 – важіль; 14 – сервомотор управління; 15 – важільна система; 16 – трикутна пластина; 17 – золотникова частина управління; 18 – пружина вимірника; 19 – вантажі вимірника; 20 – золотник; 21 – золотникова частина регулятора частоти обертання; 22 – акумулятор масла; 23 – масляний насос; 24 – масляна ванна; 25 – поршень сервомотора; 26 – поршень ізодрома; 27 – поясок золотника управління сервомотором.