Пристрої для регулювання частоти обертання колінчастого вала

У процесі роботи трактора навантаження змінюється в залежності від зовнішніх умов, а це спричиняє коливання частоти обертання колінчастого вала двигуна. При зменшенні навантаження частота обертання вала може надмірно зростати, що призводить до передчасного спрацювання деталей і перевитрати палива.

Якісне виконання сільськогосподарських польових робіт потребує певної поступальної швидкості руху агрегату та незмінної частоти обертання вала відбору потужності, тобто постійної частоти обертання колінчастого вала двигуна. Це можливо лише за умови, якщо одночасно з коливаннями навантаження змінювати кількість горючої суміші або палива, що подається у циліндри двигуна. Такі функції виконує регулятор.

Найбільшого поширення набули відцентрові одно- і всережимні регулятори. Однорежимні застосовують у пускових тракторних двигунах, вони обмежують максимальну частоту обертання колінчастого вала. В дизельних двигунах застосовують всережимні регулятори.

Відцентровий, всережимний, з коректором подачі палива та автоматичним збагачувачем регулятор становить з насосом типу УТН один механізм.

Ступінчастий хвостовик кулачкового вала насоса розміщений у корпусі регулятора (рис. 14). На перший його виступ з лисками напресовано упорну шайбу 7, на другий – вільно посаджено маточину 5 з чотирма тягарцями (від осьового зрушення маточина утримується стопорним кільцем), на третьому є відтискна муфта з упорним підшипником 2.

Упорна шайба з’єднана з маточиною спеціальними амортизуючими ланками, чим досягається гасіння поштовхів внаслідок раптових змін частоти обертання колінчастого вала двигуна.

На осі 28 встановлений основний 27 і проміжний 25 важелі регулятора. Вони з’єднані болтом 24 так, що мають можливість кутового зміщення.

На проміжному важелі встановлено бочкоподібний ролик 26, який опирається на муфту 8 регулятора, шток коректора 20 подачі палива та шпильку кріплення пружини 13 автоматичного збагачувача. Зверху до важеля кріпиться тяга, яка з’єднує його з рейкою 14 паливного насоса.

Основний важіль регулятора через пружину 18, сергу 16 і важіль 12 з’єднується з розміщеним на корпусі важелем керування регулятором.

Кут повертання основного важеля на осі 28 і внаслідок цього проміжного важеля та хід рейки паливного насоса обмежуються болтом 22 (номінальна подача палива) й упором 21 (подачу вимкнено).

Деталі регулятора й насоса змащуються моторною оливою, яку заливають через горловину біля важеля керування регулятором. Порожнини корпусів сполучаються з атмосферою через сапун з фільтром. З 1982 року двигуни Д-240 і Д-240Л комплектуються насосами УТН-5 з циркуляційним мащенням (від системи мащення двигуна).

Рис. 14. Регулятор паливного насоса УТН-5:

1 – корпус; 2 – упорний підшипник; 3 – зливна пробка; 4 – спіральна пружина; 5 – маточина тягарців; 6 – кулачковий вал; 7 – упорна шайба; 8 – муфта; 9 – тягарці; 10 – пружина коректора; 11 – регулювальний гвинт; 12 – важіль пружини регулятора; 13 – пружина автоматичного збагачувача; 14 – рейка насоса; 15 – кришка; 16 – серги пружини; 17 – тяга; 18 – пружина регулятора; 19 – шпилька; 20 – шток коректора; 21 – упор основного важеля; 22 – болт номіналу; 23 – корпус коректора; 24 – болт; 25 – проміжний важіль; 26 – бочкоподібний ролик; 27 – основний важіль; 28 – вісь; 29 – важіль керування; 30 – пробка заливної горловини; 31 – гвинт-обмежувач

Під час пуску двигуна важіль 8 (рис. 15, а) керування регулятором повертають до упору в гвинт-обмежувач 9 номінального швидкісного режиму. Зусиллям пружин регулятора 5 і збагачувача 6 важелі 3 і 4 відхиляються у крайнє праве положення, обмежене головками гвинтів номінальної та максимальної подачі палива у момент пуску дизеля. Рейку паливного насоса встановлюють на максимальну (пускову) подачу.

При роботі двигуна без зовнішнього навантаження важіль 8 (рис. 15, б) залишається у попередньому положенні. Відцентрова сила тягарців 11, долаючи зусилля пружин 5 і 6, відхиляє важелі 3 і 4 вліво й пересуває рейку 7 паливного насоса у бік зменшення подачі палива, внаслідок чого зменшується частота обертання колінчастого вала двигуна.

При номінальному навантаженні відцентрова сила тягарців врівноважується зусиллями пружин 5 і 6 (рис. 15, в). Основний важіль дотикається до головки болта номінальної подачі, рейка насоса перебуває у положенні встановленої подачі.

У разі перевантаження (рис. 15, г) двигуна основний важіль свого положення не змінює, оскільки впирається у болт номінальної подачі, а пружина 14 коректора відштовхує проміжний важіль і через нього зсуває рейку насоса у бік збільшення подачі палива. За рахунок додаткової подачі палива зростає крутний момент двигуна, що дає змогу подолати короткочасне перевантаження. Величина додаткового зміщення рейки й початок роботи коректора залежать від величини висування штока 13 і попереднього стиснення пружини коректора.

Рис. 15. Схема роботи регулятора насоса УТН-5:

а – пуск двигуна; б – холостий хід; в – номінальне навантаження; г – тимчасове перевантаження; 1,2 – болти подачі палива відповідно номінальної і максимальної; 3 – головний важіль; 4 – проміжний важіль; 5 – пружина регулятора; 6 – пружина збагачувача; 7 – рейка паливного насоса; 8 – важіль керування регулятором; 9 – гвинт-обмежувач; 10 – вал; 11 – тягарці; 12, 13, 14 – відповідно корпус, шток і пружина коректора

Для зупинки двигуна важіль 8 повертають у бік зменшення натягу пружини, внаслідок чого важіль 3 зміщується вліво і тягне за собою важіль 4, який пересуває рейку паливного насоса у положення вимкненої подачі палива.

Керують швидкісним режимом двигуна з кабіни: важелем встановлюють потрібний постійний швидкісний режим роботи, а педаллю збільшують його у міру потреби.

Для зменшення кількості частинок палива, що не згоріли, у випускних газах на деяких двигунах (наприклад, Д-245) застосовують пневматичні протидимні коректори.

При тиску наддуву 0,015 МПа і нижче пневмопривод, яким зв’язаний турбокомпресор і основний важіль регулятора паливного насоса, забезпечує зменшення подачі палива у циліндри двигуна. Коригування може досягати 30 %.

Всережимний регулятор насоса типу НД з коректором подачі палива й автоматичним збагачувачем розміщений в окремій секції паливного насоса (див. рис. 8).

Вал регулятора 15 вертикальний, обертається у двох підшипниках. У рух приводиться парою конічних шестерень від кулачкового вала 23. Маточина тягарців вільно охоплює вал і з’єднана з ним демпферною пружиною 26, яка є пружною ланкою привода, призначеною для сприйняття поштовхів від раптової зміни частоти обертання колінчастого вала. Для збереження зв’язку між валом регулятора і маточиною тягарців у разі поломки демпферної пружини на валу регулятора закріплено штифтом шайбу блокування 28, а в маточину запресовано штифт 24, який входить у паз шайби. Штифт обмежує закручування пружини і при її поломці передає обертання від вала до маточини.

Коректор регулятора автоматично збільшує циклову подачу палива при перевантаженнях двигуна за рахунок додаткового переміщення дозаторів у бік збільшення подачі. У корпусі коректора є підпружинений шток 6 з обмежувачем ходу й регулювальним гвинтом 9.

Під час пуску двигуна важіль керування встановлюють у крайнє положення, тобто до упору в гвинт-обмежувач 13. При цьому тягарці 3 зближені, муфта регулятора займає крайнє нижнє положення. Пружина 10 регулятора утримує важіль коректора 4 і коротке плече основного важеля 11 у верхньому положенні. Довге плече основного важеля повертається вниз і забезпечує пересування дозаторів 11 (див. рис. 9) вгору, тобто у бік збільшення циклової подачі палива.

Якщо зростає частота обертання колінчастого вала двигуна, тягарці під дією відцентрової сили розходяться й піднімають муфту, а вона повертає основний важіль, розтягуючи пружину 10 (див. рис. 8) регулятора. Внаслідок такого зміщення основного важеля дозатор рухається вниз (у бік зменшення подачі).

Зі збільшенням навантаження частота обертання колінчастого вала двигуна (і вала регулятора) знижується, пружина регулятора через систему важелів встановлює дозатори у положення, що відповідає такому навантаженню. При номінальному навантаженні важіль коректора торкається штока 6, а положення дозаторів забезпечує номінальну подачу палива.

У разі перевантаження двигуна частота обертання вала регулятора знижується, відцентрова сила тягарів зменшується, муфта ковзає вниз. Зусиллям пружини 10 регулятора важіль коректора натискує шток 6 і через основний важіль зміщує дозатори у бік збільшення подачі палива. Хід штока коректора і ступінь збільшення подачі палива обмежуються гвинтом 9, в який упирається шток.

Для вимкнення подачі палива важіль керування переводять у положення „Стоп”, тобто до упору в гвинт 14. При цьому пружина регулятора зміщує важіль 4 коректора вниз, повертаючи одночасно основний важіль 11, який через відповідні тяги встановлює дозатори у крайнє нижнє положення (паливо не подається).

Недоліком відцентрових регуляторів частоти обертання колінчастого вала є те, що вони з певною затримкою відновлюють порушений швидкісний режим двигуна. Такі коливання частоти обертання, зумовлені коливаннями навантаження, підсилюють крутильні коливання колінчастого вала, від чого зменшується моторесурс двигуна.

Поиск по сайту: