Электрооборудование регулятора

 Электрические принципиальные схемы регулятора по модификациям приведены на рис. 13 и 14.

Электрическая схема регулятора скорости М7РС

Электрическая схема регулятора скорости 1-М7РС2-М и 14.ВРН-100

 Электрооборудование регулятора включает электромагнит стопа (ЭС) на регуляторах всех модификаций и электромагнит режима (МР) на модификациях регулятора 1-М7РС2-М и I4.ВРН-I00. Провода от электромагнитов подведены к штепсельному разъему 19 (см. рис. 3) и через него стыкуются с системой управления, выполняемой потребителем.

Графические характеристики

Характеристика ограничения подачи топлива в зависимости от угла поворота валика управления частотой вращения при однорежимной работе регулятора

Характеристика ограничения подачи топлива в зависимости от угла поворота валика управления частотой вращения при однорежимной работе регулятора ВРН-100

Характеристика ограничения подачи топлива в зависимости от давления наддувочного воздуха

Характеристика ограничения подачи топлива в зависимости от давления наддувочного воздуха

Проставок регулятора скорости 14.ВРН-100

 Проставок 27 (см. рис. 4) установлен между верхним корпусом 23 и крышкой 16 на регуляторах модификации I4.BPH-I00 и является составной частью механизма ограничения подачи топлива в зависимости от давления наддувочного воздуха (рис. 12), предназначенного доя автоматического согласования оптимального соотношения количества воздуха и топлива, поступающих в цилиндры дизеля на переходных режимах работы.

Механизм ограничения подачи топлива в зависимости от давления наддувочного воздуха регулятора скорости 14.ВРН-100

Механизм ограничения подачи топлива

 Механизм ограничения подачи топлива в зависимости от давления наддувочного воздуха состоит из гидроусилителя и рычажной передачи.

Гидроусилитель

 Гидроусилитель предназначен для пропорционального преобразования давления наддувочного воздуха Рк (см. рис. 5) в поступательное движение поршня 46. Гидроусилитель состоит из корпусов 3 (см. рис. 12) и 6, проставка 8 (27 на рис. 4), в которых установлены мембрана 4, пружины 2 и 22, поршень 19 и золотник 21. Пружины опираются на тарелки 5 и 23, стянутые винтом через центральное от-отверстие в мембране 4. Корпуса и проставок соединены винтами 20. Подвод масла в гидроусилитель (в полость над поршнем 19) осуществляется через трубку из верхнего корпуса. Наддувочный воздух от турбокомпрессора дизеля подается через штуцер 29 (см. рис. 4). Наддувочный воздух под давлением Рк (см рис. 5), поступая в полость «F» создает на мембране усилие, достаточное для перемещения золотника 45 вверх. Сдвигаясь вверх, золотник открывает окно в поршне 46 и сообщает полости «D» и «E». Масло под давлением поступает из напорного канала через полость «F» и полость «Ё» под поршнем 46. Ввиду разности торцевых площадей суммарное усилие от давления масла на эти поверхности будет направлено вверх, поэтому поршень переставится вверх на величину смещения золотника и остановится в момент перекрытия окна в нем пояском золотника, когда поступление масла в полость «D» прекратится.
 При уменьшении давления наддувочного воздуха Рк усилие на мембране уменьшается и под действием усилия от возвратной пружины 44 мембрана прогибается вниз. Золотник под воздействием давления масла в полости «Е» на торцовую поверхность нижнего пояска золотника также сдвигается вниз, следуя за мембраной, и через нижнее радиальное отверстие в поршне 46 сообщает полость «Е» со сливом. Поршень сдвигается вниз вслед за золотником.

Рычажная передача

 Рычажная передача соединяет в единую кинематическую цепь (через рычажную передачу механизма задания подачи топлива в зависимости от угла поворота валика управления) гидроусилитель (его выходной элемент — поршень 46), силовой вал 3 и золотник измерителя частоты вращения 38.
 В состав рычажной передачи входят кронштейн 10 (см. рис. 12) с шарнирно закрепленными на нем рычагами 11 и 15, планки 9 и 12. Планка 12 шарнирно соединена с поршнем 19 гидроусилителя. На правом плече рычага 15 установлена траверса 14 с толкателем 16, который при включении в работу ограничения по давлению наддувочного воздуха воздействует на втулку оси 18 (см. рис. 5), соединяющей рычаги 15 и 14 механизма ограничения подачи топлива в зависимости от угла поворота валика управления. При выдвижении поршня 46 рычаг 49 сдвигает толкатель 50 вверх. При втягивании поршня 46 рычаг 49 смещает толкатель 50 вниз. Соотношение перемещений поршня 46 и толкателя 50 устанавливается вращением маховичка регулировочного винта 1 (см. рис. 12).

Работа механизма ограничения подачи топлива

 Механизм ограничения подачи топлива в зависимости от давления наддувочного воздуха вступает в работу и воздействует на регулятор в процессе пуска дизеля, при резком увеличении задания частоты вращения дизеля под нагрузкой.
 При отсутствии давления наддува поршень 46 (см. рис. 5) вдвинут в корпус гидроусилителя. При работе дизеля выход поршня 46 вверх пропорционален давлению наддува. Рычажная передача устанавливается при настройке регулятора таким образом, что при пуске дизеля ход реек топливных насосов может быть не более 50 % от рабочего хода, соответственно ограничивается и подача топлива. При работе дизеля на установившихся режимах между осью 18 рычага 15 и толкателем 50, тарелкой и рычагом 26 имеются зазоры и по этой причине механизм ограничения на этих режимах на работу регулятора не влияет.
 При всережимной работе регулятора в случае резкого изменения задания частоты вращения в сторону увеличения в поездном режиме (под нагрузкой) силовой вал 3 будет разворачиваться в сторону увеличения нагрузки. Однако, так как увеличение давления наддувочного воздуха происходит с запаздыванием, то поршень 46 гидроусилителя в первый момент времени свое положение не изменит, и зазор между осью 18 и толкателем 50 выберется (при повороте силового вала ось 18 переместится вверх и, достигнув толкателя, остановится). Относительно этой оси начнет разворачиваться по часовой стрелке рычаг 15, вызывая соответствующий разворот против часовой стрелки рычага 34. Золотник 27 и следящий поршень 25 смещаются вверх, при этом первоначально выбирается зазор «А» между тарелкой и рычагом 26, а затем золотник измерителя частоты вращения 38 приподнимается вверх в среднее положение, и силовой вал останавливается. Включилось ограничение подачи топлива. По мере роста давления наддувочного воздуха поршень 46 гидроусилителя поднимается вверх и через рычажную передачу поднимает толкатель 50, за которым следует ось 18, что вызывает под воздействием усилия предварительного сжатия пружины 28 сдвиг вверх правого конца рычага 15, разворот по часовой стрелке рычага 34, смещение вниз золотника 27 и поршня 25. Левое плечо рычага 26 смещается вниз и появляется зазор «А». Это позволяет силовому валу 3 повернуться в сторону увеличения подачи топлива соответственно увеличению давления наддувочного воздуха в данный момент времени, т.е. каждому давлению наддува будет соответствовать свое предельное значение подачи топлива. По достижении значения давления наддува, соответствующего заданной частоте вращения, появляется зазор между толкателем 50 и осью 18, а также зазор «А» в результате сдвига вниз золотника 27, следящего поршня 25 и левого плеча рычага 26, механизм ограничения подачи топлива по давлению наддувочного воздуха отключается.
 При пуске дизеля механизм ограничения работает так же, как описано выше в случае резкого изменения задания частоты вращения. Но в этом режиме давление наддувочного воздуха первоначально равно нулю и не возрастает. Соответствующее (нижнее) положение занимает и поршень 46 гидроусилителя.
 При однорежимной работе регулятора, когда включен в работу механизм ограничения подачи топлива в зависимости от угла поворота валика управления по часовой стрелке в первый момент между рычагом 14 и полкой 19 образуется зазор, силовой вал разворачивается на увеличение подачи топлива. Далее, в зависимости от того, где ранее выбирается зазор: между полкой рейки 19 и рычагом 14 или осью 18 и толкателем 50, включается в работу механизм ограничения подачи топлива в зависимости от угла поворота валика управления или механизм ограничения подачи топлива в зависимости от давления наддувочного воздуха соответственно.

Верхний корпус регуляторов 1-М7РС2-М и 14.ВРН-100

Верхний корпус регуляторов 1-М7РС2-М и 14.ВРН-100

 Верхний корпус состоит из корпуса 7 и размещенных в нем силового вала 22, дополнительных устройств: управления частотой вращения дизеля, ограничения подачи топлива в зависимости от угла поворота валика управления частотой вращения при однорежимной работе, переключения на однорежимную работу при подаче электрического сигнала, дистанционной остановки дизеля, указателя относительной нагрузки.
 Силовой вал 22 по конструкции, размещению в корпусе 7, соединению с силовым сервомотором и рычажной передачей к топливным насосам выполнен таким же, как силовой вал регулятора М7РС (поз.32, рис.8). Только на силовом вале 22 (см. рис. 9) дополнительно установлен и жестко закреплен рычаг 5 устройства ограничения подачи топлива в зависимости от угла поворота валика управления частотой вращения при однорежимной работе.
 Механизм управления частотой вращения дизеля обеспечивает при всережимной работе регулятора изменение частоты вращения по командам от системы дистанционного управления. Механизм состоит из валика управления 21, который через шлицевой конец соединяется с исполнительным механизмом системы дистанционного управления, рычага 16 с зубчатым сектором, рычага 13 и зубчатой рейки 4.
 Валик управления установлен в игольчатых подшипниках, герметизация в местах его выхода из корпуса обеспечена установкой манжет 20. На валике управления жестко штифтом закреплен рычаг 13, и подвижно на втулке установлен рычаг 16 с зубчатым сектором. На рычагах 13 и 16 имеются кулачки, которые прижаты друг к другу при отключенном устройстве ограничения подачи топлива в зависимости от угла поворота валика управления (электромагнит МР выключен).
 Рычаг 16 (12 на рис. 5) шарнирно соединен со штоком поршня 32 устройства ограничения подачи топлива в зависимости от угла поворота валика управления. При отключенном устройстве ограничения подачи топлива в зависимости от угла поворота валика управления масло из напорного канала подается в полости над и под поршнем 23 (см. рис. 5). При этом под воздействием усилия от всережимной пружины, передаваемого через рейку 19 на зубчатый сектор рычага 12, а также усилия от поршня 23, направленного вверх, кулачок рычага 12 прижат к кулачку рычага 13.
 При повороте валика управления 20 по часовой стрелке (на увеличение частоты вращения) вместе с валиком управления разворачивается жестко закрепленный на нем рычаг 13, кулачок которого через кулачок рычага 12 разворачивает этот рычаг с зубчатым сектором по часовой стрелке, переставляя вниз рейку 19. Увеличивается затяжка всережимной пружины, соответственно увеличивается частота вращения дизеля.
 При повороте валика управления против часовой стрелки (на уменьшение частоты вращения) кулачок рычага 13 отходит от кулачка рычага 12. Под воздействием усилия от поршня 23 и всережимной пружины, передаваемого на рычаг 12 через рейку 19 и его зубчатый сектор, рычаг 12 также разворачивается против часовой стрелки до контакта кулачков рычагов 12 и 13.
 Устройство ограничения подачи топлива в зависимости от угла поворота валика управления обеспечивает режим работы дизеля на гидромуфту в режиме частичных скоростных характеристик, задаваемых положением валика управления.
 Устройство состоит из механизма переключения регулятора на однорежимную работу при подаче электрического сигнала и механизма задания положения рейки топливных насосов (положения силового вала регулятора) в зависимости от угла поворота валика управления.
 При описании устройства для наглядности кроме номеров позиций деталей и узлов на рис. 9 в скобках приведены номера позиций этих же деталей и узлов на рис. 5. В состав механизма переключения регулятора на однорежимную работу при подаче электрического сигнала входят электромагнит режима МР(МР) и управляемый им через шток (29) шариковый клапан (30), поршень 32(23), дроссель 35(32) с обратным шариковым клапаном 36(31). Полость над поршнем 32(23) сообщается с напорным каналом, полость под поршнем сообщается с напорным каналом через шариковый клапан (30), дроссель 35(32) с обратным шариковым клапаном 36(31).
 Дроссель и обратный шариковый клапан выполнены конструктивно в одном корпусе. Дроссель 35(32) обеспечивает ограничение скорости разгона дизеля при переходе на однорежимную работу, обратный шариковый клапан 36(31) шунтирует дроссель 35(32) при отключении механизма переключения на однорежимную работу (выключении электромагнита МР). В состав механизма задания положения рейки топливных насосов в зависимости от угла поворота валика управления входят рычаги 5 и 6(5), стойка 10(7), рычаги 18(15), 14(14) и 27(34), тяги 9(16) и 19(24), гидроусилитель, состоящий из золотника 24(27) и следящего поршня 25(25). Постоянный контакт между стойкой 10(7) и рычагом 6(5) обеспечивается усилием затяжки пружины 8(6).
 Стойка 10(7) установлена во втулку, запрессованную в корпус 7, и соединена с рычагом 18(15) через траверсу 3(8). Траверса 3(8) после сборки и настройки механизма контрится на стойке 10(7) стопорным винтом 2(9). Рычаг 14(14) осью 12(18) соединен с рычагом 18(15) и через винт 11(17) с тягой 9(16). Положение проушины тяги 9(16) относительно оси 12(18) устанавливается с помощью маховичка винта 11(17), при вращении которого проушина тяги, поступательно перемещается по винту.
 Поршень гидроусилителя установлен в расточке корпуса 7, закрытой крышкой 23, и соединен шарнир-но с рычагом 17(26) механизма дистанционной остановки дизеля. Полость над поршнем гидроусилителя постоянно сообщена с напорным каналом, полость под поршнем сообщается при работе дизеля (электромагнит ЭС включен) со сливом.
 При выключенном электромагните режима МР регулятор работает как всережимный и обеспечивает управление частотой вращения, как описано в п. 4.3.4.3. Происходящие при этом перемещения рычага 6(5), стойки 10(7) и рычагов 18(15), 14(14) не оказывают влияния на работу регулятора, так как при всех затяжках всережимной пружины, кроме соответствующей номинальной частоте вращения, ось 15 рычага 14 не касается полки рейки 4(19) и рычаг 14 может свободно перемещаться в вырезе рейки. При этом рычаг 27(34) усилием от пружины 26, передаваемым через золотник 24(27), прижат своим упором к кронштейну, закрепленному на корпусе 7, а следящий поршень 25(25) занимает нижнее положение, поэтому между рычагом 17(26) и тарелкой золотника обеспечивается зазор («А»).
 При включении электромагнита режима МР полость под поршнем 32(23) соединяется со сливом через шариковый клапан (30), поршень 32(23) смещается вниз, разворачивая рычаг 16(12) с зубчатым сектором на валике управления по часовой стрелке. При этом кулачок рычага 16(12) отходит от кулачка рычага 13(13), а рейка 4(19) сдвигается вниз, затягивая всережимную пружину на величину, соответствующую максимальной частоте вращения дизеля и определяемую установкой регулировочного винта 29(21). Одновременно рейка 4(19) при движении вниз полкой выреза входит в контакт с осью 15 и смещает рычаг 14 и правое плечо рычага 18(15) по часовой стрелке, а тягу 19(24) вниз, что вызывает отрыв от упора рычага 27(34), движение вверх золотника 24(27) и следящего поршня 25(25). При правильной регулировке рычаг 17(26) выберет зазор («А») и удержит золотник (38) в среднем положении. Резких изменений режима работы дизеля не произойдет, т.к. рычаг 17(26) на позволит золотнику сдвинуться вниз с увеличением затяжки всережимной пружины при движении рейки вниз. Регулятор перейдет на однорежимную работу.
 При включенном электромагните режима МР каждому положению валика управления 21(20) соответствует определенное положение силового вала 22(3) независимо от частоты вращения дизеля, если она не превышает заданную регулировочным винтом 29(21), т.е. каждому положению валика управления будет соответствовать определенная частичная скоростная характеристика работы дизеля и переход с одной частичной скоростной характеристики на другую осуществляется поворотом валика управления. Например, поворот валика управления 21(20) по часовой стрелке вызывает через рычаг 13(13) и тягу 9(16) разворот по часовой стрелке относительно оси 15 рычага 14(14) и поворот против часовой стрелки относительно цапф траверсы 3(8) рычага 18(15), смещение вверх тяги 19(24) и разворот рычага 27(34) против часовой стрелки (рис. 9). В результате золотник 24(27) смещается вниз под воздействием усилия затяжки пружины 26, соединяя полость под следящим поршнем 25(25) со сливом. Следящий поршень смещается вниз, сдвигая в этом же направлении левое плечо рычага 17(26). Между тарелкой и рычагом появляется зазор («А»), и под воздействием усилия от всережимной. пружины, затяжка которой соответствует максимальной частоте вращения, золотник измерителя частоты вращения сдвигается вниз. Поршень силового сервомотора сместится вниз, разворачивая силовой вал на увеличение подачи топлива. Разворот силового вала через рычаги 5 и 6(5), стойку 10(7) вызовет разворот рычага 18(15) по часовой стрелке относительно оси 12(18), сдвиг тяги 19(24) вниз и разворот по часовой стрелке (рис. 9) рычага 27(34), сдвиг вверх к исходному положению золотника 24(27) и следящего поршня 25(25). Левое плечо рычага 17(26) смещается вверх, выбирая зазор («А»), и возвращает золотник измерителя частоты вращения в среднее положение. Поршень силового сервомотора и соответственно силовой вал остановится в новом положении, соответствующем установленному положению валика управления.
 Режим работы дизеля при неизменном положении валика управления определяется его скоростной характеристикой. Настройка режимов работы дизеля по скоростным характеристикам осуществляется путем изменения регулируемых размеров «В» и «С» и заключается в подборе наклона и уровня: положения валика управления (частота вращения дизеля) и положения силового вала (момент, развиваемый дизелем), соответствующих характеристике нагрузки (гидромуфты).
 При достижении максимальной частоты вращения, ограниченной регулировочным винтом 29 (см. рис.9), в случае дальнейшего увеличения частоты вращения регулятор будет работать, ограничивая максимальную частоту вращения установленным значением.
 Устройство дистанционной остановки дизеля (стоп-устройство) предназначено для автоматической остановки дизеля до сигналам от систем дистанционного управления или защиты дизеля.
 Стоп-устройство состоит из электромагнита стопа ЭС, управляемого им шарикового клапан, через который полость под следящим поршнем соединяется с напорным каналом или сливом в зависимости от положения шарикового клапана.
 При работе дизеля на катушку электромагнита ЭС подается питание, шариковый клапан занимает нижнее положение и сообщает полость под поршнем гидроусилителя со сливом, обеспечивая работу гидроусилителя.
 Для остановки дизеля снимается питание с электромагнита стопа ЭС. При этом шариковый клапан сообщает полость под следящим поршнем гидроусилителя с напорным каналом, следящий поршень перемещается в верхнее положение независимо от положения золотника и переставляет, разворачивая рычаг в верхнее положение, золотник измерителя частоты вращения. Поршень силового сервомотора сдвигается вверх, разворачивая силовой вал на выключение подачи топлива.

Верхний корпус регулятора М7РС

Верхний корпус регулятора М7РС

 Верхний корпус состоит из корпуса 3 и размещенных в нем силового вала 32 и дополнительных устройств: управления частотой вращения дизеля, автоматической остановки дизеля по сигналам от системы дистанционного управления или системы защиты, регулировки наклона статической характеристики, ограничения задания максимальной частоты вращения, указателей нагрузки и установленного наклона статической характеристики.
 Силовой вал 32 установлен во втулках 25. Герметизация корпуса в местах выхода силового вала обеспечивается установкой манжет 21. На силовом валу установлен рычаг 31, зафиксированный от угловых и осевых перемещений штифтом 18 с разведенными усиками. Гарантированный люфт силового вала в осевом направлении обеспечивается установкой в канавку на силовом валу разрезной шайбы 24. При движении поршня силового сервомотора его поступательное перемещение преобразуется через серьгу, размещенную в среднем корпусе и рычаг 31 (см. рис. 8) в угловое перемещение силового вала, для подсоединения рычажной передачи к рейкам топливных насосов на концах силового вала имеются шлицы.
 Механизм регулировки наклона статической характеристики (см. рис. 8) В состав механизма входят стойка 5, шарнирно соединенный с ней рычаг 6, подвижная профильная опора, валик 29 со стрелкой 26, рычаг 7, установленный шарнирно на рейке 9, и плунжер 10.
Стойка 5 (10 на рис. 1) усилием предварительного сжатия пружины 8 постоянно прижата к угловому рычагу 7 (см. рис. 1). Подвижная профильная опора состоит из рычага 27 (см. рис. 8), закрепленного клином 30 на валике 29 и траверсы 28. Полуоси траверсы входят в вертикальные пазы рычага 27. Нижняя опорная поверхность траверсы выполнена по радиусу для обеспечения ее свободного углового перемещения относительно рычага 27 при его развороте. Рычаг 6 свободно входит в паз траверсы и опирается на ее днище. В паз рычага 6 входит и опирается на днище опора левого плеча рычага 7.
 Принципиальная схема работы механизма регулировки наклона статической характеристики приведена на рис. II. Для наглядности при описании работы механизма, кроме номеров позиций деталей и узлов на рис. II, в скобках приведены номера позиций этих же деталей и узлов на рис. 8.

Принципиальная схема работы механизма регулировки наклона статической характеристики регулятора М7РС

 При своем перемещении в процессе восстановления заданной установившейся частоты вращения поршень силового сервомотора через рычаги смещает стойку 1(5) и разворачивает рычаг 2(6) относительно осевой линии В-В окружности профильной опоры траверсы 3(28). При нулевом наклоне статической характеристики регулятора (регуляторной характеристики дизеля), см. положения а) и ь), осевая линия В-В рычага 2(6) совмещена с линией контакта А-А опоры рычага 4(7) с опорной площадкой на рычаге 2(6) (регулируемое плечо рычага X = 0). Поэтому разворот рычага 2(6) не приводит к повороту рычага 4(7) и смещению плунжера 5(10), соответственно остается без изменения затяжка всережимной пружины, и заданная установившаяся частота вращения сохраняется без изменений во всем диапазоне нагрузок. Требуемый наклон статической характеристики регулятора (регуляторной характеристики дизеля) устанавливается поворотом стрелки 26 (см. рис. 8) указателя наклона статической характеристики регулятора.
 При этом валик 29 и рычаг 27 также разворачиваются на соответствующий угол, смещая траверсу 3 (см. рис. 11) и образуя регулируемое плечо рычага X 4- 0 [положения с) и d)]. Поэтому разворот рычага 2, в этом случае, будет приводить к развороту рычага 4 и смещению вверх или вниз плунжера 5. Затяжка всережимной пружины изменится, соответственно изменится и установившаяся частота вращения дизеля. После установки в положение требуемого наклона статической характеристики регулятора (регуляторной характеристики дизеля) валик 29 (см. рис. 8) стопорится гайкой 22 и стопорной шайбой 23.
 Механизм управления частотой вращения дизеля обеспечивает изменение частоты вращения при повороте валика управления 20 (см. рис 8). Механизм состоит из валика управления 20 со шлицевыми концами, зубчатого сектора 8, жестко зафиксированного на валике управления штифтом, зубчатой рейки 9 с рычагом 7 механизма регулировки наклона статической характеристики. Валик управления установлен в игольчатых подшипниках. Герметизация корпуса 3 в местах выхода валика управления обеспечивается установкой манжет 19. Через шлицевой конец валик управления стыкуется с исполнительным механизмом системы дистанционного или ручного управления.
 При повороте валика управления соответственно разворачивается зубчатый сектор 8, смещается вверх или вниз рейка и связанный с ней через рычаг 7 плунжер 10. Изменяется усилие затяжки всережимной пружины и, как следствие, частота вращения дизеля.
 Устройство дистанционной остановки дизеля (стоп-устройство) предназначено для автоматической остановки дизеля по сигналам от системы дистанционного управления или защиты дизеля.
 Стоп-устройство состоит из электромагнита ЭС, управляемого им шарикового клапана 15, поршня выключения 14, стойки 13, отжимающей постоянно поршень выключения вниз с усилием затяжки пружины, рычага 12 и стойки II, жестко закрепленной в корпусе 3.
 Электромагнит ЭС установлен на плите 17, закрепленной на внутреннем приливе корпуса 3.
 При отсутствии питания на электромагните ЭС шариковый клапан 21 (см. рис. 1) находится в верхнем положении и в полости по обе стороны поршня выключения 20 подается масло из напорного канала. Поршень выключения 20 под воздействием усилия пружины занимает крайнее нижнее положение, между тарелкой на золотнике 34 и рычагом 17 обеспечивается зазор «А». При подаче питания на электромагнит ЭС шариковый клапан занимает нижнее положение, и полость над поршнем выключения 20 сообщается со сливом. Поршень поднимается в крайнее верхнее положение , рычаг 17 поворачивается относительно опоры против часовой стрелки, выбирает зазор «А» и поднимает золотник 34. Поршень силового сервомотора движется вверх и выключает подачу топлива.
 Устройство ограничения задания максимальной частоты вращения состоит из винта 16 (см. рис. 8), ввернутого во фланец зубчатой рейки 9, и гайки.
 При движении зубчатой рейки вниз винт 16 упирается в корпус 3, что ограничивает затяжку всережимной пружины и соответственно максимальную установившуюся частоту вращения. После установки в требуемом положении винт 16 контрится гайкой со стопорной шайбой.

Средний корпус

Средний корпус регулятора скорости ВРН-100

 Средний корпус состоит из корпуса 1 и плиты 28. В корпусе 1 размещены золотниковое распределительное устройство и измеритель частоты вращения, аккумуляторы масла, силовой и дополнительный сервомоторы, рычажная передача обратной связи, указатель уровня масла.
 Плита 28 крепится к боковой поверхности корпуса 1. Герметичность в соединении обеспечивается с помощью резинового уплотнительного кольца круглого сечения, уложенного в специальную канавку на боковой поверхности корпуса. В плите имеются канавки, выполняющие функции напорных и сливных масляных каналов.

Золотниковое распределительное устройство и измеритель частоты вращения

Золотниковое распределительное устройство

 Золотниковое распределительное устройство состоит из буксы 4, запрессованной в корпус I (см. рис. 7), неподвижной 5 (см. рис. 10) и подвижной 2 втулок, золотника 3. В буксе имеются пять проточек с окнами. Окна «а» и «f» соединены с напорным каналом, окна «b» и «е» с полостями под поршнями силового и дополнительного сервомоторов соответственно, окна «с» со сливным каналом. В буксу запрессована неподвижная втулка 5 и установлена подвижная втулка 2. В неподвижной втулке имеется три ряда окон: через окна первого сверху ряда (см. рис. 10) обеспечивается поступление масла во внутренние полости пружинно-гидравлического демпфера и к втулке 6 для смазки, второй и третий ряды совмещены с окнами «f» и «е» буксы. В подвижной и неподвижной втулках установлен золотник 3, который при работе регулятора свободно вращается, а также поступательно перемещается во втулках.

Измеритель частоты вращения

Измеритель частоты вращения регулятора скорости ВРН-100

 Измеритель частоты вращения центробежного типа, его основные элементы — демпфер, рычаги-грузы, всережимная пружина. Демпфер состоит из корпуса 8 (см. рис. 10), в котором запрессована шестерня 7 со втулкой 6, установлены шарикоподшипник 9, проставочное кольцо 10, кольцо 13 с закрепленными на нем латунными кулачками 33. Во внутреннее кольцо шарикоподшипника установлена траверса II, соединенная с корпусом 8 пружиной демпфера 30. При возникновении высокочастотных колебаний частоты вращения пружина демпфера 30, работая на скручивание или раскручивание, обеспечивает их гашение или ослабление по амплитуде. В траверсу II на осях 12 установлены рычаги-грузы 14, которые своими сферическими упорами, выполненными на концах внутренних плеч, входят в паз тарелки золотника 28. В боковых вертикальных стенках траверсы II имеются пазы, в которые входят кулачки 33. В зазорах между боковыми торцами кулачков и стенками пазов траверсы установлены четыре плоские пружины 32, отогнутые концы которых входят в специальные гнезда в верхних торцах кулачков. От выпадения пружины 32 зафиксированы крышкой 15. При возникновении высокочастотных колебаний частоты вращения эти пружины, работая попарно на сжатие, улучшают демпфирование этих колебаний.
 Сверху на корпус демпфера установлен и обжат по специальной канавке колпак 16. Внутренние полости демпфера заполнены маслом, поступающим через верхний ряд окон неподвижной втулки, радиальное отверстие и вертикальную лыску на наружной поверхности буксы.
 Тарелка золотника 28 гайкой 24 через шайбу 25 и втулку подшипника 27 прижата к буртику золотника 3. На втулку установлен упорный шарикоподшипник, верхнее кольцо которого запрессовано в стакан 22. По центральной оси в стакан 22 завальцован шток 18, связывающий золотник 3 с устройствами: остановки дизеля, ограничения подачи топлива в зависимости от давления наддувочного воздуха, ограничения подачи топлива в зависимости от угла поворота вала управления частотой вращения ( на вариантах исполнения регулятора, где эти механизмы установлены). На стакан 22 установлена всережимная пружина 17, верхний торец которой опирается на плунжер механизма регулировки наклона статической характеристики на регуляторах М7РС или зубчатую рейку механизма управления частотой вращения на регуляторах 1-М7РС2-М и I4.ВРН-100.
 Вращающий момент передается с приводного валика 12 (см. рис. 6) на шестерню привода 31 (см. рис. 10), корпус 8 и далее через проставочное кольцо 10, кулачки 33, траверсы II, рычаги-грузы 14 на тарелку золотника 28 и золотник 3.

Силовой и дополнительный сервомоторы

 Силовой и дополнительный сервомоторы состоят из поршней силового сервомотора 9 (см. рис. 9) и дополнительного сервомотора 19 соответственно, установленных в цилиндрических вертикальных расточках корпуса I. Полости под поршнями ограничены заглушками II с резиновыми уплотнительными кольцами. От выпадения заглушки фиксируются пружинными стопорными кольцами. Полости над поршнями всегда соединены с напорным каналом. Движение каждого из поршней вверх обеспечивается разностью площадей торцевых поверхностей поршней, в результате чего при сообщении полости под поршнем с напорным каналом суммарное усилие; от давления масла всегда направлено вверх.
 На верхние площадки штоков поршней силового и дополнительного сервомоторов регуляторов 1-М7РС2-М и 14.ВРН-100 установлены планки 24 и 26, на которые опираются роликовые опори суммирующего рычага 22.
 В части регуляторов M7PC верхняя часть штока поршня дополнительного сервомотора выполнена в виде конуса, по наклонной поверхности которого перемещается роликовая опора углового рычага.

Аккумуляторы

 Аккумуляторы масла (см. рис. 7) предназначены для поддержания постоянного давления масла в напорных каналах и полостях сервомоторов.
 В регуляторе применены два параллельно включенных в напорный канал аккумулятора одинаковой конструкции. Цилиндрами аккумуляторов служат две горизонтальные расточки в корпусе I. В цилиндрах установлены поршни 31, пружина 30 и заглушка 32 с резиновыми уплотнительными прокладками. От выпадения заглушки фиксируются пружинными стопорными кольцами. В средней части одного из цилиндров имеется сливной канал «b», соединенный с масляной ванной.
Во время работы регулятора масло из шестереночного масляного насоса поступает по напорному каналу «а» в рабочие полости аккумуляторов. По мере возрастания давления масла поршни 31 перемещаются, сжимая пружины 30. Этот процесс продолжается до тех пор, пока противоположно направленные усилия от сжатых пружин и давления масла на поршни не уравновесятся. При дальнейшем повышении давления масла сливной канал «b», ранее закрытый поршнем 31, соединяет рабочую полость аккумулятора со сливом, и избыток масла перетекает в масляную ванну.
 В случае мгновенного перемещения поршней силового и дополнительного сервомоторов поршня аккумуляторов под воздействием пружин переместятся и вытолкнут из рабочей полости в напорный канал дополнительное количество масла. Усилие пружин рассчитано на поддержание постоянного давления масла в напорных каналах и полостях сервомоторов в пределах, указанных в разделе 2, и в период эксплуатации не регулируется.

Рычажная передача обратной связи

 Рычажная передача обратной связи соединяет поршни силового и дополнительного сервомоторов с подвижной втулкой золотникового распределительного устройства и обеспечивает перемещение подвижной втулки при движении поршней сервомоторов о заданным передаточным отношением.
 Рычажная передача состоит из суммирующего рычага 22, пружинной тяги 18, рычагов 13 и 7, шарнирно соединенных между собой и подвижной втулкой 4, устройства согласования поршней силового и дополнительного сервомоторов.
 В регуляторах I-M7PC2-M и I4.BPH-100 плечи суммирующего рычага опираются на планки 24 и 26, установленные на штоках поршней силового и дополнительного сервомоторов, через ролики 21. Б регуляторах М7РС между суммирующим рычагом и конусом штока поршня дополнительного сервомотора установлен угловой рычаг, ролик которого опирается на конусную поверхность штока дополнительного сервомотора.
 Центральная ось рычага 7 (см. рис. 7) закреплена в рычаге 6 устройства согласования поршней силового и дополнительного сервомоторов, которое состоит из оси 8 и рычага 6, который жестко зафиксирован на валике 2. При перестановке сектора согласования 3, установленного на валике 2, изменяется положение оси 8 и соответственно рычага 7, чем и обеспечивается изменение взаимного положения (согласование хода) поршней силового и дополнительного сервомоторов.. При крайнем верхнем положении поршня силового сервомотора и крайнем нижнем положении поршня дополнительного сервомотора расстояние между верхним торцом буртика подвижной втулки 4 и нижним торцом буксы золотникового распределительного устройства должно быть (3,5+0,1) мм. Применение в составе рычажной передачи пружин 16 и 5 обеспечивает выборку люфтов в соединениях рычагов передачи, кроме того, применение пружинной тяги обеспечивает возможность перемещения поршней силового и дополнительного сервомоторов на полный ход при ограниченном ходе подвижной втулки.

Нижний корпус

Нижний корпус регулятора скорости ВРН-100

 Нижний корпус состоит из корпуса 9 и крышки 10. Во внутренних полостях корпуса и крышки установлен шестереночный масляный насос и размещена масляная ванна «В». В днище масляной ванны имеется отверстие для слива масла, закрытое пробкой сливного отверстия 15 (см. рис. 2, 3, 4). Фланец «D» (см. рис. 6) корпуса является основанием регулятора. Для крепления регулятора к корпусу привода во фланце предусмотрены четыре отверстия d=12 мм. Взаимное положение регулятора и привода при установке регулятора на дизель обеспечивается центрирующим пояском «С» и соответствующей проточкой в корпусе привода.
 Масляный шестереночный насос размещен в верхней части корпуса 9. Ведущая шестерня насоса выполнена на приводном вале 2, а ведомая шестерня на приводном валике 12 измерителя частоты вращения. Приводной вал 2 вращается в бронзовой втулке 8. Смазка поверхностей трения осуществляется маслом, поступающим через канал в корпусе и продольные канавки на внутренней поверхности втулки. Приводной вал 2 уплотнен манжетой 7, установленной в крышке 6. От продольных смещений манжета фиксируется шайбами с двумя лапками, установленными под винты крепления крышки к корпусу. На шлицевом конце приводного вала установлена шлицевая втулка 3, которая входит в зацепление со шлицевым валом привода дизеля. От продольных смещений шлицевая втулка фиксируется стопорным кольцом и корончатой гайкой со шплинтом. Приводной валик 12 измерителя частоты вращения установлен в бронзовую втулку, запрессованную в крышку 10. Смазка поверхностей трения осуществляется маслом, поступающим через каналы в ступице шестерни приводного валика 12. Уплотнение во фланцевом соединении крышки с корпусом обеспечивается резиновой прокладкой круглого сечения, размещенной в канавке фланца корпуса. В крышке и корпусе выполнены всасывающий и напорный каналы, установлены всасывающие и нагнетательные клапаны масляного насоса. На регуляторах в. вариантах исполнения с любым направлением вращения установлено четыре клапана. При вращении приводного вала по часовой стрелке (см. рис. 1) всасывание масла в насос будет осуществляться через левый всасывающий клапан 29 и левый канал, а напорными будут правые канал и нагнетательный клапан 28. При вращении приводного вала против часовой стрелки всасывание масла будет осуществляться через правые всасывающий клапан 29 и канал, а напорными будут левые нагнетательный клапан 28 и канал.
 На регуляторах в вариантах исполнения с односторонним вращением приводного вала клапаны не установлены. В плите и корпусе выполнены каналы, обеспечивающие работу масляного насоса только в одном установленном направлении вращения приводного вала.

Общие сведения по устройству регулятора

 Общий вид регулятора приведен на рис. 2, 3 и 4.

Общий вид регулятора 1-М7РС2-М

Общий вид регулятора 14.ВРН-100

На регуляторах модификации I4.ВРН-I00 между крышкой 16 (см. рис.4) и верхним корпусом 23 установлен проставок 27, в котором размещено дополнительное устройство ограничения подачи топлива в зависимости от давления наддува.
Верхний корпус регулятора модификации М7РС конструктивно отличен от верхних корпусов регуляторов модификаций I-M7РС2-M и I4.BРH-100.
Соединение корпусов, проставив и крышки осуществляется:
1) нижнего корпуса со средним шестью винтами 14 (см. рис. 3), устанавливаемым со стороны нижнего корпуса. Взаимное положение корпусов обеспечивается двумя центрирующими штифтами;
2) среднего корпуса с верхним четырьмя винтами 7, устанавливаемыми со стороны верхнего корпуса. Взаимное положение корпусов обеспечивается двумя цилиндрическими штифтами;
3) крышки с верхним корпусом (на регуляторах модификаций М7РС и I-M7PC2-M) четырьмя винтами 17, устанавливаемыми со стороны крышки;
4) проставка с верхним корпусом (на регуляторах модификации I4.BPH-I00) двумя винтами 28 (см. рис. 4), устанавливаемыми со стороны проставка;
5) крышки с проставком и верхним корпусом четырьмя винтами 17, устанавливаемыми со стороны крышки.
Для обеспечения герметичности во фланцевых соединениях установлены, прокладки.

Принципиальная схема регуляторов скорости 14.ВРН-100 и 1-М7РС2-М

Принципиальная схема регуляторов скорости 14.ВРН-100 и 1-М7РС2-М

Назначение и тех. характеристики ВРН-100

ВРН-100

14.ВРН-100

Предназначение

 Регуляторы скорости РН-100 служат для обеспечения постоянного числа оборотов на дизельных двигателей тепловозов и дизелей буровых силовых агрегатов.
При комплектации соответствующими устройствами регуляторы могут также обеспечивать:

  1. ограничение по подаче топлива в зависимости от давления наддувочного воздуха;
  2. регулировку наклона статической характеристики регулятора;
  3. переключение на однорежимную работу и ограничение подачи топлива в зависимости от угла поворота валика управления частотой вращения при однорежимной работе;
  4. дистанционную остановку дизеля по сигналу от системы управления или системы защиты;
  5. управление частотой вращения дизеля;
  6. указание об установленном наклоне статической характеристики регулятора;
  7. указание относительной нагрузки;
  8. ограничение задания максимальной частоты вращения.

 Регуляторы могут эксплуатироваться в составе тепловозных двигателей и дизелей буровых установок, обеспечивающие условия эксплуатации:

  • отрицательное самовыравнивание дизеля, определенное как разность относительных положений силового вала регулятора при номинальной и минимальной настройках частоты вращения на холостом ходу, % от номинального угла поворота силового вала регулятора……….15;
  • амплитуду колебаний частоты вращения приводного вала регулятора за один оборот коленвала дизеля в зависимости от среднего установившегося значения частоты вращения, % от среднего установившегося значения частоты вращения, не больше……….0,5;
  • момент сопротивления на силовом валу регулятора от системы передач к топливной аппаратуре, Н*м (кгс*см), не больше……….12 (120);
  • суммарный зазор в системе передач от силового вала регулятора к топливной аппаратуре, мм, не больше……….0,5;
  • питание электрооборудования регулятора от бортовой сети тепловоза или промышленной сети постоянным током……….1М7РС2-М,14.ВРН-100 — 75В

Технические характеристики

  • Работоспособность, вычисленная по номинальному (рабочему) ходу силового сервомтора при давлении масла 0,6 Мпа, Дж (кгс*см): 9,8 (100);
  • Номинальный (рабочий) угол поворота силового вала по модификациям регулятора:
    • М7РС — 20+2o или 0,349+0,035 рад;
    • 1-М7РС2-М — 18+2o или 0,314+0,035 рад;
    • 14.ВРН-100 — 18+2o или 0,314+0,035 рад.
  • Номинальная частота вращения приводного вала регулятора, с-1 (об/мин): 16,67 (1000);
  • Пределы настройки частоты вращения:
    • верхний, % от номинальной частоты вращения, не менее: 105;
    • нижний, % от номинальной частоты вращения, не меньше 30.
  • Угол поворота валика управления частотой вращения при обеспечении диапазона частоты вращения от верхнего до нижнего предела настройки включительно, рад (град): 0,52+0,03 (30+2,0);
  • Давление масла в аккумуляторе регулятора, Мпа: 0,375 — 0,65;
  • Масло для регулятора скорости: МС-20 (ГОСТ 21743-76), КС-19 (ГОСТ 9243-75) или иностранные заменители:
    • Shell: Aeroahell oil 100;
    • British Petroleum и Esso^ Aviation oil 100, Aviation oil 120.
  • Количество масла, л: 2,2;
  • Масса сухого регулятора
    • М7РС — 55 кг;
    • 1-М7РС2-М — 59 кг;
    • 14.ВРН-100 — 65 кг.
  • Диапазон настройки наклона статической характеристики регулятора М7РС, % от номинальной частоты вращения: 0-12.