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.

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.

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.