Всережимный автоматический регулятор частоты вращения

Регулятор частоты вращения рассматриваемого ТНВД включает в себя механический регулятор с центробежными грузами и систему управляющих рычагов.

Схемы работы всережимного регулятора частоты враще­ния топливного насоса VE с системой рычагов и рабочими поло­жениями дозирующей муфты на различных нагрузочных и скоро­стных режимах показаны на рисунке.

Грузы регулятора 1 (обычно четыре груза) установлены в держателе, который получает вращение от приводной шестерен­ки. Радиальное перемещение грузов трансформируется в осевое перемещение муфты регулятора 12, что изменяет положение на­жимного 6 и силового 4 рычагов регулятора, которые, поворачи­ваясь относительно оси М2, перемещают дозирующую муфту 9, определяя тем самым активный ход плунжера 11.

Рис. Схема работы всережимного регулятора:
а – пуск двигателя; б – холостой ход; в – режим уменьшения нагрузки; г – режим увеличения нагрузки; 1 – грузы; 2 – ось скользящей муфты; 3 – регулировочный винт максимального режима; 4 – силовой рычаг; 5 – рычаг регулировки подачи топлива; 6 – нажимной рычаг; 7 – упор силового рычага; 8 – пластинчатая пружина пусковой подачи; 9 – дозирующая муфта; 10 – отсечное отверстие плунжера; 11 – плунжер; 12 – скользящая муфта регулятора; 13 – рычаг натяжения пружины; 14 – рычаг управления; 15 – регулировочный винт холостого хода минимального режима; 16 – ось рычага управления; 17 – рабочая пружина регулятора; 18 – фиксатор пружины; 19 – пружина минимального режима холостого хода; 20 – регулировочный винт холостого хода максимального режима

В верхней части силового рычага установлена пружина минимального режима холостого хода 19, а между силовым и нажимным рычагами пластинчатая – пружина пусковой подачи 8. Рычаг управления 14 воздействует на рабочую пружину регулятора 17, второй конец которой закреплен в силовом рычаге на фиксаторе 18. Таким об­разом, положение системы рычагов и, следовательно, дозирую­щей муфты определяется взаимодействием двух сил – силы предварительной затяжки рабочей пружины регулятора, опреде­ляемой положением рычага управления, и центробежной силы грузов, приведенной к муфте.

Работа регулятора при пуске дизеля

Перед пуском двигателя, когда коленчатый вал еще не вращается и топливный на­сос не работает, грузы регулятора находятся в состоянии покоя на минимальном радиусе, а нажимной рычаг 6 (его другое назва­ние – рычаг пуска) под действием пружины пусковой подачи 8 смещен влево на рисунке а, имея возможность качания относи­тельно оси М2. Соответственно нижний шарнирный конец рычага обеспечивает крайне правое положение дозирующей муфты 9 относитель­но плунжера 11, что соответствует пусковой подаче за счет увели­ченного активного хода плунжера h2. Как только двигатель запус­тится, грузы регулятора расходятся и муфта 12 перемещается вправо на величину хода «S», преодолевая сопротивление дос­таточно слабой пусковой пружины 8. Рычаг 6 при этом повора­чивается на оси М2 по часовой стрелке, перемещая дозирующую муфту в сторону уменьшения подачи (влево на рисунке б).

Работа регулятора на минимальной частоте вращения холостого хода

При отсутствии нагрузки и положении рычага управления на упоре в регулировочный винт 15 двигатель должен ус­тойчиво работать на минимальной частоте вращения холостого хода в соответствии со схемой рисунка б. Регулирование этого режима обеспечивается пружиной холостого хода 19, усилие ко­торой находится в равновесии с центробежной силой грузов, и в результате этого равновесия поддерживается подача топлива, соответствующая активному ходу плунжера h3. Как только скоростной режим двигателя выходит за преде­лы минимальной частоты вращения холостого хода, реализуется ход «с» силового рычага при сжатии пружины 19 под действием увеличивающейся центробежной силы грузов.

Работа регулятора на нагрузочных режимах

В экс­плуатации дизеля со всережимным регулятором скоростной ре­жим устанавливается водителем путем воздействия через пе­даль акселератора на рычаг управления 14. На рабочих режимах пружина пусковой подачи 8 и пружина 19 холостого хода не ра­ботают, и работа регулятора определяется предварительной деформацией рабочей пружины 17. При повороте рычага управ­ления до упора в регулировочный винт холостого хода максимального режима 20 (рисунки в, г) в сторону увеличения скорост­ного режима и соответствующем растяжении рабочей пружины ее усилие передается на силовой рычаг 4 и затем через рычаг 6 на муфту регулятора 12, заставляя грузы 1 сходиться. Система рычагов при этом поворачивается относительно оси М2 против часовой стрелки на рисунке, перемещая дозирующую муфту 9 в сторону увеличения подачи до режимов внешней скоростной ха­рактеристики. Частота вращения коленчатого вала дизеля и со­ответственно грузов регулятора при этом увеличивается, цен­тробежная сила грузов и сопротивление последней усилию рабо­чей пружины также увеличиваются, и в какой-то момент наступа­ет равновесие сил и равновесие положения всех элементов ре­гулятора. При отсутствии изменения нагрузки двигатель работа­ет на установившемся режиме при постоянной частоте вращения (не принимая во внимание естественную для ДВС нестабиль­ность вращения).

Если на этом режиме имеет место изменение нагрузки, то в работу вступает автоматический регулятор в соответствии со схемами, показанными на рисунках в, г. При уменьшении нагруз­ки частота вращения увеличивается, грузы регулятора расходят­ся и, преодолевая сопротивление рабочей пружины, перемеща­ют муфту регулятора вправо. Система рычагов при этом поворачивается относительно оси М2 по часовой стрелке, перемещая дозирующую муфту влево, в сторону уменьшения подачи.

На рисунке г показана работа регулятора при положении рычага управления на упоре регулировочного винта холостого хода максимального режима 20 и при увеличении нагрузки. В этом случае частота вращения вала дизеля уменьшается, грузы регулятора сходятся, центробежная сила грузов уменьшается, и под действием усилия рабочей пружины, муфта регулятора пе­ремещается влево, а система рычагов 4 и 6 перемещает дози­рующую муфту вправо, в сторону увеличения подачи.

ustroistvo-avtomobilya.ru

устройство, схема, принцип работы, характеристики

Основным узлом топливной системы дизельного двигателя является топливный насос высокого давления — ТНВД . Функцией узла является создание рабочего давления в системе, дозированная подача топлива к распылителям синхронно циклам работы двигателя в начале такта сжатия в каждый отдельный цилиндр с учётом режимов работы силового агрегата. Техническое состояние и регулировка узла  прямо влияет на работу дизеля и создаваемую им мощность.

ТНВД трактора МТЗ 80

Трактора мтз 80(82) оснащаются ,в зависимости от года выпуска, топливными насосами в ранних комплектациях УТН 5  и более поздних 4 УТНИ,4 УТНМ производства Ногинского завода топливной аппаратуры. По классификации данные узлы являются механическими со всережимным регулятором и корректором, имеют одинаковый принцип работы и конструкцию. Топливный насос трактора МТЗ 80 (82) установлен с левой стороны машины в передней части моторного отсека. Механический привод узла осуществляется через газораспределительную шестерню от коленчатого вала двигателя.

Марки ТНВД для тракторов МТЗ

Марка двигателя ММЗ	Марка ТНВД старой комплектации	Марка ТНВД новой комплектации
Д-240	4 УТНМ-1111005	4 УТНИ-1111005-20
Д-243	4 УТНМ-1111005-110	4 УТНИ-1111005-20
Д-241	4 УТНМ-1111005-10	4 УТНИ-1111005
Д-242	4 УТНМ-1111005-20	4 УТНИ-1111005-10
Д-244	4 УТНМ-1111005-100-01	4 УТНИ-1111005-30
Д-245	4 УТНМ-Т-1111005	4 УТНИ-Т-1111005
Д-245.3, Д-245.2	4 УТНМ-Т-1111005-30	4 УТНИ-Т-1111005-30
Д-245.4, Д-245.5	4 УТНМ-Т-1111005-20	4 УТНИ-Т-1111005-20
Д-245Л-83, Д-245.1	4 УТНМ-Т-1111005-40	4 УТНИ-Т-1111005

Принцип работы топливного насоса МТЗ

Нагнетание топлива и создание рабочего давления осуществляется возвратно-поступательной работой плунжерных пар. В состав пары входит цилиндрическая втулка 4 и плунжер 3, выполняющий функцию поршня. Движение плунжерам передаётся вращением кулачкового вала 1 узла через толкатели 2. Всасывание топлива осуществляется из питающего канала в корпусе узла в надплунжерную полость через окно В во втулке при движении плунжера вниз. При набегании кулачка вала на толкатель , плунжер движением вверх и созданным импульсом давления, открывает нагнетательный клапан Е и пропускает дозированную порцию топлива непосредственно к распылителю.

схема работы плунжерной пары

Детали пары не имеют дополнительных компрессионных уплотнителей и давление создают за счёт высокоточной индивидуальной подгонки с точностью до микрона ( 1 микрометр= 1 метр* 10̄̄̄̄ ̄⁶). В технической терминологии такие пары называются прецизионными и при эксплуатации пары деталей разукомплектовывать запрещено.

В технических учебных заведениях преподаватели для демонстрации подтверждения высокоточной подгонки прецизионной пары показывают небольшой опыт, основанный на принципе действия коэффициента теплового расширения материалов:

• Поршень – плунжер оставляют в руке, передавая детали температуру тела, а цилиндр-втулку плунжерной пары выносят на улицу с температурой ниже 0˚С .
• Затем по истечении 10 мнут части пары получают разницу температуры 36 — 40˚С, при этом втулка в границах коэффициента расширения под действием холода уменьшает свои линейные размеры, а плунжер от тепла руки увеличивает.
• В момент достижения потенциала разности температур преподаватель показывает невозможность вхождения плунжера в цилиндр втулки, тем самым доказывая высокую точность подгонки деталей.

Устройство ТНВД трактора МТЗ 80(82)

УТН 5 и 4 УТНИ представляют собой узел с рядным расположением четырёх секций плунжерных пар с присоединённым регулятором и подкачивающей помпой для преодоления сопротивления прохода топлива через фильтры при заполнении системы. Механизм насоса помещён в алюминиевом корпусе, к передней части которого присоединена чугунная плита для монтажа узла к двигателю. Задний фланец насоса соединяется с регулятором. Кулачковый вал вращается на двух подшипниках. Деталь имеет четыре кулачка для привода плунжеров и один эксцентрик для подкачивающего насоса системы.

Устройство ТНВД УТН 5

В задней части насоса размещён перепускной клапан, который пропускает лишне топливо, подаваемое подкачивающим насосом в его всасывающую полость. Таким образом, давление в головке топливного насоса поддерживается в пределах  0,07- 0,12 мПа обеспечивая бесперебойную подачу к плунжерным парам. В четырёх вертикальных сверлениях корпуса, расположенных в ряд, установлены толкатели с секциями плунжерных пар, каждая из которых работает как отдельный насос.

Секции оборудованы поворотным механизмом плунжера для осуществления изменения количества подачи топлива в автоматическом режиме при взаимодействии с регулятором. Для осуществления поворота каждая пара оснащена поворотной гильзой 14 с зубчатым венцом 6, который зацепляется с рейкой, связанной с регулятором насоса. На гильзу одета возвратная пружина 8 с упорными тарелками 7 и 12 нижняя часть, которой упирается в болт 11 толкателя 10, а верхняя в корпус насоса.

Корпус насоса оборудован боковым люком для регулировки подачи топлива отдельной секцией и контрольным отверстием с резьбовой пробкой для проверки уровня моторного масла в узле. В крышке регулятора установлен сапун с фильтрующим воздух элементом для сообщения внутренней полости насоса с атмосферой. В нижней части регулятора размещена сливная пробка.

Плунжерная пара

В состав каждой секции входит цилиндрический плунжер 13 со втулкой 5, выполняющей функцию цилиндра. Пара выполнена с высоколегированной термически закалённой стали, обеспечивающей повышенную прочность и плотность прилегания рабочих поверхностей. Верхняя часть втулки имеет утолщённое тело для устойчивости к высоким нагрузкам действующего созданного давления и имеет выступ для посадки в корпус. Втулка оборудована двумя окнами 18 и 19, через одно всасывается топливо в надплунжерную полость, а другое выполняет перепускную функцию для отсекания порции топлива. Оба окна соединены с продольными каналами в корпусе насоса. Для противодействия проворачиванию деталь фиксируется штифтом. Верхний торец втулки оборудован полированным седлом, к которому прижат отдельный нагнетательный клапан К секции.

Детали секции ТНВД

Каждый плунжер имеет две спиральные симметрично расположенные проточки. Одна предназначена для регулировки количества, подаваемого плунжером топлива путём поворота детали без изменения хода. При совпадении кромок перепускного окна втулки и проточки плунжера давление в надплунжерной полости  резко падает и подача топлива через нагнетательный клапан к форсунке прекращается. Вторая проточка предназначена для обеспечения выравнивания  удельного давления топлива, действующего на боковую поверхность плунжера при рабочем ходе детали. Таким образом,  устраняется одностороннее действие сил во время впрыска, что значительно увеличивает рабочий ресурс прецизионной пары. В нижней части плунжера находится кольцевая проточка, в которую собирается просочившееся топливо из нагнетательной полости. Собранное  топливо в проточке обеспечивает смазку пары. Основание плунжера оборудовано двумя выступами для управления его поворотом и упорной головкой для тарелки возвратной пружины.

Нагнетательный клапан

Клапан служит для разделения нагнетательной полости пары и трубки высокого давления идущей к форсунке, а также для резкого снижения давления в топливопроводе в конце подачи горючего плунжером. Это обеспечивает резкое прекращение подачи топлива  без подтекания форсунки в конце впрыска. Детали клапана изготовлены из высокопрочной легированной стали индивидуально подобраны и тщательно притёрты. Разукомплектование деталей клапана при замене или ремонте, так как и плунжерной пары не допускается. Пружина, установленная сверху, прижимает пояски клапана к седлу и старается держать его в закрытом состоянии. Выше основного пояска, отделяющего надплунжерное пространство от трубопровода проточена разгрузочная канавка, которая при закрытии клапана забирает на себя часть топлива, находящегося в трубопроводе. Таким образом, снижается давление в трубке, что обеспечивает резкое прекращение впрыска.

Устройство нагнетательного клапана ТНВД

Подкачивающая помпа топливного насоса

В отдельном чугунном корпусе помпы размещён поршень, приводимый в движение толкателем из прочной легированной стали. Толкатель прижимается пружиной к приводящему его в движение эксцентрику кулачкового вала насоса. Стержень 13 толкателя двигается во втулке, ввёрнутой в корпус. Детали являются прецизионной парой и выполняет функцию основного рабочего органа подкачивающего устройства. Впускной и нагнетательный клапаны изготовлены из капрона. Направляющей впускного клапана является корпус 8 ручного подкачивающего устройства, а нагнетательного корпус 19. Клапаны прижаты пружинами к стальным втулкам, запрессованным в корпус устройства.

устройство подкачивающей помпы ТНВД

Всережимный регулятор топлива насоса

Автоматическое изменение количества подаваемого насосом регулируется устройством в зависимости от действующей нагрузки на двигатель. Принцип работы регулятора заключается во взаимодействии грузов размещённых на конце кулачкового вала насоса через муфту на систему тяг, связанных с поворотной зубчатой рейкой, управляющей поворотом плунжеров.

Механизм регулятора УТН 5

Ступица с четырьмя грузами 6 и муфта регулятора 5 с упорным подшипником 26 установлена на хвостовике кулачкового вала. На оси в нижней части корпуса регулятора установлены шарнирно соединённые основная 23 и промежуточная 22 тяги. Верхний конец промежуточной тяги связан с рейкой 11 ТНВД  через тягу 14. Промежуточная тяга оборудована автоматическим корректором топливоподачи 20, который состоит из корпуса и размещённым в нём подпружиненного штока 17. Пружина 10 корректора-обогатителя связывает промежуточную тягу 22 и рычаг 9. Пружина 10 создаёт усилие, поворачивая тягу 9 для обогащения в пусковом режиме. Верхний край основной тяги 23 соединён пружиной 15 с рычагом 9 через серьгу 13, который жёстко соединён с осью рычага управления 29.

Задняя стенка оборудована ввёрнутым регулировочным болтом  19«наминала», который ограничивает амплитуду перемещения основной тяги 23 в сторону увеличения подачи топлива. Таким образом, ограничивается часовая производительность насоса. Болтом 18 регулируют остановку подачи топлива. В опорный прилив корпуса регулятора ввёрнут специальный болт 32, который ограничивает угловой поворот рычага управления 29, а следовательно, и частоту вращения двигателя. 

Работа регулятора ТНВД

Параметры режимов работы регулятора устанавливаются путем регулировки механизма устройства и должны соответствовать эксплуатационным показателям силового агрегата согласно данным завода производителя.

Режим пуска

Рычаг управления 29 устанавливают в сторону максимальной скорости вращения до упора в болт 32. Рычаг 9 растягивает одновременно две пружины 10 обогатителя и 15 регулятора. Пружина 15 прижимает  основную тягу 23 к головке регулировочного болта «наминала» 19, а пружина 10 обогатителя подаёт промежуточную тягу 22 с тягой 14 в сторону передвижения рейки для увеличения подачи топлива. (рис I) С увеличением частоты вращения после запуска двигателя, грузы на конце вала под действием центробежных сил расходятся и преодолевая усилие основной пружины 15  и обогатителя 10, передвигают муфту 5 назад. При этом тяга 22 перемещается, действуя на рейку насоса через тягу 14 в сторону уменьшения подачи топлива до установки оборотов холостого хода. (рис. II)

Схема работы режимов работы регулятора ТНВД

Рабочий режим

В случае достижения максимальной частоты вращения двигателем центробежная сила грузов регулятора уравновешивается пружиной 15 и рейка занимает промежуточное положение. При этом шток корректора 17 находится в утопленном состоянии, пружина обогатителя 10 сжата, тяги 22 и 23 прижаты друг к другу и работают как одно целое.(рис. II)

При увеличении нагрузки на двигатель до номинальной частота вращения уменьшается, вследствие этого центробежная сила на грузах снижается и муфта перестаёт воздействовать на промежуточную тягу 22. Основная тяга  23 при этом упирается в головку болта «наминала» и  под действием пружины 15 перемещают рейку насоса в сторону увеличения подачи топлива.(рис III)

Схема работы режимов работы регулятора ТНВД

С достижением уровня номинальной частоты вращения устанавливается подвижное равновесие механизма регулятора. Усилие пружины 15 уравновешивают центробежные силы грузов, а основная тяга 23 касается головки болта «номинала».

При возникновении кратковременной нагрузки, превышающей номинальную, частота вращения двигателя  и насоса резко снижается. Сила действия грузов на промежуточную тягу 22 падает. В этом случае пружина 7 в корректоре выталкивает шток 7 и упирается в основную тягу 23, в следствие чего, промежуточная тяга 22 вместе с рейкой под действием пружины 15 перемещается в сторону увеличения подачи топлива. Таким образом, крутящий момент двигателя возрастает и преодолевает нагрузку. (рис IV)

Корректировка  подачи топлива при преодолении временных нагрузок в сравнении с подачей при номинальных оборотах  происходит в пределах 15-22% и зависит от степени выхода штока из корпуса корректора, а также от степени натяжения пружины 14.

Режим остановки двигателя

Для остановки рычаг 29 управления переводят до конца в направлении часовой стрелки. При этом рычаг 9 под действием пружины регулятора 15 передвигает основную тягу 23 к задней стенке корпуса регулятора. Упираясь в ограничительный болт 18, тяга 23 увлекает за собой промежуточную тягу 22 и соответственно рейку насоса  назад в сторону выключения подачи топлива.

Технические характеристики ТНВД для  МТЗ 80 82

Показатели	УТН 5	4 УТНИ	4 УТНМ
Диаметр плунжера мм	8,5	9	9
Ход плунжера мм	8	10	8
Номинальная частота вращения вала ТНВД об/мин	1100	1100	1100
Частота вращения, соответствующая холостому ходу дизеля об/мин	1170	1160	1160
Частота вращения начала работы регулятора об/мин	1115	1115-1125	1115-1125
Частота вращения максимального крутящего момента об/мин	850	850	850
Частота вращения прекращения коррекции об/мин	1040-1100	1040-1100	1030-1090
Цикловая подача топлива при 40-50 об/мин. кулачкового вала ммᶾ/цикл	120	140	140
Частота вращения автоматического выключения подачи топлива к форсункам об/мин	950	1210	1250
Неравномерность подачи топлива секциями %  мин. частоте вращения/максимальной частоте	6/30	6/30	6/30
Угол начала подачи топлива секцией по мениску до ВМТ( по профилю кулачка)	57	57	57

Обслуживание ТНВД

В регламентные мероприятия по уходу за узлом входят:

• Проверка уровня масла в корпусе ТНВД производится через каждые 60 часов работы.
• Замена масла осуществляется с периодичностью 240 рабочих часов.
• Через каждые 960 часов производят проверку насоса на специальном стенде.

В процессе диагностики ТНВД проверяют следующие параметры:

• давление, создаваемое отдельной секцией
• производительность отдельной секции
• равномерность подачи топлива секциями
• производительность секций в режиме коррекции
• режимы работы регулятора

При выявлении несоответствия технических параметров, выдаваемых узлом в процессе проверки, производят регулировку или при необходимости ремонт узла с заменой, вышедших из строя деталей. Для осуществления ремонта, а также правильной настройки узла необходима соответствующая материальная база и специалист соответствующей квалификации.

vseomtz.ru

Регулятор частоты Камаз

Всережимный регулятор час­тоты вращения коленчатого вала двигателя размещен в развале корпуса топливного насоса высокого давления и приводится в действие от его кулачкового вала; предназначен для автоматического поддержания любого скоростного режима от минимального до максимального.

Работа регулятора основана на исполь­зовании центробежных сил. Например, при возникновении дополнительного сопротив­ления движению автомобиля (на подъеме) частота вращения коленчатого вала будет уменьшаться, а скорость автомобиля — падать.

Чтобы поддержать их на заданном уровне, необходимо повысить крутящий момент двигателя. Это может быть достиг­нуто увеличением количества топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя.

Всережимный регулятор воспринимает сни­жение частоты вращения вала и автома­тически увеличивает подачу топлива насо­сом высокого давления, благодаря чему скорость автомобиля восстанавливается до заданного значения.

Аналогичным образом всережимный ре­гулятор изменяет подачу топлива при умень­шении нагрузки на двигатель, только в этом случае управляющее воздействие регуля­тора сводится к уменьшению количества впрыскиваемого топлива.

В результате при снижении нагрузки на двигатель происхо­дит уменьшение скорости движения и до­ведение ее до заданного уровня.

Частоту вращения коленчатого вала, поддерживаемую регулятором при полной мощности дизеля, называют номинальной. Ей соответствует положение рычага 1 (рис.) управления

регулятором при упоре в болт 7. Если при таком положении рычага снять нагрузку, дизель будет развивать максимальную частоту вращения холостого хода.

Перемещая рычаг управ­ления регулятором по часовой стрелке, можно добиться минимальной частоты вра­щения холостого хода. Ей соответствует положение рычага при упоре в болт 2.

Ограничение максимальной частоты вращения коленчатого вала вызвано необ­ходимостью предохранения двигателя от поломок из-за чрезмерных нагрузок, а ог­раничение слишком малой частоты враще­ния обусловлено ухудшением подачи топ­лива и смесеобразования, которое мо­жет вызвать внезапную остановку двига­теля.

Устроен всережимный регулятор часто­ты вращения (рис. 2) следующим обра­зом.

В задней крышке 10 регулятора распо­ложена повышающая в 2,33 раза передача, состоящая из ведущей 2, промежуточной 8 и ведомой шестерен.

Ведущая шестерня установлена на кулачковом вале ТНВД, вращение на нее передается от вала через демпфер, включающий в себя резиновые сухари 3.

Сухари служат упругим звеном, которое сглаживает высокочастотные ко­лебания кулачкового вала и таким обра­зом позволяет грузам регулятора вращать­ся равномерно.

 Ведомая шестерня выполнена как одно целое с державкой 15 грузов, вращающей­ся на подшипниках 11 и 12.

Применение повышающей передачи- улучшает работу регулятора при малой частоте вращения коленчатого вала.

В державку 15 грузов запрессованы две оси 13, на которые шарнирно установлены грузы 18.

В осевое сверление державки входит своим сферическим кольцом муфта 17 грузов.

С другой стороны муфты имеет­ся осевое отверстие, в которое цилиндриче­ской частью входит упорная пята 19, в свою очередь шарнирно соединенная паль­цем 20 с рычагом 29 рейки.

Пальцем 31 рычаг рейки связан с рычагом 32 муфты и штифтом с рейкой 34. Штифтом 30 рычаг 29 также связан с рычагом 21 останова.

Рычаг 33 регулятора шарнирно закреп­лен на оси 41.

Главная пружина 37 регуля­тора соединяет рычаг 33 с внутренним ры­чагом 23, на котором установлен валик 22, заканчивающийся наружным рычагом управления регулятором.

Поворот рычага 33 в сторону уменьшения натяжения пружины 37 ограничен головкой регулировоч­ного болта 28 номинальной подачи топлива.

На оси 24 рычага 23 также шарнирно установлен рычаг 36 стартовой пружины, которая соединяет рычаг 36 с равноплечим рычагом 40 реек.

При работе двигателя грузы 18, качающиеся на осях 13, под дей­ствием центробежных сил расходятся и своими внутренними рычагами через упор­ный подшипник 16 перемещают муфту 17.

Это перемещение через пяту 19 и рычаг 33 передается рейке 34 топливного насоса.

Между рычагом 32 муфты и рычагом 29 рейки расположен обратный корректор, ко­торый уменьшает подачу топлива при сни­жении частоты вращения коленчатого вала в диапазоне низких частот вращения, сни­жая таким образом дымность отработав­ших газов.

Он состоит из штока 19, который зафиксирован на рычаге рейки.

С рычагом муфты шток соединен корончатой гайкой 10, которая фиксирует­ся относительно штока 19 шплинтом после регулирования хода обратного корректора.

Ход обратного корректора определяется зазором А между рычагом рейки и рычагом муфты.

Гайка 15 служит для регулирова­ния предварительного сжатия пружины 14. Она перемещается на штоке 19 при его вра­щении.

Прямой корректор установлен на рыча­ге регулятора и предназначен для увели­чения подачи топлива при снижении часто­ты вращения коленчатого вала в диапазоне средних частот вращения и, следовательно, для обеспечения необходимого запаса кру­тящего момента на внешней скоростной ха­рактеристике двигателя.

Прямой коррек­тор состоит из корпуса 4, в который уста­новлены пружина 8 и шток 7.

Шток на кор­пусе фиксируется корончатой гайкой 6, застопоренной шплинтом.

Собранный в та­ком виде корректор вворачивается в рычаг регулятора и стопорится от выворачивания гайкой 3. На различных режимах работы двигателя регулятор действует следующим образом.

При пуске двигателя рычаг останова 3 должен быть в свободном положении, тог­да он под действием пружины повернется до упора в болт 5 пусковой подачи топлива. При этом грузы регулято­ра находятся в сведенном состоянии.

При нажатии на рычаг 11 (рис.) управления регулятором поворачивается рычаг 7 пружины и выступом за штифт поворачи­вает рычаг 9 стартовой пружины 10, кото­рая деформируется и перемещает проме­жуточный рычаг 6 реек, а вместе с ним рей­ки и рычаг 2 муфты в положение пусковой подачи.

При этом рычаг муфты грузов от­ходит от рычага 5 регулятора, который упирается в винт номинальной подачи, и между ними образуется зазор, равный ходу муфты на старт.

В момент пуска, при увеличении часто­ты вращения вала ТНВД, центробежная сила грузов, преодолевая усилие стартовой пружины, перемещает муфту, рычаг и рей­ки в сторону уменьшения подачи топлива до упора в рычаг регулятора, который прижат его главной пружиной к винту но­минальной подачи, поэтому дальнейшее пе­ремещение рычага муфты прекращается, пусковая подача полностью отключается.

Конструкция пускового устройства поз­воляет включать пусковую подачу топлива на остановленном двигателе при нажатии на педаль управления подачей топлива (рычаг управления).

На работающем дви­гателе включение пусковой подачи практи­чески невозможно, так как для этого необ­ходимо при полностью нажатой педали уменьшить частоту вращения коленчатого вала двигателя до 600…700 об/мин, что в реальных условиях эксплуатации автомо­биля недостижимо.

После отключения пусковой подачи топ­лива центробежная сила грузов будет ра­сти с увеличением частоты вращения ко­ленчатого вала, но рейки регулятора пере­мещаться не будут, так как предваритель­ное натяжение его главной пружины очень велико.

При работе двигателя на холостом ходу если он не загружен, а рычаг 1 управления регулятором прижат к болту 7, коленчатый вал набирает частоту вращения вплоть до максимальной. При этом происходит следующее.

По достиже­нии двигателем частоты вращения 1200 об/мин в работу вступает обратный кор­ректор.

Центробежная сила грузов преодо­левает усилие пружины обратного коррек­тора, которая отрегулирована с предвари­тельным сжатием, а рычаг рейки поворачи­вается вокруг пальца 21 (см. рис.).

Один конец рычага рейки будет сжимать пружину корректора, а другой — двигать рейку на увеличение подачи.

При частоте вращения 1700 об/мин зазор А между ры­чагом рейки и рычагом муфты грузов ис­чезнет и оба рычага будут действовать как одно целое.

Когда частота вращения коленчатого вала достигает 1800 об/мин, в работу всту­пает прямой корректор.

Центробежная си­ла грузов становится такой, что преодоле­вает усилие, которое создано пружиной прямого корректора, устанавливаемой с предварительным сжатием.

Зазор, сущест­вующий между рычагом муфты грузов и рычагом регулятора, начинает уменьшать­ся, а рычаг рейки будет двигать ее в сторо­ну уменьшения подачи.

Когда частота вра­щения коленчатого вала двигателя станет равной 2200 об/мин, зазор Б исчезнет и ры­чаги 1, 9 и 2 начинают действовать как одно целое. При этом рейки займут положение, соответствующее номинальной подаче топ­лива.

В этом положении рейки будут нахо­диться до тех пор, пока центробежная сила грузов не сможет преодолеть усилие, соз­даваемое главной пружиной регулятора.

Затем центробежная сила грузов через ры­чаг рейки и рычаг муфты поворачивает рычаг регулятора и растягивает главную пру­жину до тех пор, пока рейки не займут по­ложения, которое соответствует макси­мальной частоте вращения холостого хода.

При дальнейшем увеличении частоты вра­щения грузы разовьют такую центробеж­ную силу, что рычаги установят рейки в положение выключенной подачи.

По мере увеличения нагрузки от холос­того хода до номинальной (полной) частота вращения коленчатого вала и вала на­соса уменьшается. Главная пружина пере­мещает рычаги, а с ними и рейку насоса в сторону увеличения подачи топлива.

В этом положении устанавливается подвиж­ное равновесие центробежной силы грузов и силы главной пружины регулятора.

Автоматическое поддержание заданной частоты вращения коленчатого вала, а сле­довательно, и скорости автомобиля при возрастании нагрузки без переключения передач возможно до тех пор, пока рычаг регулятора не упрется в болт регулирова­ния номинальной подачи.

Если после этого нагрузка продолжает возрастать, то часто­та вращения коленчатого вала будет сни­жаться.

Дальнейшее движение автомоби­ля при возрастании нагрузки может быть осуществлено лишь включением понижаю­щей передачи в коробке передач.

ТНВД семейства 323, 324 – это топливные насосы высокого давления с V-образным расположением секций и межсекционным расстоянием 36 мм.

Насосы, данного семейства, комплектуются механическим всережимным регулятором с прямым и обратным корректором. ТНВД мод.324 комплектуются также корректором по давлению наддува.

Корректор надувочного воздуха изменяет количество подаваемого в цилиндры топлива в зависимости от давления наддувочного воздуха — размещен на корпусе регулятора.

autoruk.ru

17. Назначение принцип действия конструкция всережимного регулятора.

Всережимный регулятор служит для автоматического поддержания постоянной частоты вращения коленчатого вала соответственно положению педали подачи топлива при различной нагрузке двигателя.

Регулятор также устанавливает минимальную частоту вращения коленчатого вала на холстом ходу и ограничивает максимальную частоту вращения. Регулятор приводится в действие от кулачкового вала топливного насоса высокого давления.

Педаль 6 (рис. 4) подачи топлива соединена с рычагом 2 управления рейкой / насоса высокого давления через растянутую пружину 3, действующую на рычаг с усилием Рпр. При работе двигателя на рычаг 2 через подпятник 7 передается сила Qгр. от вращающихся грузов, шарнирно закрепленных на валу 9, который соединен с кулачковым валом насоса высокого давления.

Если двигатель работает с частотой вращения коленчатого вала, соответствующей данному положению педали 6, то сила Qгр. грузов 8 уравновешивается усилием Рпр пружины 3.

При увеличений частоты вращения коленчатого вала грузы регулятора расходятся. Они преодолеют сопротивление пружины и переместят рейку 1. При этом подача топлива уменьшится и частота вращения не будет возрастать.

При уменьшении частоты вращения коленчатого вала грузы будут сходиться, рейка 1 усилием Рпр пружины переместится в обратном направлении и подача топлива увеличится, а частота вращения коленчатого вала возрастет до значения, заданного положением педали 6.

1 — рейка; 2 — рычаг; 3 — пружина; 4, 5 — упоры; 6 — педаль; 7— подпятник; 8 — груз; 9 — вал; Рпр — усилие пружины; Qгр. — сила грузов.

Минимальная частота при работе на холостом ходу и максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя ограничиваются соответственно регулируемыми упорами 5 и 4.

18. Назначение принцип действия конструкция муфты автоматического изменения угла опережения впрыска топлива.

Муфта опережения впрыска топлива служит для автоматического изменения угла опережения впрыска топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Муфта повышает экономичность дизеля при различных режимах работы и улучшает его пуск.

Муфта устанавливается на переднем конце кулачкового вала топливного насоса высокого давления, и с помощью нее насос приводится в действие.

На взаимное положение ведущих и ведомых частей муфты оказывают влияние грузы 2 (рис. 3), находящиеся в корпусе 1. Грузы установлены на осях 3 и поджимаются пружинами 4, которые упираются в проставки 5.

При работе двигателя и увеличении частоты вращения коленчатого вала грузы под действием центробежных сил преодолевают сопротивление пружин и расходятся, поворачивая при этом кулачковый вал насоса высокого давления по ходу его вращения. В результате этого увеличивается угол а опережения впрыска топлива, и топливо поступает в цилиндры раньше. При Уменьшении частоты вращения коленчатого вала двигателя грузы сходятся под действием пружин и поворачивают кулачковый вал насоса в сторону, противоположную его вращению, что уменьшает угол а опережения впрыска топлива.

1 — корпус; 2 — груз; 3 — ось; 4 — пружина; 5 — проставка; а — угол опережения впрыска топлива.

studfile.net

Регуляторы ТНВД дизелей тракторов МТЗ

Всережимный регулятор топливного насоса 773

Для обеспечения надежного пуска в регуляторе (рис. 1) предусмотрено пусковое устройство, которое обеспечивает увеличенную подачу топлива при пуске дизеля

Так как стартовая пружина 31 зацеплена за корпус регулятора (через планку), ее натяжение не зависит от положения рычага управления регулятора 29 (см. рис. 2).

Если рычаг останова 22 (см. рис. 2) на­ходится в исходном положении под действием возвратной пружины, то рычаги регулятора с рейкой под действием стартовой пружины устанавливаются в положение, соответствующее пусковой подаче топлива независимо от поло­жения рычага управления регулятором.

После запуска дизеля центробежная сила грузов 7 (рис. 1), преодолевая натяжение стартовой пружины, перемещает муфту 8, ры­чаги регулятора 11, 12 вместе с тягой 30 и рей­кой насоса в сторону уменьшения подачи и вы­ключает пусковую подачу топлива.

Рейка насоса автоматически устанавливается снова в по­ложении пусковой подачи только после оста­новки дизеля и перемещения рычага останова дизеля 22 (см. рис. 2) в исходное положение.

Всережимный регулятор (RV) насоса «Моторпал» (рис. 3)

Держатель грузов 1, с двумя качающимися грузами 2, опирается с помощью муфты 3, запрессованной в подшипник регулирующей втулки, на сухарь или ролик промежуточного рычага 5, который в нижней части шарнирно закреплен на оси 4, а в верхней — соединен с регулирующей рейкой 10 с помощью тяги 11.

Промежуточный рычаг опирается на кор­ректор 6, встроенный в главный рычаг 7 и регулируемый в осевом направлении.

Главный рычаг в нижней части шарнирно закреплен на оси 4 совместно с промежуточным рычагом в корпусе регулятора.

В верхней части он соеди­нен с эксцентриковым валом 14 через тягу 12 и нагрузочную пружину 13.

На эксцентриковом валу установлен на­ружный рычаг управления, который при пово­роте натягивает нагрузочную пружину регулятора.

Номинальная частота вращения регулятора (дизеля) задается настройкой упорного болта пальца рычага управления.

Максимальная по­дача у всережимного регулятора ограничивает­ся регулируемым упором 9, ограничивающим ход главного рычага.

Главный рычаг снабжен корректором 6 и упором с пружиной 8, палец которого отжима­ет с помощью пружины промежуточный рычаг от главного рычага регулятора.

Эта пружина работает на холостом ходу и служит пружиной автоматического пуска. На холостом ходу ра­ботает как нагрузочная пружина, так и пружина в главном рычаге.

Для улучшения пуска, т.е. увеличения пус­ковой подачи топлива, предусмотрена дополнительная пружина растяжения (на рисунке не показана), которая частично работает и на хо­лостом ходу.

Эта стартовая пружина закрепле­на одним концом в промежуточном рычаге, а вторым — в рычаге эксцентрикового вала регу­лятора.

При повороте рычага управления до касания в упорный болт пружина регулируемо­го упора отжимает промежуточный рычаг от главного и вместе со стартовой пружиной рас­тяжения переводит промежуточный рычаг и регулирующую рейку в положение «Пуск».

Для исключения перегрузки рычажной системы регулятора и механизма регулирова­ния топливного насоса в режиме максимальных оборотов холостого хода служит регулируемый упор 9 в корпусе регулятора, ограничивающий крайние положения промежуточного рычага.

Для обеспечения требуемых характерис­тик по дымности безнаддувных дизелей Д-242S/243S/244S предусмотрен механический отрицательный корректор топливоподачи, который в диапазоне низких рабочих оборотов обеспечивает снижение количества впрыскиваемого топлива в соответствии со снижающи­мися оборотами дизеля.

Следовательно, функ­ция механического отрицательного корректора аналогична функции пневматического коррек­тора (ПДК) для дизелей с турбонаддувом.

Всережимный центробежный регулятор насоса 4УТНМ или 4УТНИ (рис. 4)

Работа всережимного центробежного регу­лятора насоса 4УТНМ или 4УТНИ основана на действии центробежной силы, возникающей при вращении грузов 1.

Они расходятся или сходятся, воздействуя на зубчатую рейку 4 че­рез упорный подшипник 11, рычаги 10, 6 и пружину 5.

При увеличении оборотов дизеля грузы 1 регулятора расходятся и заставляют рейку 4 сдвигаться вправо, т.е. в сторону уменьшения подачи топлива, регулируя скоростной режим.

Наоборот, при уменьшении оборотов под на­грузкой усилие, приложенное к пружине 5, превысит центробежную силу грузов 1, и рейка сдвинется влево — в сторону увеличения подачи топлива до тех пор, пока не наступит баланс сил, и обороты дизеля будут сохраняться на первоначальном уровне, устанавливаемом ры­чагом 12.

При пуске дизеля (рис. 4, а)рычаг управления регулятором 12 поворачивается до упора в винт 14. Натягиваются одновременно пружина регулятора 5 и пружина обогатителя 13.

Пружина регулятора прижимает основной рычаг 6 к головке болта номинала 8, а пружина обогатителя 13 сдвигает промежуточный рычаг 10 с тягой 15 и рейкой 4 в сторону увеличения (обогащения) подачи топлива.

После пуска дизеля (холостой ход) (рис. 4, б)грузы 1 регулятора под действием центробежных сил расходятся и через упорный подшипник 11 и муфту перемещают промежуточный рычаг 10, преодолевая сопротивление пружин 5, 13.

Промежуточный рычаг через тя­гу 15 передвигает рейку 4 до тех пор, пока не установится подача холостого хода дизеля.

При работе дизеля под нагрузкой (рис. 4, в)требуемый скоростной режим устанавливается рычагом управления 12.

При повороте рычага в сторону винта 14 растягивается пру­жина регулятора 5.

При этом рейка 4 переме­щается в сторону увеличения подачи. Частота вращения дизеля возрастает до тех пор, пока не уравновесятся центробежные силы грузов 1 и усилие пружины 5, т.е. установится заданный оператором скоростной режим, соответствую­щий нагрузке.

При кратковременной перегрузке дизеля (рис. 4, г)и неизменном положении рычага 12 частота вращения коленчатого вала снижается.

Это вызывает уменьшение центробежных сил грузов 1 и перемещение муфты 16 под дей­ствием пружины 5 в сторону насоса.

При этом рычаг 10 упирается в головку болта 8, а рычаг 6 под действием пружины корректора 17 пере­мещается в сторону увеличения подачи топлива, что обеспечивает увеличение крутящего момента дизеля для преодоления перегрузки.

Степень корректировки подачи зависит от вы­ступания штока из корпуса корректора 17 и от затяжки пружины.

При остановке дизеля (рис. 4, д) рычаг 12 перемешается вперед по ходу трактора до отказа. При этом полностью сжатая пружина 5 перемещает рычаг 6 до упора в стенку регуля­тора.

Центробежная сила вращающихся грузов перемещает рычаг 10 и рейку 4 в крайнее по­ложение, отключая подачу топлива.

При резком увеличении подачи топлива (дизели Д-245/245.5 с турбонаддувом) (рис. 5).

При резком повороте рычага 12 в сторону винта 14 (увеличение подачи) переме­щение рычага 6 и рейки 4 сдерживается флаж­ком 18 штока 19 пневмокорректора, соединен­ного с мембраной 20.

Полость «В» пневмокоррек­тора соединена воздухопроводом с впускным коллектором дизеля после турбокомпрессора.

С увеличением частоты вращения дизеля растет давление в полости «В», что способствует уско­рению перемещения рычага 6 и рейки 4.

Мед­ленное увеличение подачи топлива приводит к снижению дымности дизеля.

avtomechanic.ru

Регулятор топливного насоса | Подробно о тракторах и сельскохозяйственной технике

Регулятор топливного насоса — центробежный всережимный, автоматически поддерживает заданную водителем частоту вращения коленчатого вала дизеля. Регулятор автоматически изменяет количество топлива которое подается насосом в цилиндры дизеля, при изменении нагрузки на дизель.

Устройство

• Регулятор топливного насоса смонтирован в корпусе, прикрепленном к корпусу топливного насоса, и приводится в действие кулачковым валом насоса.
• На граненой части хвостовика кулачкового вала устанавливается приводная шайба с двумя поводками, а на цилиндрической — ступица грузов также с двумя поводками и упорным подшипником.
• Между поводками приводной шайбы и ступицы грузов уложены резиновые сухари, которые являются упругими элементами привода. Подшипник воспринимает осевые усилия ступицы грузов, возникающие при работе регулятора.
• От осевого перемещения в противоположном направлении ступица грузов фиксируется стопорным кольцом, установленным в канавке кулачкового вала. На ступице шарнирно крепятся четыре груза.
• При вращении кулачкового вала грузы расходятся и нажимают лапками на упорный подшипник, передают усилие муфте и ролику промежуточного рычага.
• Промежуточный рычаг свободно сидит в нижней части корпуса регулятора на оси, а верхним концом с помощью тяги связан с рейкой топливного насоса. Кроме того, промежуточный рычаг соединяется пружиной обогатителя с рычагом, жестко связанным с рычагом управления.
• На промежуточном рычаге устанавливается корректор подачи топлива, состоящий из корпуса, штока, пружины и регулировочного винта.
• Кроме промежуточного рычага на оси также свободно сидит основной рычаг. Верхним концом основной рычаг с помощью пружины регулятора и серьги соединен с рычагом, а через него с рычагом управления.
• Перемещение основного рычага в сторону топливного насоса (в сторону увеличения подачи топлива) ограничивается головкой винта номинала, ввернутого в корпус регулятора, а промежуточного — головкой болта, ввернутого в основной рычаг. Перемещение рычагов в противоположную сторону ограничивается винтом-упором.

а — при пуске дизеля; б — при наибольшей частоте вращения; в — при номинальной нагрузке; г — при перегрузке дизеля; д — при остановке дизеля; 1 — промежуточный рычаг; 2 — основной рычаг; 3 — болт; 4 и 13 — винты; 5 — шток; 6 — корпус корректора; 7 и 11 — пружины; 8 — тяга; 9 — рейка; 10 — рычаг пружины; 12 — рычаг управления; 14 — муфта; 15 — грузы.

Принцип работы

При пуске дизеля рычаг управления устанавливают в положение наибольшей подачи топлива до упора в винт, ввернутый в наружный прилив корпуса регулятора.

• При этом рычаг натягивает одновременно пружину регулятора и пружину обогатителя. Пружина регулятора прижимает основной рычаг к головке винта номинала, а пружина обогатителя подает промежуточный рычаг с тягой и рейку насоса вправо, обеспечивает необходимое для пуска дизеля увеличение цикловой подачи топлива.
• При увеличении частоты вращения вала насоса, после пуска дизеля, центробежная сила разводит грузы. Лапки грузов нажимают на подшипник и муфту регулятора и перемещают их влево. Поворачивается промежуточный рычаг, и через тягу передвигает рейку в сторону уменьшения подачи топлива.
• На наибольшей частоте вращения холостого хода рычаг управления упирается в винт. При этом центробежная сила грузов уравновешивается усилием пружины регулятора, а рейка насоса устанавливается в промежуточное положение, при котором подача топлива соответствует заданной наибольшей частоте вращения коленчатого вала дизеля.
• Шток корректора утоплен, пружина корректора сжата, основной и промежуточный рычаги регулятора прижаты один к другому и работают как один рычаг.
• При номинальной нагрузке дизеля частота вращения валов дизеля и насоса снижается. Центробежная сила грузов уменьшается, и рычаги под действием пружины регулятора перемещаются вправо, двигая рейку в сторону увеличения подачи топлива. При номинальной частоте вращения коленчатого вала дизеля основной рычаг вплотную подходит к головке винта номинала.
• Усилие грузов уравновешивается усилием пружины регулятора топливного насоса, и рычаг касается головки болта номинала, упираясь в нее при мгновенном увеличении нагрузки и отрываясь при уменьшении нагрузки. Подача топлива изменяется соответственно колебаниям рычага.
• При перегрузке дизеля, когда под влиянием внешней нагрузки частота вращения его вала и вала насоса снижается, центробежная сила грузов регулятора уменьшается, и пружина поворачивает основной рычаг вправо до упора в головку винта.
• Шток корректора, упирается в рычаг, перемещает промежуточный рычаг и соединенную с ним рейку топливного насоса в сторону увеличения подачи топлива, что обеспечивает увеличение крутящего момента дизеля и преодоление перегрузки. Степень корректирования подачи топлива при временной перегрузке зависит от того, насколько выступает шток из корпуса корректора и каково усилие затяжки пружины корректора.

Остановка двигателя

• Рычаг управления отклоняют вправо вперед по ходу трактора. При этом рычаг через пружину регулятора передвигает основной рычаг к задней стенке корпуса регулятора топливного насоса. Основной рычаг посредством болта увлекает за собой промежуточный рычаг, который перемещает рейку на выключение подачи топлива.
• При резком выключении подачи из положения максимальной или номинальной частоты вращения промежуточный рычаг с рейкой перемещается энергией грузов.

Различия моделей

Регулятор топливного насоса дизелей Д65Н1 и Д65М1 отличается от регуляторов насосов, устанавливаемых на дизели других марок, в основном массой грузов и размерами пружин, что зависит от частоты вращения коленчатого вала дизеля.

Смазка

Топливный насос и регулятор смазываются маслом, заливаемым через маслозаливное отверстие в корпусе регулятора.
Уровень масла проверяют по контрольному отверстию в корпусе насоса.

С противоположной стороны контрольного отверстия, установлена трубка для слива излишков масла и топлива, просочившегося в корпус при работе насоса.

Для сообщения полостей насоса и регулятора с атмосферой на крышке регулятора установлен сапун с поропластовым фильтром. Пробка предназначена для слива масла из корпусов насоса и регулятора при его замене.

tractor-server.ru

Регулятор частоты вращения коленчатого вала дизельного двигателя

В отличие от бензинового двигателя дизельные двигатели не имеет во впускном трубопроводе дроссельной заслонки, позволяющей четко регулировать частоту вращения коленчатого вала за счет изменения подачи воздуха с одновременным изменением подачи топлива. У дизельного двигателя не существует положения управляющей рейки, которое бы позволило двигателю поддерживать определенную частоту вращения коленчатого вала двигателя без помощи регулятора. Например, при запуске холодного двигателя и его работе на холостом ходу, потери на трение кривошипно-шатунного, газораспределительного и других механизмов и приводимых от двигателя агрегатов начинают снижаться, а количество подаваемого топлива будет постоянным. При отсутствии регулятора частота вращения будет увеличиваться и может достичь критической точки, при которой может произойти разрушение двигателя.

Регуляторы частоты вращения коленча­того вала дизельного двигателя устанавливаются на насосе высокого давления и приводятся в действие от кулачкового вала. Его работа основана, как и в автоматической муфте опережения впрыска, на использовании центробежных сил. Например, при заданном положении педали управления подачи топлива и возникновении дополнительного сопротивления движению (на подъеме) частота вращения коленчатого вала двигателя будет уменьшаться, а скорость автомобиля падать. Чтобы ее поддержать на заданном уровне, необходимо повысить крутящий момент двигателя. Это может быть достигнуто увеличением количества топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя. Регулятор воспринимает снижение частоты вращения коленчатого вала и автоматически увеличивает подачу топлива насосом высокого давления, благодаря чему скорость автомобиля восстанавливается до заданного значения.

Аналогичным образом регулятор изменяет подачу топлива при уменьшении нагрузки на двигатель, только в этом случае управляющее воздействие регулятора сводится к уменьшению количества впрыскиваемого топлива. В результате при снижении нагрузки на двигатель происходит уменьшение скорости движения и доведение ее до заданного уровня. Таким образом, регулятор авто­матически изменяет подачу топлива при изменении нагрузки на двигатель и обеспечивает установку любого выбранного скоростного режима при отклонениях от него в пределах – 10…20%.

Различают двухрежимный и всережимные регулятора частоты вращения коленчатого вала.

Двухрежимный регулятор (типа RQ) поддерживающий определенную частоту вращения коленчатого вала на режимах минимальной и максимальной частоты вращения коленчатого вала. Всережимный регулятор (типа RSV) поддерживает необходимую частоту вращения на всех режимах работы двигателя.

Всережимные регуляторы устанавливаемые на небольших высокооборотистых двигателях позволяют поддерживать частоту вращения коленчатого вала в пределах 6…10%.

В топливных насосах применяют регуляторы с различными принципами работы:

• механические
• пневматические
• гидравлические
• комбинированные

Для автомобильных двигателей наиболее широко при­меняют механические центробежные регуляторы и реже пневматические регуляторы.

Центробежный регулятор представляет собой систему, состоящую из вращающихся грузов, пружин и рычагов, связанных с рей­кой топливного насоса высокого давления, управляющей цикловой подачей топлива.

Двурежимный регулятор

В двухрежимных регуляторах механизм регулятора связан с рейкой насоса высокого давления при помощи дифференциального рычага, соединенного также и с тягой педали акселератора, которой управляет водитель. Основными элементами двухрежимного центробежного регулятора являются большие 4 и малые 3 грузы.

Рис. Схема работы двухрежимного центробежного регулятора

Грузы свободно посажены на пальцы крестовины 1 и упираются лапками в скользящую муфту 5, также свободно установ­ленную на вращающемся валу 6 регулятора, связанном зубчатой передачей с валом топливного насоса. С противоположной стороны в скользящую муфту под действием слабой пружины 12, помещен­ной в стакане 13 и втулке 11, упирается основной (вильчатый) рычаг 7 регулятора. Этот рычаг соединен при помощи двуплечего рычага 8 с рейкой 9 топливного насоса высокого давления и тягой 14 педали акселератора. Сильная пружина 10, установленная на втулке 11, упирается в неподвижную стенку корпуса регулятора. Грузы со слабой пружиной и сильной пружинами образуют две последовательно действующие системы регулирования, в которых используется общий рычажный механизм.

Массы грузов и затяжку слабой пружины подбирают так, чтобы действующие на муфту составляющие центробежной силы грузов и силы пружины оказались равными, т.е. чтобы система была в равновесии при минимальной частоте вращения коленчатого вала. Педаль акселератора во время работы двигателя на холостом ходу с минимальной частотой вращения коленчато­го вала полностью отпущена и двуплечий рычаг находится в положении I. При самопроизвольном уменьшении частоты вращения коленчатого вала двигателя центробежная сила грузов уменьшается и пружина 12, от­клоняя вильчатый рычаг, перемещает рейку топливного насоса в сторону увеличения подачи топлива. В случае самопроизвольного повышения частоты вращения коленчатого вала двигателя центробежная сила гру­зов увеличивается и муфта 5, отклоняя вильчатый рычаг и сжимая при этом пружину 12, перемещает рейку насоса в сторону уменьшения подачи топлива. Таким образом, одна система двухрежимно­го регулятора обеспечивает устойчивую работу дизеля при мини­мальной частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу.

Массу грузов и затяжку сильной пружины подбирают так, чтобы равновесие системы обеспечивалось при максимальной частоте вращения коленчатого вала, допустимом для данного двигателя. Педаль акселератора при работе двигателя с максимальной частотой вращения коленчатого вала полностью нажата, и двуплечий рычаг находится в положении II. При этом большие грузы регулятора раздвигаются до упоров 2 и не изменяют своего положения, сжимая слабую пружину вильчатым рычагом настолько, что стакан 13 вдвигается до упора в торец втулки 11.

С дальнейшим увеличением частоты вращения коленчатого вала, которое может происходить при уменьшении нагрузки дизеля, цент­робежная сила грузов увеличивается и муфта 5, отклоняя вильчатый рычаг и сжимая при этом пружину 10, перемещает рейку насоса высокого давления в сторону уменьшения подачи топлива. Таким образом, вторая система двухрежимного регулятора огра­ничивает максимальную частоту вращения, не допуская его разноса, даже при его полной разгрузке.

На рисунке приведены скоростные характеристики дизеля с двухрежимным регулятором.

Рис. Характеристики дизеля с двухрежимным регулятором:
Мкр – крутящий момент; Nе – мощность; n – частота вращения коленчатого вала

Кривые 1, 2 и 3 соответствуют различ­ным положениям педали акселератора. Участок n1…n2 регулирует­ся системой минимальной, а участок n3…n4 системой максималь­ной частоты вращения регулятора. В диапазоне между этими участками режим работы двигателя управляется только педалью ак­селератора без воздействия регулятора.

Центробежный регулятор всережимного типа

Центробежный регулятор всережимного типа также представляет собой систему, состоящую из вращающихся грузов, пружины и основного рычага, связанного с рейкой топливного насоса высокого давления, управляющей цикловой подачей топлива. Особенность регулятора этого типа заключается в отсутствии непосредст­венной связи рейки топливного насоса с педалью акселератора. На рисунке дана схема всережимного центробежного регулятора.

Рис. Схема работы всережимного центробежного регулятора

На вра­щающемся валу 9 регулятора, который при помощи шестерен связан с кулачковым валом топливного насоса, закреплена крестовина 6. В проушинах крестовины на пальцах 7 установлены качающиеся грузы 8 с лапками, которые упираются в подвижную муфту 10, на­детую на вал регулятора. С другой стороны в муфту упирается ос­новной вильчатый рычаг 2, установленный на оси 11 и соединенный с пружиной 3 и рейкой 1 топливного насоса высокого давления. Другой конец пружины соединен с рычагом 4, жестко связанным общей осью с рычагом 5 управления регулятором, который размещен с наружной стороны корпуса регулятора.

Система находится в равновесии, когда составляющие центро­бежной силы вращающихся грузов и силы пружины, действующие на подвижную муфту, равны между собой. При повышении частоты вращения коленчатого вала двигателя и связанного с ним вала регулятора, происходящем при уменьшении нагрузки, центробежная сила грузов увеличивается, заставляя их раздвинуться и переместить подвижную муфту, вильчатый рычаг и связанную c ним рейку топливного насоса в сторону уменьшения подачи топлива. В случае понижения частоты вращения, происходящем при увеличении нагрузки дизеля, центробежная сила грузов уменьшается и пружина, воздействуя на вильчатый рычаг, перемещает рейку топливного насоса в сторону увеличения подачи топлива. Частоту вращения изменяют натяжением пружины, связанной с рычагом управления регулятором, причем для повышения частоты вращения ко­ленчатого вала необходимо увеличить натяжение пружины.

На рисунке приведены скоростные характеристики дизеля с всережимным регулятором частоты вращения.

Рис. Характеристики дизеля с всережимным регулятором:
Мкр – крутящий момент; Nе – мощность; n – частота вращения коленчатого вала

Каждому положению рычага управления регулятором соответствует определенная ветвь кривой – А1В1, А2В2 и т.д., характеризующая зависимость частоты вращения коленчатого вала от мощности и крутящего момента (на­грузки) двигателя в диапазоне от полной мощности, развиваемой при максимальной частоте вращения коленчатого вала, до холостого хода при минимальной частоте вращения коленчатого вала. Из рассмотре­ния характеристик видно, что при постоянном положении рычага управления регулятором частота вращения мало зависит от изменения мощности в широких пределах. Однако степень неравномерности увеличивается при уменьшении регулируемой частоте вращения и становится значительной (40…70%) при минимальной частоте вращения на холостом ходу. Это обусловливается постоянной жесткостью пружины и значительным уменьшением центробежной силы грузов при уменьшении частоты вращения вала регулятора.

Регуляторы принцип работы которых описан выше применяются на большинстве рядных ТНВД. На рисунке показан двухрежимный регулятор рядного ТНВД легкового автомобиля Мерседес.

Рис. Двухрежимный регулятор:
1 – вакуумная камера остановки двигателя; 2 – контргайка; 3 – вакуумная камера увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя; 4 – ограничительный винт количества топлива на минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя; 5 – рычаг изменения подачи топлива; 6 – винт пружины регулятора; 7 – промежуточный рычаг; 8 – винт регулировки максимальной частоты вращения; 9 – центробежный регулятор; 10 – рейка; 11 – упорный рычаг; 12 – рычаг рейки

На режиме пуска вследствие максимального сближения грузов центробежного регулятора 9 рейка регулирования подачи топлива 10 через систему рычагов занимает положение полной подачи топлива.

При работе двигателя в режиме холостого хода, вследствие воздействия на рейку слабой пружины со стороны вертикального рычага и положения центробежных грузов, поддерживается стабильная частота вращения коленчатого вала.

В режиме частичной или полной нагрузки воздействие на рейку насоса осуществляется только от педали акселератора, которая связана системой тяг с рычагом изменения подачи топлива на регуляторе и регулятор частоты вращения в работе не участвует.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала во время торможения двигателем рейка насоса устанавливается в положение прекращения подачи. Если частота вращения коленчатого вала достигнет 5150 об/мин рейка устанавливается в положение прекращения подачи топлива, чем достигается ограничение максимальной частоты вращения, для предотвращения максимально допустимых нагрузок на двигатель.

ustroistvo-avtomobilya.ru