Центробежный регулятор частоты вращения и мощности

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

091 (И) и11 4 F 02 D 23/02 с

l, /,—., OllHCAHHE HSOBPETEHHR /"

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ф, р (21) 3811467/25-06 (22) 02.11.84 (46) 07.05.86. Бюл. Ф 17 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В.Н.Образцова и Центральный научно-исследовательский дизельный институт (72) В.В.Стрекопытов, Е.С.Ковалевский, К.Н.Спицын, А.В.Грищенко, Е.M.Кофман и Б.П.Колосов (53) 621.436-545(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 787702, кл. Р 02 0 23/02, 1980. (54)(57) 1. ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ РЕГУЛЯТОР

ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И МОЩНОСТИ дизельгенератора, содержащий центробежный измеритель скорости, расположенный в корпусе и кинематически связанный с золотниковым распорядительным элементом, соединяющим между собой и с маслосистемой поршни изодромного и связанного с органом дозирования топливоподачй силового сервомоторов, сервомотор затяжки всережимной пружины центробежного измерителя с управляющей полостью, связанный с золотниковым задающим устройством, и узел управления мощностью, связанный с системой возбуждения генератора и соединенный с маслосистемой, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости системы регулирования дизель-генератора, регулятор снабжен буферным цилиндром, следящим гидроусилителем и рычажной передачей, причем буферный цилиндр снабжен подпружиненным порш— нем, разделяющим его на две полости, следящий гидроусилитель имеет управляющие полости, между которыми расположен подпруя,иненный за тотник с исполнительным органом, при этом полости буферного цилиндра соединены с управляющими полостями следящего гидроусилителя, золотниковым задающим устройством и управляющей полостью сервомотора затяжки всережимной пружины, исполнительный орган золотника следящего гидроусилителя связан с узлом управления мощностью, а рычажная передача средней точкой подсоединена к корпусу и связывает между собой поршень силового сервомотора и эолотниковое задающее устройство.

2. Регулятор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что рычажная передача снабжена регулировочным звеном, выполненным в виде подвижной опоры.

3. Регулятор по п. I о т л ич а ю шийся тем, что рычажная передача снабжена упором максимальной частоты вращения, расположенным между корпусом и рычажной передачей, и упругим элементом, соединяющим рычажную передачу с поршнем силового сервомотора.

4. Регулятор по и. I о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения зоны нечувствительности, рычажная передача снабжена опорой, расположенной между золотниковым задающим устройством и рычажной передачей.

1229÷ÎI

Изобретение относится к автоматическому регулированию двигателей внутреннего сгорания и предназначе«о для регулирования скоростного режима и мощности дизелей транспортных средств,„ преимущественно тепловозных дизель-генераторов, Цель изобретения — повышение ус" тойчивости системы регулирования дизель-генератора и расширение зоны неустойчивости.

На фиг. 1 представлена. схема ре-гулятора на фиг. 2 — зависимость основных параметров дизель-генератора по времени в виде осциллограмм переходного процесса, частоты вращения и хода рейки (органа дозированин топливоподачи) h, мощности генератора Р, тока генератора

Регулятор содержит центробежный измеритель 1 скорости, кинематически связанный с одной стороны со всережимной пружиной 2, а с другой — с золотниковым распорядительным элементом 3, соединяющим между собой маслосистему и поршень 4 силового сервомотора, связанного с органом дозирования топливоподачи. Последний посредством рычажной передачи 5 соединен с золотником б сервомотора 7 затяжки всережимной пружины. Причем рычажная передача имеет подвижную опору

8 и упор 9 максимальной частоты вращения коленчатого вала, а один иэ элементов рычажной передачи содержит упругий элемент 1О расположенный в подвижном соединении, и опору 11.

Вспомогательная (нижняя) полость сервомотора 7 связана с напорной масляной магистралью посредством дросселя 12 и с золотником 6 непосредственно, рабочая (верхняя) — с золотником 6 через чувствительный элемент переходных процессов в виде бу-ферного цилиндра с подпружиненным с обоих сторон поршнем 13, расположенного в канале между золотником 6 и сервомотором 7. Поршнем 13 буферный цилиндр разделен на две полости, соециненные между собой дросселем

Одновременно они подсоединены к управляющим полостям следящего гидроусилителя 15, между которыми расположен подпружиненный золотник с исполнительным органом, связанным с узлом

16 управления мощности генератора.

Гибкая отрицательная обратная связь

5 !

0 !

55 вьглолнена через изодромный сервомо тор с поршнем 17.

Регулятор частоты вращения и мощности работает сг едующим образом.

При холостом ходе дизеля и В ре

>киме малых нагрузок (до 207. от номинальной мощности),, когда. спора !!

obecr:ечинаеет зазор, устойчивая частота вращения коленчатого нала подцерживается с помощью центробежного измерителя 1 скорости золотникового распорядительного элемента 3 и поршня 4> силовсго сервомотора. При этом частота вращения коленчатого вала соответствует минимальному значению.

Как только зазор в опоре II выбран, алгоритм регулирования изменяется.

Предположим, что в этот момент нагрузка дизеля увеличилась. Из-за несоответствия крутящего момента и момента сопротивлений частота вращения

"просядет", что будет отработано центробежным измерителем 1, золотниковым распорядительным элементом 3 и поршнем 4 силового сервомотора как команда на увеличение подачи топлива.

При этом через рычажную передачу 5 двоение поршня 4 передается золотнику 6, открывающему доступ масла из маслосистемы в одну из полостей буферного цилиндра к поршню 13. Он смещается относительно среднего положения, что приводит и к перемещению поршня сервомотора 7 на увеличение затяжки всережимной пружины 2.

Одновременно с этим в полостях буферного цилиндра возникает разница давлений„ которая воспринимается следящим гидроусилителем 15. Исполнительный орган золотника гидроусилителя 15 приводит в действие узел !

6 управления мощности генератора.

Последний несколько снижает мощность нагрузки, что способствует более активному разгону двигателя к cGKpB щению времени переходного процесса.

В процессе разгона двигателя масло из напорной магистрали через дрсссель 14 перетекает в полость серномотора 7, а поршень 13 перемещается в положение исходного состояния.

Давление в полостях буферного цилиндра .выравнивается и следящий гидроусилитель 15 через узел 16 управления мощности устанавливает необходимый уровень мощности генератора. Скоростной режим двигателя увеличивается, Теперь необходимую мощность двигатель может реализовать при меньшей подаче топлива. В силу этого поршень 4 силового сервомото-. ра переходит в положение меньшей подачи топлива, что приводит к уста— новке золотника 6 в положение перекрыши. Рост скорости коленчатого вала прекращается.

При достижении сервомотором 7 положения, соответствующего максимально заданной частоте вращения, рычажная передача 5 становится на упор 9.

В этом случае регулятор работает как иэодромный, поддерживая постоянной частоту вращения на уровне номинального режима. Перемещение поршня 4 силового сервомотора компенсируется упругим элементом 10. Наклон тепловозной характеристики дизетял регулируется изменением положения подвижной опоры 8. Преодоление неэкономичных режимов малых нагрузок ре1229401 гулятором производится при постоянной частоте вращениЯ 11 стройка IIIEE

pHHhl зоны нечувствительности при помощи опоры 11 позволяет устанавливать его на дизеля с различными экономическими характеристиками.

Уменьшение нагрузки дизеля приводит к обратному процессу перестройки, в результате которой частота вращения коленчатого вала уменьшается.

Кроме того, процессы изменения скоростного режима двигателя (фиг. 2) протекают плавно без значительных колебаний и перерегулирования по частоте вращения. Величины отклонений параметров двигателя во время переходных процессов соответствуют требованиям к регуляторам частоты вращения и мощности подобного класса, Использование регулятора позволит снизить расхоц топлива дизелем и увеличить силу тяги тепловоза.

1229401

8с

О/70С/770И

1НОмин -/

/, ХкРт

Мощность генератора /СоставителЬ В.Ищенко

Редактор И.Дербак Техред }3.Кадар Корректор А.Обручар

Заказ 2431/31

Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/ 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4