Регуляторы числа оборотов коленчатого вала

На дизелях устанавливают всережимные регуляторы числа оборотов коленчатого вала центробежного типа. Регулятор поддерживает постоянным любое заданное число оборотов коленчатого вала при изменяющихся нагрузках, а также ограничивает его минимальные и максимальные обороты. Такое ограничение необходимо, так как очень большие обороты вызывают быстрый износ деталей кривошипношатунного механизма; кроме того, значительное уменьшение времени цикла приводит к неполному сгоранию топлива и к образованию нагара. Превышение числа оборотов вала может наступить при резком уменьшении нагрузки на двигатель. При малом числе оборотов коленчатого вала значительно ухудшается смесеобразование в результате уменьшения давления впрыска, быстро загрязняются отверстия форсунок, двигатель работает неустойчиво.

Всережимный регулятор облегчает труд водителя, снижает расход горючего, увеличивает производительность машины.

Всережимный регулятор двигателей КДМ100 и Д108 расположен в корпусе 1 (смотреть статью под номером 84), который прикреплен с правой стороны к блоку двигателя. Ведущая шестерня 8 регулятора закреплена на вале 9 и находится в зацеплении с малой шестерней распределительного вала двигателя. Вал 9 вращается в двух бронзовых втулках. Задняя втулка

служит общей опорой для валиков регулятора и топливного насоса. Валик регулятора выполнен как одно целое с двумя цилиндрическими шестернями со спиральным зубом для привода работомера (счетчика моточасов) и топливоподкачивающего насоса 14, который прикреплен к днищу регулятора. В средней части валика на шпонке посажена ведущая коническая шестерня 11, находящаяся в зацеплении с шестерней 7, закрепленной на вертикальном валике 23. Валик вращается в двух подшипниках: верхнем подшипнике скольжения и нижнем шариковом радиальноупорном.

В проушинах вертикального валика шарнирно закреплены два груза 6, а в грузах — два сухарика. Сухарики упираются в муфту 5, свободно посаженную на вертикальный вал. На муфте установлен шариковый подшипник 2. Подшипник упирается в два ролика, которые закреплены на осях рычагов 4 и 24. Рычаги установлены на валике 3. Валик вращается в двух игольчатых подшипниках в верхней части корпуса регулятора. Вертикальное плечо двуплечего рычага 4 шарнирно соединено с тягой 18 рейки 30, а горизонтальное с пружиной 19. Другой конец пружины закреплен в одном из плеч рычага 15. Рычаг посажен на шлицы поперечного вала 12. На выступающем из регулятора конце вала 12 закреплен ведущий рычаг 33, связанный приводной системой 28 с рычагом 32 управления подачей топлива.

Регулятор работает следующим образом (см. смотреть статью под номером 84, б): вращение от валика 9 через коническую передачу 7—11 передается вертикальному валику 23. Под действием центробежной силы грузы 6 стремятся разойтись в стороны и через сухари переместить муфту 5 вверх. Этому препятствует пружина 19, которая тянет горизонтальное плечо рычага 4 вниз. Таким образом, на муфту 5 действуют две силы: направленная вверх центробежная сила грузов и направленная вниз сила пружины. При определенном натяжении пружины наступают обороты, при которых эти две силы взаимно уравновешиваются, и все подвижные детали регулятора (грузы, муфта, рычаги 4 и 24, тяги 18, 29, рейка 30 и плунжеры 31) занимают определенное положение, обеспечивающее работу двигателя с заданным числом оборотов. Если нагрузка на двигатель уменьшится (например, при движении трактора под уклон), обороты коленчатого вала начнут возрастать и увеличившаяся центробежная сила грузов поднимет муфту 5. Муфта переместит рычаги 4 и 24 вверх (положение грузов и других передвигающихся деталей показано на смотреть статью под номером 84, б тонкими линиями), вертикальное плечо рычага 4 через тяги 18 и 29 передвинет рейку назад (относительно движения трактора), рейка повернет плунжеры, и подача топлива в цилиндры уменьшится, что приведет к уменьшению числа оборотов коленчатого вала. Если нагрузка увеличивается (трактор начинает движение на подъем), число оборотов коленчатого вала снижается, усилием пружины рычажная система регулятора передвигается в противоположную сторону и плунжеры, поворачиваясь, увеличивают подачу топлива в форсунки. Таким образом, несмотря на колебания нагрузки, обороты двигателя сохраняются практически постоянными.

Тракторист может по своему усмотрению изменить число оборотов коленчатого вала, а значит, и скорость движения, трактора при помощи рычага 32, установленного в кабине. Если тракторист потянет рычаг на себя, система рычагов и тяг 28 через рычаг 33 повернет трехплечий рычаг 15, который сильнее натянет пружину. Усилием пружины горизонтальное плечо двуплечего рычага 4 опустится, вертикальное плечо переместит тягу 18 вперед, и рейка повернет плунжеры в сторону, соответствующую увеличению подачи топлива. Обороты двигателя увеличатся. Поворот рычага 32 от себя приводит к уменьшению скорости движения трактора.

Крайнее переднее положение рычага 32 соответствует работе двигателя на холостом ходу. Чтобы заглушить двигатель, необходимо оттянуть защелку, установленную на рычаге, передвинуть рычаг вперед. Подача топлива в цилиндры прекратится.

Плечо 25 трехплечего рычага и упор 13 ограничивают максимальные обороты двигателя, а плечо 27 и упор 26 ограничивают минимальные обороты. Положение упоров можно регулировать.

На смотреть статью под номером 85 показан всережимный регулятор оборотов коленчатого вала двигателей ЯМЗ.

Регулятор собран в корпусе 11, который закрыт крышкой 13. Корпус регулятора прикреплен к корпусу 25 топливного насоса высокого давления. Ведущая шестерня 24 регулятора закреплена на ступице 2. Ступица посажена на кулачковый вал топливного насоса на шпонке. Ведомая шестерня 3 установлена в корпусе 4 на двух шариковых подшипниках; шестерня изготовлена как одно целое с валиком, на который напрессована державка 5. На осях державки шарнирно закреплены два груза 6. На внутренние концы грузов посажены ролики 27, которые упираются в торец подвижной муфты 23. Муфта может свободно скользить вдоль державки. В муфте на шариковом подшипнике установлена пята 22, упирающаяся в рычаг 17. В пяту запрессована ось, на которую надеты с одной стороны серьга 18, соединенная шарнирно с нижним концом рычага 17, а с другой — рычаг 21 привода рейки. Нижний конец рычага 21 установлен в кулисе 20, а верхний связан с тягой 10 рейки 8. Рычаг 17 и двуплечий рычаг 16 свободно посажены на ось 14, закрепленную в крышке регулятора. В одно плечо рычага 16 ввернут винт, упирающийся в рычаг 17, а с другим плечом соединен нижний конец пружины 15 регулятора. Верхний конец пружины соединен с рычагом 12, который жестко установлен на валике 7. На выступающем из регулятора конце этого валика закреплен рычаг 26 управления подачей топлива, связанный тягой 28 и рычажной системой с педалью в кабине.

Регулятор работает следующим образом (см. смотреть статью под номером 85, б): центробежная сила грузов 6 стремится развести их в стороны и через ролики 27 переместить муфту 23 с пятой 22 вправо. Этому препятствует пружина 15, которая тянет нижнее плечо рычага 16 вверх и через винт и рычаг 17 отжимает пяту 22 влево. Таким образом, на муфту 23 и пяту действуют две силы: направленная вправо центробежная сила грузов и направленная влево сила, создаваемая пружиной 15.

При определенном натяжении пружины наступают обороты, при которых эти две силы взаимно уравновешиваются, и все подвижные детали регулятора (грузы, муфта, пята, рычаги 16, 17 и 21, тяга 10), а также рейка и плунжеры занимают положение, обеспечивающее работу двигателя с заданным числом оборотов. Если нагрузка на двигатель уменшится, число оборотов вала начнет возрастать и увеличившаяся центробежная сила грузов передвинет муфту с пятой вправо; пята повернет рычаг 21 по часовой стрелке, и тяга 10 передвинет рейку назад (относительно движения автомобиля), рейка повернет плунжеры, и подача топлива в цилиндры уменьшится, что приведет к уменьшению оборотов коленчатого вала. Если нагрузка увеличится, обороты коленчатого вала начнут падать, усилием пружины 15 рычажная система регулятора передвинется в противоположную сторону и плунжеры, поворачиваясь, увеличат подачу топлива в форсунки.

Водитель может изменить число оборотов коленчатого вала при помощи педали управления подачей топлива, установленной в кабине. При нажатии на педаль система рычагов и тяг перемещает тягу 28 влево, рычаг 26 поворачивает валик с рычагом 12 против часовой стрелки и сильнее натягивает пружину 15. Усилием пружины детали

16, 17 перемещают пяту 22 и рычаг 21 влево, рейка поворачивает плунжеры в сторону, соответствующую увеличению подачи топлива. Число оборотов коленчатого вала увеличивается. Отпускание педали приводит к уменьшению числа оборотов коленчатого вала двигателя.

Когда водитель освобождает педаль, двигатель работает на режиме холостого хода. Чтобы заглушить двигатель, водитель должен вытянуть кнопку «стоп», расположенную на щитке приборов. Тогда трос, на конце которого закреплена кнопка, поворачивает скобу 19 с кулисой 20 в положение, показанное на рисунке штриховыми линиями, и кулиса поворачивает рычаг 21 вокруг его оси, закрепленной в пяте 22. Нижний конец рычага 21 перемещается влево, а верхний конец его перемещает рейку еще немного назад, и подача топлива в цилиндры прекращается.

По аналогичной схеме работают всережимные регуляторы оборотов двигателей Д50, А41 и СМД14.

Муфта автоматического опережения впрыска

Впрыск топлива в цилиндр двигателя должен осуществляться до подхода поршня к в.м.т. в конце такта сжатия, то есть с некоторым опережением. Это вызвано тем, что для сгорания топлива необходимо определенное время.

Измеряется опережение впрыска углом между кривошипом коленчатого вала в момент начала впрыска и его положением, соответствующим в.м.т. При увеличении числа оборотов коленчатого вала угол опережения впрыска должен увеличиваться. Несоблюдение этого требования приводит к увеличению расхода топлива и снижению мощности двигателя. Для автоматического изменения угла опережения впрыска при изменении числа оборотов коленчатого вала на двигателях ЯМЗ и СМД60 установлена муфта опережения впрыска. Муфта закреплена на переднем конце кулачкового вала топливного насоса высокого давления и состоит из корпуса 13 (смотреть статью под номером 86), ведущей полумуфты 12, ведомой полумуфты 1, двух грузов 6 и двух пружин 2. Ведущий валик муфты, на котором закреплен ведущий фланец 21, получает вращение от распределительного вала двигателя. Ведущий фланец двумя болтами скрепляется с промежуточным фланцем 19. Промежуточный фланец соединен с ведущей полумуфтой 12 упругим звеном — резиновой шайбой 14, установленной в металлической обойме 17. В шайбе вырезано четыре паза; в пазы 15 заходят шипы 18 промежуточного фланца, а в пазы 16 — шипы 9 ведущей полумуфты. Ведомая полумуфта 1 закреплена на шпонке на переднем конце кулачкового вала насоса и завинчивается в корпус 13. Грузы 6 надевают на пальцы 4. Пальцы 7 ведущей полумуфты упираются в криволинейные поверхности П грузов. На пальцах 4 и 7 выполнены углубления 5, в которые упираются предварительно сжатые пружины 2. Пружины, стремясь повернуть полумуфты 1 к 12 относительно друг друга, прижимают пальцы 7 к поверхности П.

На смотреть статью под номером 86, б показано положение деталей муфты при малых оборотах коленчатого вала. С увеличением числа оборотов коленчатого вала увеличивается центробежная сила грузов, и они расходятся в стороны, поворачиваясь вокруг пальцев 4. При этом криволинейные поверхности П грузов скользят по пальцам 7 ведущей полумуфты, расстояние между пальцами 4 и 7 уменьшается (сравните размеры Ь и 2 на смотреть статью под номером 86, б и в) и пружины 2 сжимаются. Подтягиваясь к пальцам 7, пальцы 4 поворачивают ведомую полумуфту с кулачковым валиком 22 насоса в сторону вращения приводного вала (положение, показанное на смотреть статью под номером 86, в), увеличивая угол опережения впрыска на величину а0.