Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электронный регулятор режимов работы двигателя

Электронный регулятор режимов работы двигателя

Двигатели, оборудованные механическими регуляторами, во мно­гих случаях включают в параллельную работу.

Экономичность подобной силовой установки повышается, если суммарная нагрузка распределяется между двигателями опреде­ленным образом. Например, при одинаковых двигателях в уста­новке суммарная нагрузка в известном диапазоне ее изменения должна быть распределена между ними равномерно.

На рис. 164 показаны внешние 1, 4, 6 и регуляторные 2, 5 и 7 характеристики трех двигателей, включенных в синхронную па­раллельную работу. При угловой скорости установки ? у ’ каждый из двигателей вырабатывает крутящий момент соответственно M I ’, M II ’ и M III Таким образом нагрузка всей установки

При увеличении нагрузки в работу включается каждый из ре­гуляторов установки, поэтому на новом, несколько большем на­грузочном режиме M ? угловая скорость системы окажется не­сколько меньшей, например, равной ? у ”. В соответствии с регуляторными характеристиками 2, 5 и 7 на новом режиме

причем третий двигатель оказывается полностью нагруженным (точка А 3 на внешней характеристике 6), а второй и первый — недогруженными. При дальнейшем росте нагрузки установки дви­гатель III, а затем и двигатель I будут работать на внешней ха­рактеристике (их регуляторы выключаются из работы), и только двигатель II разовьет полную нагрузку при угловой скорости ? у .

Неравномерное распределение нагрузки между двигателями снижает экономичность работы установки, а выключение двух регуляторов из трех резко ухудшит устойчивость режима работы, поэтому выход двигателей на внешние характеристики должен происходить при одной и той же частоте вращения, например при ? = ? у . С этой целью регуляторы двигателей I и II должны быть перенастроены так, чтобы они включались в работу в точках С 1 и С 3 (регуляторные характеристики 3 и 8).

Двигатели, оборудованные механическими регуляторами, во мно­гих случаях включают в параллельную работу.

Экономичность подобной силовой установки повышается, если суммарная нагрузка распределяется между двигателями опреде­ленным образом. Например, при одинаковых двигателях в уста­новке суммарная нагрузка в известном диапазоне ее изменения должна быть распределена между ними равномерно.

На рис. 164 показаны внешние 1, 4, 6 и регуляторные 2, 5 и 7 характеристики трех двигателей, включенных в синхронную па­раллельную работу. При угловой скорости установки ? у ’ каждый из двигателей вырабатывает крутящий момент соответственно M I ’, M II ’ и M III Таким образом нагрузка всей установки

При увеличении нагрузки в работу включается каждый из ре­гуляторов установки, поэтому на новом, несколько большем на­грузочном режиме M ? угловая скорость системы окажется не­сколько меньшей, например, равной ? у ”. В соответствии с регуляторными характеристиками 2, 5 и 7 на новом режиме

причем третий двигатель оказывается полностью нагруженным (точка А 3 на внешней характеристике 6), а второй и первый — недогруженными. При дальнейшем росте нагрузки установки дви­гатель III, а затем и двигатель I будут работать на внешней ха­рактеристике (их регуляторы выключаются из работы), и только двигатель II разовьет полную нагрузку при угловой скорости ? у .

Неравномерное распределение нагрузки между двигателями снижает экономичность работы установки, а выключение двух регуляторов из трех резко ухудшит устойчивость режима работы, поэтому выход двигателей на внешние характеристики должен происходить при одной и той же частоте вращения, например при ? = ? у . С этой целью регуляторы двигателей I и II должны быть перенастроены так, чтобы они включались в работу в точках С 1 и С 3 (регуляторные характеристики 3 и 8).

При параллельной работе двигателей наибольшие допустимые значения у колеблются в пределах от 0,3% (при ? ? 2%) до 0,2% (при ? > 3%).

В ряде случаев параллельная работа двигателей должна быть обеспечена при работе установки не только на номинальном ско­ростном режиме, но и при меньших скоростных режимах. Чтобы на частичных скоростных режимах настройка двигателей на парал­лельную работу на нарушалась, следует предусматривать такую конструкцию всережимного регулятора, при которой наклон регуляторных характеристик у всех двигателей установки при уменьшении регулируемого скоростного режима не изменяется или изменяется одинаково.

Для обеспечения такой работы регулятора необходимо преду­смотреть определенный закон изменения неравномерности ? p от выбираемого скоростного режима

? p = а ( ? p . cp ) (350)

обусловленный формой внешней характеристики двигателя (рис. 167).

Если на номинальном режиме (точка С) заданы M ном , ? ном и ? ном то для обеспечения одинакового наклона регуляторных характеристик D\ C 1 D 1 ) следует найти ? из подобия треуголь­ников (?C 1 D 1 L

И затем по соотношению (350) построить зависимость (350). По зависимости ? от угловой скорости вала двигателя можно опре­делить желаемый характер изменения степени неравномерности для различных регулируемых скоростных режимов или таких параметров регуляторов, как, например, r п или b r обеспечивающих желательную всережимность при одинаковом наклоне регуляторных характеристик.

Существенное значение для точности распределения нагрузки между параллельно работающими двигателями имеет степень нечувствительности ? р . Чем больше зона нечувствительности (см. рис. 74), тем труднее обеспечить нужное распределение на­грузки. В связи с этим установлено, что степень нечувствитель­ности регуляторов, устанавливаемых на параллельно работаю­щих двигателях, должна быть обеспечена в пределах 0,2—0,5%, причем для большинства регуляторов степень нечувствительности составляет 0,3%.

При параллельной работе двигателей к конструкции автомати­ческих регуляторов должны быть предъявлены следующие требо­вания:

Читать еще:  Братский кулак двигателя что это

1) регулятор должен быть всережимным (или с широкой зоной настройки скоростных режимов);

2) регулятор должен обеспечивать допустимые значения степени нечувствительности и иметь устройство для изменения (настройки) степени неравномерности;

3) степень непрямолинейности у регуляторной характеристики не должна превышать допустимого значения;

4) при смене регулируемого скоростного режима наклон ре­гуляторных характеристик по возможности не должен изменяться.

Все перечисленные требования к конструкции автоматических регуляторов должны обеспечить определенную точность распре­деления нагрузки между двигателями, оцениваемую степенью рассогласования ? Ni , причем

поминальные мощности i -го двигателя и всей силовой установки.

Распределение нагрузки между параллельно работающими двигателями принимают удовлетворительным, если значения степени рассогласования нагрузки ? Ni составляют 7 (±3,5%) (высокие требования) и 25 (±12,5%) (пониженные требования).

Для нормальных требований ? Ni

Состав и размещение на борту

В состав электронной системы управлениярежимами работыдвигателей ТВ3-117В входят два комплекта аппаратуры. В состав одного комплекта входят:

§ электронный регулятор двигателя ЭРД-3В;

§ датчик частоты вращения ДЧВ-2500;

§ информационный комплекс давления ИКД27Да-220-780;

§ четыре датчика частоты вращения ДТА-10;

§ приёмник температуры П-77;

§ регулятор температуры РТ-12-6.

Электронный регулятор ЭРД-ЗВ

Регулятор предназначен для выработки управляющих воздействий на исполнительный механизм ИМ-47, регулирующих расход топлива для ограничения максимальной частоты вращения ротора турбокомпрессора, и на ИМ-3АМ останова двигателя при достижении частоты вращения свободной турбиной предельно допустимого значения.

Электронный регулятор представляет собой специализированную электронную цифровую вычислительную машину с неизменяемой программой, работающую в реальном масштабе времени, оснащенную устройствами сопряжения с датчиками и исполнительными механизмами электронной части системы регулирования.

Регулятор расположен в грузовой кабине на потолке с правой стороны.

Основные технические данные электронного регулятора ЭРД-3В.

§ Напряжение питания +27В;

§ Потребляемая мощность не более100Вт;

§ Точность поддержания регулируемых параметров:

§ Частота выдачи управляющих сигналов на управляющий механизм расхода топлива 15,26Гц.

§ Время выдачи управляющего сигнала на управляющий механизм останова двигателя не более 0,03с.

§ Токи, коммутируемые регулятором 0,055А.

§ Режим работы продолжительный.

§ Время непрерывной работы не более 10ч.

§ Масса регулятора не более 5кг.

Датчик частоты вращения турбокомпрессора ДЧВ-2500

предназначен для выдачи сигналов, пропорциональных частоте вращения ротора турбокомпрессора. Датчик установлен на коробке приводов двигателя.

Датчик давления ИКД27Да-220-780

предназначен для выдачи сигналов, пропорциональных барометрическому давлению наружного воздуха. Датчик установлен под полом кабины экипажа.

Датчик ДТА-10

предназначен для выдачи электрических сигналов с частотой, пропорциональной частоте вращения свободной турбины (СТ). Датчик работает совместно с индуктором, который является частью двигателя и в состав датчика не входит. На двигателе (на валу СТ) в силовом конусе выхлопного патрубка установлены четыре датчика, два из которых используются как резервные.

Приёмник температуры П-77

предназначен для выдачи сигналов, пропорциональных температуре на входе в двигатель. Приёмник температуры установлен в воздухопроводе обдува термопатрона насоса-регулятора НР-3АМ.

Регулятор температуры РТ-12-6

был рассмотрен выше (смотри вопрос 6.7.).

Работа системы электронного регулирования двигателей.

Контур ТК

Контур ТК представляет собой систему ограничения предельных режимов работы двигателя, которая предназначена для ограничения частоты вращения ротора турбокомпрессора с повышенной точностью в зависимости от температуры и давления воздуха на входе в двигатель.

В состав контура ТК входят:

§ электронный регулятор двигателя (контур ТК);

§ датчик частоты вращения ДЧВ-2500;

§ приёмник температуры П-77;

§ датчик давления ИКД27Да-220-780;

§ исполнительный механизм ИМ-47.

Работа контура ТК.

Контур турбокомпрессора (ТК) ограничивает максимальную частоту вращения ротора ТК двигателя в зависимости от температуры и давления воздуха на входе в двигатель. На вход контура ТК поступают сигналы датчика температуры П-77, датчика давления ИКД27Да и датчика частоты вращения ДЧВ-2500. В контуре ТК сигналы преобразуются и сравниваются.

Если фактическая частота вращения ротора турбокомпрессора nтк больше настроенной частоты вращения nткмаx , то контур ТК регулятора выдаёт на исполнительный механизм ИМ-47 насоса регулятора НР-ЗАМ управляющий сигнал определённой скважности. Скважность зависит от величины рассогласования. Исполнительный механизм ИМ-47 воздействует на дозирующую иглу НР-3АМ, обеспечивая слив топлива, благодаря чему частота вращения ротора турбокомпрессора nтк уменьшается до тех пор, пока не станет равной настроенной частотеnткмах. В системе ограничения режимов работы электронный регулятор ЭРД-3В работает совместно с регулятором температуры РТ-12-6. Сигнал на ИМ-47 представляет собой сумму сигналов от регуляторов ЭРД-3В и РТ-12-6, или сигнал от каждого регулятора в отдельности. В электронном регуляторе предусмотрен контроль исправности контура ТК на работающем двигателе, который производится снижением настроенной характеристики на 4…7% с помощью выключателя «Работа-Контроль» ТК, расположенного на пульте ЭРД.

Система регулирования и контроля работы дизеля

Системы регулирования и контроля, в зависимости от объема автоматически выполняемых операций, должны обеспечивать:

Первая степень автоматизации – А1:

  • автоматическое регулирование частоты вращения вала дизеля, напряжения и температуры в системах охлаждения и (или) смазки;
  • местное и (или) дистанционное управление пуском, остановом, предпусковыми и послеостановочными операциями, а также частотой вращения (нагруженном) реверсированием;
  • автоматическую подзарядку АБ, обеспечивающих пуск и (или) питание средств автоматизации (при электростартерном пуске);
  • автоматическую аварийно-предупредительную сигнализацию и защиту;
  • индикацию значений контролируемых параметров на местном (дизельном) щитке и (или) дистанционном пульте.
Читать еще:  Что такое ламель двигателя

Вторая степень автоматизации – А2 (дополнительно к А1):

  • дистанционное автоматизированное и (или) автоматическое управление пуском, остановом, предпусковыми и послеостановочными операциями, частотой вращения (нагруженном) и реверсированием при его наличии;
  • автоматический прием нагрузки при автономной работе или выдача сигнала о готовности к приему нагрузки;
  • автоматизацию совместной работы двигателей, в том числе автоматический прием нагрузки в ходе синхронизации при параллельной работе ДГ между собой или с внешней сетью;
  • автоматическое поддержание двигателя в готовности к быстрому приему нагрузки;
  • автоматическое регулирование вязкости тяжелого топлива и автоматизированное управление переходом с одного вида топлива на другой;
  • автоматизированный экстренный пуск и (или) остановка;
  • исполнительную сигнализацию.

Третья степень автоматизации – А3 (дополнительно к А1 и А2):

  • автоматическое пополнение расходных емкостей: топлива, масла, охлаждающей жидкости и сжатого воздуха;
  • автоматизированное и (или) автоматическое управление вспомогательными агрегатами и (или) отдельными операциями обслуживания двигателя.

Четвертая степень автоматизации – А4 (дополнительно к А1, А2, А3):

  • централизованное управление двигателем с помощью управляющих машин;
  • централизованный автоматический контроль;
  • автоматизированное и (или) автоматическое техническое диагностирование состояния двигателя в целом или его отдельных частей.

В зависимости от степени автоматизации ДЭУ время необслуживаемой работы установки составляет:

А1 – 4 часа (8, 12 часов);
А3 – 150 часов (250 часов);
А2 – 24 часа; (36, 50 часов);
А4 – 250 часов (375 часов).

(в скобках указано время для ДЭУ с Ne >100 кВт )

Во время работы двигателя его мощность или крутящий момент при заданных частотах вращения должны быть равны мощности или крутящему моменту потребителя. В случае несоответствия между развиваемой двигателем мощностью и нагрузкой число оборотов двигателя может чрезмерно увеличиться (двигатель пойдет вразнос) или уменьшиться (двигатель остановится).

Возможны следующие способы регулирования мощности и частоты вращения двигателей внутреннего сгорания:

1. Количественное регулирование – изменение количества свежего заряда, поступающего в цилиндр двигателя. В этом случае для понижения мощности двигателя уменьшают количество свежего заряда, не изменяя состава горючей смеси. Такое регулирование можно осуществить установкой дополнительного сопротивления в виде дроссельной заслонки во впускном трубопроводе. Чем больше прикрывает заслонка проходное сечение впускного трубопровода, тем больше сопротивление впуска и меньше наполнение цилиндра, а следовательно, и развиваемая двигателем мощность.

Количественное регулирование применяется в двигателях с внешним смесеобразованием и принудительным воспламенением смеси (карбюраторных и газовых двигателях).

2. Качественное регулирование – изменение количества топлива, впрыскиваемого через форсунку в цилиндр двигателя, при постоянном расходе поступающего в цилиндр воздуха. Такой способ регулирования приводит к изменению качества горючей смеси (изменение коэффициента избытка воздуха).

Этот способ регулирования применяется во всех дизельных двигателях.

3. Смешанное регулирование – используется в газовых двигателях и сочетает в себе качественный и количественный способы регулирования. При смешанном регулировании изменение мощности в области больших нагрузок производится путем изменения состава смеси в пределах допустимых значений коэффициента избытка воздуха, а в области малых нагрузок – путем изменения количества смеси, поступающей в цилиндры.

Регулирование температур и расходов охлаждающей воды, смазочного масла, воздуха, уровней в цистернах, температуры топлива и др. параметров работы двигателя осуществляется локальными регуляторами. Обычно в качестве регуляторов используются механические, гидравлические и пневматические устройства. Но в последнее время вместо этих типов регуляторов все чаще применяют электронные датчики и микропроцессорные блоки управления, что позволяет значительно снизить габариты систем регулирования и обеспечивает выполнение вычислений для оптимизации процессов регулирования работы дизелей.

Зил -130

Зил самосвал

Регулятор числа оборотов

Регулятор числа оборотов дизельного двигателя МТЗ

Дизельные двигатели неустойчиво работают на оборотах холостого хода, вследствие чего возникла необходимость поддерживать такие обороты холостого хода, при которых обеспечивалась бы устойчивая работа двигателя.

ТНВД двигателя МТЗ

Условия эксплуатации автомобиля весьма разнообразны и водителю чтобы выдержать нужную скорость движения необходимо не только пользоваться коробкой передач, но и изменять число оборотов двигателя, подавая то или иное количество топлива в цилиндры. Чтобы выдержать определенный скоростей режим карбюраторного двигателя водителю приходится изменять положение акселератора.

Так, как у дизельных двигателей при несоответствии числа оборотов нагрузке и при резком изменении их быстро изнашиваются детали двигателя, и расход топлива при этом возрастает, современные четырехтактные двигатели снабжаются регуляторами. Эти регуляторы автоматически поддерживают заданное водителем число оборотов двигателя от минимальных до максимальных, в зависимости от его нагрузки, изменяя количество подаваемого в цилиндр топлива.

Схема работы регулятора

Схема работы регулятора числа оборотов;

а-положение деталей при не работающем двигателе; б-работа регулятора при уменьшении нагрузки на двигатель; в-работа регулятора при увеличении нагрузки на двигатель; г-остановка двигателя.

Регуляторы подобного рода называются всережимным. Установка их позволяет улучшить условия вождения, увеличить долговечность двигателя и повысить его экономичность при работе с недогрузкой.

Регулятор двигателей МТЗ работает следующим образом на валу ведомой шестерни регулятора, вращающегося на шариковых подшипниках, установлена державка центробежных грузов. К ним подходит торец муфты. На противоположном конце этой муфты установлен шариковый подшипник, в который входит упорная пята.

Читать еще:  Двигатель qg16de технические характеристики

Рычаг управления подачей топлива нижним концом жестко насажен на вал. На этом валу так же жестко насажен рычаг с пружиной, нижний конец которой закреплен в двуплечем рычаге. Двуплечий рычаг свободно подвешен на оси.

регулятор числа оборотов

Если положение рычага 10 будет изменяться, то, следовательно изменится и угол между продольной осью рычага 12, пружиной 8 и двуплечим рычагом 7. С изменением угла длина пружины станет иной, и ее натяжение, т. е. усилие, также станет иным. Усилие пружины воспринимается регулировочным винтом и Передаётся рычагу 5 регулятора.

Когда двигатель не работает, верхняя части рычага 10 упирается в болт регулировки минимальных оборотов холостого хода. Вал 3 и закрепленный на нем рычаг 12 пружины поворачиваются, так, что пружина 8, оказывается несколько растянутой. Усилие растянутой пружины передается нижнему концу двуплечего рычага 7. Поворачиваясь вокруг оси 23, рычаг чёрез регулировочный винт давит на рычаг 5 регулятора, плунжеры повернуты в положение наибольшей подачи

регулятор оборотов

После пуска двигателя грузы 16 действием центробежной силы расходятся и, поворачиваясь вокруг осей упираются своими роликами в торец муфты 22, которая вместе с радиально-упорным подшипником и пятой 2 начинает двигаться влево. Вместе с пятой, начинает перемещаться рычаг 13 выдвигая рейку 15. Подача топлива при этом уменьшится.

Когда пята 2 достигнет конца рычага 5 и упрется в него, в некоторый момент создастся, положение при котором центробежные силы грузов уравновесятся усилием пружины 8. Как только это произойдет, сразу же прекратится перемещение рычага 13 и рейки 15. Уменьшение подачи топлива прекратится, и двигатель будет работать на минимальном числе оборотов холостого хода.

Чем дальше перемещаются пита 2 и рычаг 5, тем больше растягивается пружина 8 и с увеличивающейся силой противодействует передвижению рычага. Когда же центробежные силы грузов и усилие пружины уравновесятся движение пяты и рычагов прекратится. Рейка насоса займет некоторое определенное положение, подача топлива станет при этом постоянной и двигатель начнет работать на постоянном скоростном режиме.

регулятор оборотов

При изменении нагрузки ‚на двигатель регулятор автоматически, без вмешательства водителя, изменяет подачу топлива. Если, например, нагрузка упадет и число оборотов коленчатого вала возрастет, то грузы 16 разойдутся, пята 2 передвинет рычаг’13, рейка 15 начнет выдвигаться из корпуса насоса, и подача топлива уменьшится. Уменьшение подачи топлива будет происходить до тех пор, пока центробежные силы грузов и усилие пружины не уравновесятся.

Следовательно, каждому числу оборотов двигателя соответствует определенная степень расхождения грузов.

При возрастании нагрузки на двигатель число оборотов коленчатого вала снизится, центробежные грузы сблизятся, система рычагов передвинет рейку в корпус насоса, и подача топлива увеличится.

Колебание числа оборотов при использовании регулятора составляет 30 об/мин. Таким образом, регулятор насоса ЯМЗ как бы следит за режимом работы двигателя и обеспечивает соответствующую подачу топлива в цилиндры.

регулятор числа оборотов

Как уже упоминалось, водитель может также, пользуясь педалью подачи топлива, изменить скорость вращения коленчатого вала. При нажатии на педаль рычаг 10 повертывается, натяжение пружины 8 увеличивается, и под ее действием рычаг 5 также повертывается, перемещая пяту 2 и рычаг 13 с рейкой 15 в сторону увеличения подачи. Подача топлива будет увеличиваться до тех пор, пока сила натяжения пружины не, уравновесит центробежные силы и грузы регулятора не будут удерживаться на постоянном расстоянии от оси вала регулятора.

Если водитель отпустит педаль, то сила натяжения пружины 8 уменьшится, рычаги 5 и 13 переместят рейку 15 в сторону уменьшения подачи, и число оборотов коленчатого вала снизится.

Болтом 11 ограничивают ход рычага 10 и этим устанавливают максимальное число оборотов двигателя, а болтом 9 минимальное число оборотов.

Проверка и регулировка топливного насоса и регулятора производятся на специальном стенде.

Нижняя часть рычага 13 имеет штифт, входящий в прорезь кулисы 18. Если нажать на скобу 1, то связанная с ним кулиса 18 переместит через штифт нижнюю часть рычага 13. Верхний конец этого рычага, поворачиваясь вокруг оси, находящейся на пяте 2, через тягу потянет за собой рейку насоса 15.

В нижней части рычага 5 размещено специальное устройство—корректор. В процессе эксплуатации автомобиля поворотом корпуса буферной пружины корректора можно поддерживать устойчивую работу двигателя на минимальном числе оборотов;

Регулятор топливного насоса двигателя Д- 12А механический‚ центробежный. Шаровые грузы 9 регулятора располагаются в пазах крестовины З, которая закреплена на коническом конце кулачкового вала насоса. С противоположной стороны грузы упираются в плоскую тарель 10, имеющую возможность свободно вращаться и передвигаться вместе со втулкой вдоль оси по хвостовику крестовины. При увеличении числа оборотов грузы 9 отжимают плоскую тарель; перемещение ее передается на рычаг 1, рейка 4 выдвигается из корпуса, уменьшая при этом подачу топлива.

СМОТРИТЕ ВИДЕО

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector