Электронный регулятор частоты вращения дизеля генератора

Электронный регулятор частоты вращения двигателя (актуатор)

Главная
Каталог
- Дизельные электростанции ДЭС (АД) ДГУ мощностью 12-440 кВт
- Дизельные электростанции ДЭС (АД) ДГУ в контейнере и под капотом
- Двигатели ЯМЗ, ТМЗ, ММЗ, применяемые в ДЭС (АД) ДГУ мощностью 12-440 кВт
- Автоматизация дизельных электростанций
- Генераторы синхронные модели Marelli Motori, Linz Electric, Stamford, Leroy Somer, БГ
- Кунги кузов фургоны на шасси для установки ДЭС (АД) ДГУ мощностью 12-440 кВт
Электростанции
- Дизельные электроагрегаты АД
- Дизельные электростанции ДЭС
- Дизельные генераторы ДГУ
Газопоршневые
Фото
Ремонт
- Сервисное обслуживание
- Ремонт генераторов
Лизинг
Пусконаладка
Доставка
Цены
Контакты

Электронный регулятор оборотов GAC (Governors America Corp.)

Скачать документацию на ЭЛЕКТРОННЫЙ РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ GAC

Цена ЭЛЕКТРОННЫЙ РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ GAC различных вариантов исполнения

Модель	Исполнение		Цена с НДС 20%
электронный	актуатор	100 000

Электронный регулятор оборотов GAC (Governors America Corp.)

РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ GAC:

Электронный регулятор оборотов GAC (Governors America Corp.) в автоматическом режиме осуществляет регулировку оборотов двигателя, что позволяет улучшить топливную экономичность, увеличить моторесурс двигателя, повысить надежность в аварийных ситуациях, снизить токсичность отработанных газов, повысить качество вырабатываемой электрической энергии

Электронный регулятор предназначен для двигателей внутреннего сгорания используемых в составе:

дизельных электростанций
силовых дизельных приводов и насосных установок (дополнительное оборудование) для одновременной (синхронной) работы нескольких установок Дизель-Систем

Актуаторы компании GAC обеспечивают высокую надёжность и точность регулирования для пропорционального распределения крутящего момента. Специально разработаны для установки на топливные насосы (ТНВД), чтобы обеспечить максимальную эффективность сервопривода. Поскольку конструкция актуаторов не имеет трущихся деталей и все компоненты герметично закрыты соответствующими уплотнениями, достигается высокая надежность и не требуется техническое обслуживание в процессе всего срока эксплуатации.

Актуаторы компании GAC для установки на двигателях имеют надёжную конструкцию для работы в условиях высоких температур и оптимально подходят для наружного размещения на двигателе. Поскольку конструкция актуаторов не имеет трущихся деталей и все компоненты герметично закрыты соответствующими уплотнениями, достигается высокая надежность и не требуется техническое обслуживание в процессе всего срока эксплуатации.

Универсальные актуаторы компании GAC являются электрическими сервоприводами пропорционального типа для механического управления дроссельной заслонкой или топливной рейкой ТНВД. Они обеспечивают оптимальный контроль подачи топлива и идеально подходят для внешнего размещения на корпусе двигателя. Поскольку конструкция актуаторов не имеет трущихся деталей и все компоненты герметично закрыты соответствующими уплотнениями, достигается высокая надежность и не требуется техническое обслуживание в процессе всего срока эксплуатации.

Регуляторы оборотов компании GAC обеспечивают точное регулирование оборотов двигателя. Они разработаны и производятся в различных конфигурациях для различных вариантов применения. При их разработке использованы передовые аналоговые и цифровые технологии контроля и управления. В каждом регуляторе предусмотрена защита от обратной полярности аккумулятора, а также обеспечивается надежная работа в случаях потери сигнала датчика оборотов или напряжения аккумулятора. Широкий спектр требований при различных вариантах применения обеспечивается постоянным или переменным регулированием оборотов при изохронных или переходных режимах работы двигателя. Все сетевые платы надежно герметизированы для защиты от вибраций и влажности.

Регулятор частоты вращения дизель-генератора

Полезная модель направлена на улучшение качества регулирования частоты вращения вала дизель-генератора в режиме стабилизации технологического параметра частотно-регулируемой нагрузки, повышение надежности работы регулятора и упрощение его конструкции. Указанный технический результат достигается тем, что регулятор частоты вращения дизель — генератора содержит топливодозирующую систему и электрический исполнительный механизм, выполненный в виде шагового двигателя, вход которого через усилитель соединен с выходом управляющего микропроцессора, а выход механически соединен через согласующий редуктор с топливодозирую-щей системой, связанную с дизель-генератором, на валу которого расположен датчик частоты вращения. Один из входов управляющего микропроцессора соединен с выходом датчика давления, а другой его вход через согласующее устройство соединен с датчиком частоты вращения. Дизель-генератор электрически связан с асинхронным электроприводом насоса, выход которого соединен с датчиком давления.

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к регуляторам частоты вращения дизель-генераторов и может быть использована в системах автоматического регулирования частоты вращения мощных дизельных генераторов.

Известен регулятор частоты вращения дизель-генератора, содержащий источник электрического сигнала задания, соединенный с электрическим исполнительным механизмом, выполненным в виде поворотного электромагнита с ротором, а также топливоподающую систему (см. SU 1168740, МПК — 4 F 02 D 1/12, опубл. 23.07.85).

Недостатком известного устройства является следующее: при набросе и сбросе нагрузки удается уменьшить продолжительность переходного процесса, тем не менее не удается уменьшить перерегулирование.

Технический результат заключается в улучшении качества регулирования частоты вращения вала дизель-генератора в режиме стабилизации технологического параметра частотно-регулируемой нагрузки, повышении надежности регулятора и упрощении его конструкции.

Технический результат достигается тем, что регулятор частоты вращения дизель — генератора содержит топливодозирующую системы и электрический исполнительный механизм, выполненный в виде шагового двигателя, вход которого через усилитель соединен с выходом управляющего микропроцессора, а выход механически соединен через согласующий редуктор с топливодозирующей системой, связанную с дизель-генератором, на валу которого расположен датчик частоты вращения. Один из входов управляющего микропроцессора соединен с выходом датчика давления, а другой его вход через согласующее устройство соединен с датчиком частоты вращения. Дизель-генератор электрически связан с асинхронным

электроприводом насоса, выход которого соединен с датчиком давления.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого регулятора частоты вращения дизельного генератора, который содержит электрический исполнительный механизм, выполненный в виде шагового двигателя 1, вход которого через усилитель 2 соединен с выходом управляющего микропроцессора 3, а выход механически соединен через согласующий редуктор 4 с топливодозирующей системой 5, связанную с дизель-генератором 6, на валу которого расположен датчик частоты вращения 7. Один из входов управляющего микропроцессора 3 соединен с выходом датчика давления 8, а другой его вход через согласующее устройство 9 соединен с датчиком частоты вращения 7. Дизель-генератор 6 электрически связан с асинхронным электроприводом насоса 10, выход которого соединен с датчиком давления 8.

Регулятор частоты вращения дизель-генератора работает следующим образом.

Нажатием кнопки «Пуск» перед запуском дизель-генератора 6 управляющий микропроцессор 3 устанавливает пусковую подачу топлива, превышающую номинальную в два раза. В качестве настроечной частоты вращения принимается номинальная частота дизель-генератора 9. После этого управляющий микропроцессор 3 находится в режиме ожидания, пока будет осуществлен запуск дизель-генератора 6 и частота вращения его вала превысит значение 0,638 от номинального. Далее в работу вступает первый контур регулирования, образованный датчиком частоты вращения 7, согласующим устройством 9, управляющим микропроцессором 3, усилителем 2, шаговым двигателем 1, согласующим редуктором 4, топливодозирующей системой 5 и дизель-генератором 6. При этом сигнал, пропорциональный частоте вращения вала дизель-генератора б с датчика частоты вращения 7 через согласующее устройство 9 поступает на управляющий микропроцессорное 3, где вычисляется отклонение частоты вращения от настроечного значения. В зависимости от величины отклонения и скорости изменения частоты вращения вала дизель-генератора 6 вычисляется количество управляющих импульсов,

которые управляющий микропроцессор 3 подает на обмотки шагового двигателя 1, связанного с топливодозирующим устройством 8 перемещения в положение, устанавливающее цикловую подачу топлива, соответствующую настроечной частоте вращения вала дизель-генератора 6. После подачи управляющих импульсов управляющий микропроцессор 3 осуществляет выдержку времени, пропорциональную их количеству, и цикл регулирования частоты вращения повторяется.

При нажатии кнопки «Пуск насоса» управляющий микропроцессор 3 устанавливает настроечную частоту вращения равной минимальному значению, при которой дизель-генератор 6 работает устойчиво. В этом режиме производится включение контактора асинхронного электродвигателя насоса 10. В результате чего происходит провал частоты вращения, который расценивается управляющим микропроцессором 3 как команда к частотному пуску асинхронного электродвигателя насоса и в работу вступает второй контур регулирования, образованный датчиком давления 8, управляющим микропроцессором 3, усилителем 2, шаговым двигателем 1, согласующим редуктором 4, топливодозирующей системой 5, дизель-генератором 6 и насосом 10. Токовый сигнал с датчика давления 8 в контрольной точке водопроводной сети, поступает на вход управляющего микропроцессора 3, где вычисляется отклонение давления от настроечного значения. В зависимости от величины отклонения и скорости его изменения вычисляется настроечное значение частоты вращения вала дизель-генератора 6 для первого контура, при котором асинхронный электродвигатель насоса 10 будет вращаться с такой скоростью, чтобы насос 10 создавал требуемое давление. После этого управляющий микропроцессор 3 осуществляет выдержку времени, пропорциональную изменению частоты вращения дизель-генератора 6, и цикл регулирования давления повторяется.

После нажатия кнопки «Останов насоса» отключается второй контур регулирования, настроечная частота вращения дизель-генератора 6 устанавливается равной минимальному значению, при которой дизель-генератор 6

работает устойчиво. При ее достижении отключается контактор асинхронного электродвигателя насоса 10 и настроечная частота вращения дизель-генератора 6 устанавливается равной номинальной.

На фиг.2 представлены переходные процессы работы регулятора частоты вращения дизель-генератора 6, где в качестве параметра технологической нагрузки выступает давление в системе водоснабжения.

На графиках, представленных на фиг.2, можно выделить четыре режима работы:

1. пуск дизель-генератора 6 (период времени от 0 с до 17 с);

2. снижение частоты дизель-генератора 6 перед частотным пуском насоса 10 (от 17 с до 29 с);

3. пуск насоса 10 и стабилизация давления в системе водоснабжения (от 29 с до 92 с);

4. остановка насоса 10.

По сравнению с известным решением предлагаемый регулятор частоты позволяет улучшить качество регулирования частоты вращения вала дизель-генератора в режиме стабилизации технологического параметра частотно-регулируемой нагрузки за счет выполнения регулятора двухконтурным: первый обеспечивает заданную частоту вращения коленчатого вала дизель-генератора путем изменения величины топливоподачи; второй обеспечивает поддержание заданного значения параметра технологической нагрузки. Кроме того, повышается надежность работы регулятора и упрощается его конструкция.

Регулятор частоты вращения дизель-генератора, содержащий электрический исполнительный механизм и топливодозирующую систему, отличающийся тем, что электрический исполнительный механизм выполнен в виде шагового двигателя, вход которого через усилитель соединен с выходом управляющего микропроцессора, а выход механически соединен через согласующий редуктор с топливодозирующей системой, связанной с дизель-генератором, на валу которого расположен датчик частоты вращения, один из входов управляющего микропроцессора соединен с выходом датчика давления, а другой его вход через согласующее устройство соединен с датчиком частоты вращения, при этом дизель-генератор электрически связан с асинхронным электроприводом насоса, выход которого соединен с датчиком давления.

ЭЛЕКТРОННЫЙ РЕГУЛЯТОР ДИЗЕЛЯ ТЕПЛОВОЗА ЧМЭ3

Грудин Н.А. Электронный регулятор дизеля тепловоза ЧМЭЗ: Учебное пособие. — М.: Маршрут, 2005. — 79 с.

В пособии описаны устройство и назначение универсального электронного регулятора частоты вращения вала дизеля генератора тепловоза ЧМЭЗ. Подробно изложены работа регулятора при пуске тепловоза, назначение отдельных узлов; приведены схемы и рисунки.
Адресовано машинистам и помощникам машинистов, а также может быть полезно учащимся технических школ, обучающимся по этим специальностям.

ВВЕДЕНИЕ
На магистральных тепловозах ОАО «РЖД» используются форсированные дизели, которые, реализуя мощность 2000—4400 кВт, имеют приемлемые массогабаритные показатели. Однако при форсировке — повышении давления наддува — возникает проблема обеспечения должного качества переходных процессов на режимах, связанных с увеличением частоты вращения коленчатого вала и мощности двигателя внутреннего сгорания.
Как известно, для полного сгорания топлива коэффициент избытка воздуха должен быть не менее 1,6—1,8. Это легко достигается при установившихся режимах работы дизеля — заданием соответствующей тепловозной характеристики. В то же время при наборе позиций, когда увеличивается частота вращения коленчатого вала и мощность дизеля, может изменяться соотношение между количествами воздуха и топлива. В результате топливо сгорает не полностью, что сопровождается усиленным дымлением, повышенным нагарообразованием, увеличением теплонапряженности деталей цилиндро-поршневой группы, наконец, снижается экономичность дизеля.
Чтобы исключить все эти негативные явления, форсированные дизели оснащают объединенными регуляторами частоты вращения и мощности, снабженными корректором ограничения подачи топлива в зависимости от давления наддува. Наиболее полно эту задачу выполняют регуляторы типа 4-7РС2. Они отличаются большой массой и сложной конструкцией. Регулируют их слесари высокой квалификации на специальных стендах. Если регулятор настроен неправильно, то наблюдается нестабильность его работы.
Кроме того, в эксплуатации находится большое число тепловозов с высокофорсированными двигателями внутреннего сгорания, которые не оборудованы регуляторами с коррекцией по наддуву (например, дизель 10Д100). Чаще всего они работают с сильным дымлением и повышенным уровнем вредных выбросов в окружающую среду. Для кардинального улучшения работы высокофорсированных дизелей необходимо использовать электронные регуляторы на базе микропроцессоров.
В последние годы электронные регуляторы активно внедряют на маневровых тепловозах типа ЧМЭЗ, на которых они обеспечивают постоянство режима работы дизеля на каждой позиции контроллера, а также защиту тяговых электрических машин при возникновении буксования колесных пар. На сегодняшний день наибольшее распространение получила система управления (электронный регулятор) типа ЭРЧМЗОТ2, предназначенная для маневровых тепловозов. С 1999 г. ею начали оборудовать тепловозы ЧМЭЗ. Результаты эксплуатации этой системы управления позволяют сделать вывод о надежности всех ее элементов, незначительной трудоемкости технического обслуживания и высокой стабильности параметров работы дизеля.
На базе данных регуляторов специалисты ООО ППП «Дизель-автоматика» (Саратов) с участием сотрудников ВНИИЖТа разработали электронную систему регулирования частоты вращения коленчатого вала и мощности дизеля типа ЭРЧМЗОТЗ (далее — система управления) для магистральных тепловозов.
Созданная российскими учеными и специалистами система обеспечивает:

автоматическое поддержание заданной частоты вращения коленчатого вала и мощности дизеля на каждой позиции контроллера;
работу дизеля на переходных режимах по заданной ограничительной характеристике; изменение тепловозной характеристики в зависимости от температуры наружного воздуха;
дискретное или бесступенчатое задание частоты вращения коленчатого вала;
программную защиту дизеля по давлению масла;
подачу топлива в цилиндры двигателя внутреннего сгорания в процессе пуска только при достижении заданной частоты вращения коленчатого вала;
задание величины цикловой подачи топлива при пуске дизеля;
автоматическое регулирование тока возбуждения тягового генератора по заданному закону при движении тепловоза в режиме тяги или электрического торможения;
автоматическое регулирование напряжения тягового генератора при работе дизеля в режиме холостого хода;
защиту тяговых электрических машин при буксовании колесных пар;
уменьшение мощности, используемой на тягу поезда, при отключении неисправного тягового двигателя;
непосредственное управление силовыми контактными аппаратами;
управление тепловозом в режимах поддержания скорости и секционной тяги.

В настоящее время тепловозы оборудуют так называемой унифицированной системой тепловозной автоматики (УСТА), предназначенной для регулирования электропередачи тепловоза в режимах тяги и электрического торможения. При этом на дизеле сохраняют сложнейшие гидромеханические регуляторы 4-7РС2 или 10Д100, которые используются только как регуляторы частоты вращения. Дополнительно возникает проблема установки на дизеле датчика положения рейки топливного насоса высокого давления. Система управления свидетельствует о том, что она не только реализует все функции УСТА (за исключением регулирования напряжения вспомогательного генератора), но и обеспечивает управление дизелем на всех режимах его работы, включая пуск.
Система управления содержит базовые блоки и набор дополнительных датчиков. Базовые блоки унифицированы для магистральных и маневровых тепловозов и содержат электронный блок управления, электрогидравлическое исполнительное устройство, датчик частоты вращения коленчатого вала дизеля, программатор. Модификации системы управления для разных тепловозов отличаются друг от друга программами, закладываемыми в память микропроцессора, а также номенклатурой дополнительных датчиков.

Содержание
Введение
1. Устройство и работа электронного регулятора дизеля тепловоза ЧМЭЗ
1.1. Основные характеристики электронного регулятора ЭРЧМ30Т2
1.2. Устройство и работа блока управления
2. Устройство и геометрические параметры датчиков, программатора и исполнительного устройства
2.1. Датчик положения
2.2. Датчик частоты вращения коленчатого вала дизеля
2.3. Датчик давления масла
2.4. Программатор
2.5. Исполнительное электрогидравлическое устройство
2.6. Работа регулятора при пуске дизеля
2.7. Работа регулятора на холостом ходу
2.8. Работа регулятора в поездном режиме
2.9. Остановка дизеля
2.10. Работа регулятора при буксовании тепловоза
2.11. Возможные неисправности и методы их устранения
2.12. Техническое обслуживание регулятора
3. Подключение блока управления электронного регулятора к электрической цепи первых, вновь оборудуемых тепловозов ЧМЭЗ
3.1. Работа регулятора при пуске дизеля тепловоза ЧМЭЗ
3.2. Работа регулятора тепловоза ЧМЭЗ в режиме тяги
4. Назначение и основные характеристики оборудования, устанавливаемого на тепловоз ЧМЭЗК с дизелем TimaK6S310DR
4.1. Система УОИ. Назначение и характеристика системы
4.2. Блок регулирования системы УОИ
5. Подключение электронного регулятора к электрической схеме тепловоза ЧМЭЗ во время запуска дизеля с универсальной системой тепловозной автоматики
5.1. Запуск дизеля
5.2. Остановка дизеля
5.3. Цепи защиты дизеля
5.4. Цепи заряда аккумуляторной батареи и возбуждения вспомогательного генератора
5.5. Работа тепловоза в тяговом режиме
5.6. Цепи защиты и сигнализации
5.7. Работа цепей освещения, вентиляции и отопления кабины
6. Проверка секвенции электрических аппаратов
6.1. Проверка в режиме запуска дизеля
6.2. Проверка в режиме тяги
6.3. Настройка аварийного возбуждения
7. Техническое обслуживание электрооборудования
Рекомендуемая литература
Приложение

Устройство автомобилей

Система питания дизельного двигателя

Регуляторы частоты вращения

Работа дизелей, оснащенных ТНВД плунжерного типа, характеризуется крайне неустойчивой частотой вращения. Во время работы машины нагрузка постоянно меняется и соответственно меняется нагрузка на двигатель. Характер изменения нагрузки может быть достаточно интенсивным: от резкого увеличения, например, при разгоне или движении на подъем (наброс нагрузки), до резкого снижения, например, при движении на спуске (сброс нагрузки).
Так, при резком снижении внешней нагрузки дизеля частота вращения коленчатого вала увеличивается, что вызывает увеличение цикловой подачи топлива.

Это происходит вследствие сокращения времени прохождения плунжером окон втулки и соответственно сокращения количества вытесняемого топлива из надплунжерного пространства через эти окна.
Кроме того, регулятор опережения впрыска топлива при увеличении оборотов корректирует начало подачи и, таким образом, обороты двигателя прогрессирующе возрастают.
Данное явление тем более характерно, чем меньше активный ход плунжера. Возрастание цикловой подачи приводит к дальнейшему росту частоты вращения клеенчатого вала, и если нагрузка не увеличится, то это может привести к «разносу» двигателя (саморазрушению)

Увеличение внешней нагрузки двигателя и снижение вследствие этого частоты вращения коленчатого вала, наоборот, приводит к увеличению количества перетекающего топлива в окна втулки и соответственно к сокращению поданного количества топлива через штуцер к форсунке.
Поэтому дизели при возрастании внешней нагрузки склонны к останову.

Водитель не всегда может среагировать на колебания нагрузки, поэтому данную функцию выполняют специальные следящие устройства – регуляторы частоты вращения , предназначенные для автоматического поддержания частоты вращения коленчатого вала в заданных пределах.

Регуляторы частоты вращения классифицируют:

по воздействию на орган управления – прямого и непрямого действия;
по поддержанию заданного режима – одно-, двух- и всережимные.

Регуляторы прямого действия воздествуют непосредственно на орган управления подачей топлива (рейку ТНВД или дроссельную заслонку карбюратора). Регуляторы непрямого действия воздействуют на них через дополнительную систему – электрический или гидравлический усилитель.

Однорежимные регуляторы поддерживают только один скоростной режим, чаще всего максимальный, не позволяя двигателю превышать предельно допустимые обороты и работать вразнос.

На автомобильных двигателях регуляторы должны ограничивать, как минимум, максимальную и минимальную частоты вращения коленчатого вала. Такие регуляторы называются двухрежимными.
На отечественных дизелях используются всережимные регуляторы частоты вращения, которые автоматически поддерживают заданную водителем частоту вращения коленчатого вала на всем диапазоне нагрузок.

Всережимный регулятор частоты вращения

Всережимные регуляторы частоты вращения устанавливаются на двигателям марок «ЯМЗ», «КамАЗ», двигателе ММЗ Д-235.12 (автомобиль ЗИЛ-5301 «Бычок»).

На рисунке 1 приведена конструкция регулятора двигателя ЯМЗ-238 и схема его работы.

Данный регулятор устанавливается на заднем торце топливного насоса высокого давления (ТНВД). Ведущее зубчатое колесо 1 регулятора приводится во вращение от кулачкового вала топливного насоса через резиновые сухари 27, которые в ней установлены. Резиновые сухари поглощают ударные нагрузки при резком изменении частоты вращения. Ведомое зубчатое колесо 3 установлено в корпусе 4 на двух шариковых подшипниках.

Ведущее и ведомое зубчатые колеса образуют повышенную передачу с целью увеличения чувствительности регулятора. Ведомое зубчатое колесо изготовлено заодно с валиком, на который напрессована державка 5.
На осях державки шарнирно закреплены два грузика 29, которые своими роликами упираются в торец муфты 26, которая через радиально-упорный подшипник и пяту 25 передает усилие силовому рычагу 19, подвешенному на оси 13.

Пята регулятора с помощью рычага 20 и тяги 11 связана с рейкой 6 топливного насоса, которая при расхождении грузиков перемещается в сторону уменьшения подачи топлива. В верхней части к рычагу 20 присоединена пружина 8, а в нижней части рычага запрессован палец 23, который входит в паз кулисы 24. Кулиса соединяется со скобой 21 останова двигателя через распложенную внутри кулисы пружину, предохраняющую механизм регулятора от чрезмерных усилий при выключении подачи топлива.

Пружина 14 регулятора одним концом соединена с рычагом 12, который жестко связан с рычагом 9 управления регулятором, а вторым – с двуплечим рычагом 15. Усилие пружины передается с двуплечего рычага на винт 16.

Регулятор работает следующим образом.
При вращении кулачкового вала ТНВД и валика с державкой 5 центробежная сила грузиков 29 стремится развести их в стороны и через ролики 30 переместить муфту 26 с пятой 25 вправо. Этому препятствует пружина 14, которая тянет нижнее плечо рычага 15 вверх и через винт 16 и рычаг 19 отжимает пяту 25 влево.
Таким образом, на муфту 26 и пяту действует две силы: направленная вправо центробежная сила грузиков и направленная влево сила, создаваемая пружиной 14.

При определенном натяжении пружины развивается частота вращения, при которой эти две силы взаимно уравновешиваются. Тогда все подвижные детали регулятора (грузики, муфта, пята, рычаги 15, 19 и 20, тяга 11), а также рейка 6 и плунжеры занимают положение, обеспечивающее работу двигателя с заданной частотой вращения.

Если нагрузка на двигатель уменьшится (например, при движении автомобиля под уклон), частота вращения коленчатого вала начнет возрастать и увеличивающаяся сила грузиков передвигает муфту с пятой вправо (при этом пружина, натянутая водителем через рычаги 9 и 12, еще больше растянется). Пята повернет рычаг 20 по часовой стрелке, и тяга 11 выдвинет рейку из корпуса ТНВД, рейка повернет плунжеры, и подача топлива уменьшится, что приведет к уменьшению частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Если нагрузка увеличится (автомобиль движется на подъем или по труднопроходимому участку местности), частота вращения коленчатого вала начнет падать и вместе с тем уменьшаться центробежная сила грузиков, а так как сила натяжения пружины заданная водителем остается неизменной, то ее усилия становится достаточно, чтобы передвинуть рейку ТНВД в сторону увеличения подачи топлива.
В результате увеличения подачи топлива частота вращения коленчатого вала сохраняется и будет таким образом поддерживаться постоянной при заданном водителем через педаль управления положении рейки насоса.

Водитель может по своему усмотрению изменить частоту вращения коленчатого вала, а значит, и скорость движения автомобиля с помощью педали управления подачей топлива, установленной в кабине. При нажатии на педаль система тяг и рычагов перемещает тягу 28 влево, рычаг 9 поворачивает валик с рычагом 12 против часовой стрелки и сильнее натягивает пружину 14.
Усилием пружины детали 15 и 19 перемещают пяту 25 и рычаг 20 влево, и рейка перемещается влево (в сторону увеличения подачи топлива), в результате чего частота вращения увеличивается.

Когда водитель освобождает педаль подачи топлива полностью, двигатель работает на режиме холостого хода. Натяжение пружины 14 регулятора на этом режиме регулируется винтами 16 и 17.

Чтобы заглушить двигатель, водитель должен вытянуть кнопку «стоп», расположенную в его кабине. Тогда трос, на конце которого закреплена кнопка, повернет скобу 21 с кулисой 24 в положение, показанное на рис. 2, б штрихпунктирной с двумя точками линией, а кулиса поворачивает рычаг 20 вокруг его оси, закрепленной в пяте 25. Нижний конец рычага 20 переместится влево, верхний конец его переместит рейку еще немного назад и подача топлива в цилиндры прекратится.

Регулятор ТНВД серии 33

Регулятор насоса серии 33 (двигатель КамАЗ-740) скомпонован в развале секций насоса (внешний вид регулятора КамАЗ-740 на рисунке в верху страницы).
Привод вала регулятора – от вала насоса через три шестерни, ведущая из которых соединена с валом насоса через резиновые сухари.
На валу регулятора отлита крестовина 2 (рис. 3), на котором шарнирно закреплены двуплечие рычаги с грузами 3. Одни из плеч рычагов упираются в муфту 4, а она – в промежуточный рычаг 5, управляющий верхней рейкой 1. Этот рычаг установлен на одном шарнире с главным рычагом 6, на который воздействует главная пружина 9.
Рейка нижнего (левого) ряда перемещается коромыслом 18 в обратную сторону. Регулятор имеет корректор и пружину обогатителя.
Работа этого регулятора (рис. 3, в) аналогична работе рассмотренного выше всережимного регулятора двигателя ЯМЗ-238.

Двухрежимный регулятор частоты вращения

Особенностью двухрежимного регулятора частоты вращения (рис. 2) заключается в том, что при работе дизеля на малых частотах вращения коленчатого вала грузики 6 уравновешиваются только внешней пружиной 2. Любое изменение частоты вращения нарушит равновесие между центробежной силой грузиков 6 и усилием пружины 2, что приведет к перемещению муфты 5 и рейки 4 в сторону увеличения или уменьшения подачи топлива.
В результате частота вращения будет удерживаться в заданном диапазоне.

При переходе на режим частичных нагрузок водитель, воздействуя на педаль управления подачей топлива, увеличивает частоту вращения коленчатого вала. При этом грузики расходятся и, преодолевая сопротивление внешней пружины, доводят муфту 5 до соприкосновения с внутренней пружиной 3.
Однако пружина 3 имеет значительную жесткость и установлена с предварительной деформацией, поэтому в дальнейшем регулятор исключается из работы, так как грузики не могут преодолеть совместное сопротивление двух пружин, а перемещение рейки ТНВД происходит непосредственно под воздействием водителя на педаль, систему тяг, рычага 1 и рейки 4.
При достижении предельной частоты вращения центробежной силы грузиков становится достаточно для преодоления сопротивления пружин, и регулятор снова включается в работу.
В результате муфта 5 и рейка 4 перемещаются в сторону уменьшения цикловой подачи топлива.

На рис. 4 показан двухрежимный регулятор частоты вращения, устанавливаемый на двигателе ЗИЛ-645. Регулятор обеспечивает устойчивую работу на холостом ходу при частоте вращения коленчатого вала 600…650 об/мин.

Регулятор имеет два цилиндрических пустотелых грузика 13, установленных на крестовине 14. Внутри каждого грузика находятся пружины: наружная пружина для ограничения частоты вращения холостого хода и внутренняя для ограничения максимальной частоты вращения; тарелки 20 пружин с регулировочной гайкой.

При неподвижном коленчатом вале грузики прижаты пружинами к крестовине. Во время вращения коленчатого вала грузики под действием центробежных сил расходятся, сжимая наружную пружину. При этом угловой рычаг 10 перемещает ползун 9 углового рычага влево, который при помощи оси 8 кулисы выдвинет рейку насоса вправо, уменьшая подачу топлива и ограничивая частоту вращения коленчатого вала.

Если частота вращения коленчатого вала станет меньше 650 об/мин, регулятор начнет задвигать рейку, увеличивая подачу топлива. Таким образом, на холостом ходу ползун непрерывно перемещается, вследствие чего изменяется подача топлива и поддерживается заданная частота вращения.

При достижении частоты вращения 2850 об/мин центробежная сила грузиков начнет преодолевать сопротивление пружин, под действием системы рычагов рейка перемещается, уменьшая подачу топлива и частоту вращения коленчатого вала. На этом режиме ползун также перемещается, в результате чего частота вращения составляет 2850…2950 об/мин.
Между минимальным и максимальным значениями частоты вращения изменение подачи топлива осуществляется рычагом управления подачей топлива, связанным с педалью подачи топлива.

Электронный регулятор частоты вращения для управления подачей топлива топливным насосом высокого давления

Владельцы патента RU 2290523:

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к конструкции электронных регуляторов топливных насосов высокого давления (ТНВД) дизельных двигателей. Изобретение позволяет оптимизировать компоновку устройств электронного регулятора, снизить габаритные размеры со стороны привода ТНВД, а также повысить удобство ремонта. Электронный регулятор частоты вращения для управления подачей топлива топливным насосом высокого давления содержит электронный блок управления, исполнительный механизм, датчик положения рейки, выполненный за одно целое с рейкой, магнитопровод, жестко закрепленный на корпусе топливного насоса. Датчик положения расположен внутри исполнительного механизма, а обмотки датчика положения размещены на внутренней поверхности магнитопровода. 1 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к конструкции электронных регуляторов топливных насосов высокого давления (ТНВД) дизельных двигателей.

Регулятор является одним из основных узлов топливного насоса высокого давления дизеля. Он поддерживает постоянство режима работы дизеля, задаваемого с пульта управления, ограничивает максимальную и минимальную частоту вращения коленчатого вала.

Известна конструкция электронного регулятора фирмы Bosh (Горбаченков В.К. и др. Электронные системы управления подачей топлива в дизелях. — М.: ЦНИИ-ТЭИавтопром, 1989, с.15-21), которая расширяет функции регулятора, а именно позволяет регулировать подачу топлива в зависимости от температуры, давления на входе воздуха в цилиндр, температуры охлаждающей жидкости, дымности отработавших газов и т.д.

Конструкция электронного регулятора включает в себя такие неотъемлемые элементы, как исполнительный механизм, датчики перемещения рейки и частоты вращения, задатчик нагрузки, электронный блок, кабельная сеть и другие датчики, необходимые для учета влияния и повышения эффективности работы дизелей (датчики давления атмосферного и наддувочного воздуха, температуры охлаждающей жидкости, воздуха, топлива и т.д.).

Недостатком известной конструкции электронного регулятора является использование достаточно сложного, а следовательно, менее надежного и дорогого задатчика нагрузки. В основе его устройства лежит потенциометрический датчик положения педали управления, задающий режим работы. Задатчик размещен в защитном кожухе, в одной из полостей которого находятся две сдублированные возвратные пружины и фрикционный диск, который обеспечивает нормирование моментов прямого и обратного ходов с необходимым гистерезисом для надежного определения хода педали. Для реализации режима форсировки («кик-даун») в задатчике предусмотрено устройство, создающее повышенное сопротивление повороту незадолго перед концом рабочего хода педали водителя. Такой всплеск момента сопротивления необходим для четкой фиксации включения форсированных режимов. Устройство регулируется с помощью подпружиненных шариков, переходящих при повороте на поверхность меньшего радиуса. В другой полости задатчика размещен потенциометр. Для достижения высокой надежности и долговечности токопроводяшая дорожка потенциометра и подвижный контакт тщательно выполняются из качественных материалов.

Наиболее близкой к заявляемой является конструкция электронного регулятора (патент №2066386, F 02 D 1/08, опубл. 10.09.96), содержащая блок управления, электромагнитный исполнительный механизм, при этом якорь электромагнита и сердечник датчика положения выполнены за одно целое с рейкой топливного насоса высокого давления или валиком-тягой, расположенной параллельно рейке, жестко связанной с ней и управляющей ее движением.

Недостатком известной конструкции является расположение датчика положения рейки топливного насоса со стороны ТНВД, противоположной исполнительному механизму, что увеличивает габариты топливного насоса и усложняет его конструкцию, а учитывая, что со стороны датчика возможно расположение деталей привода насоса, закрытых кожухом, — усложняет процесс его ремонта.

Изобретение решает задачу оптимизации компоновки устройств электронного регулятора и необходимого снижения габаритных размеров со стороны привода ТНВД, повышения удобства ремонта.

Указанная задача решается тем, что в электронном регуляторе частоты вращения для управления подачей топлива топливным насосом высокого давления, содержащем блок управления, исполнительный механизм, датчик положения рейки, выполненный за одно целое с рейкой, согласно изобретению датчик положения расположен внутри исполнительного механизма, а обмотки датчика положения размещены на внутренней поверхности магнитопровода.

Расположение датчика положения рейки и обмоток указанным образом уменьшают габариты регулятора и упрощают доступ к датчику при ремонте.

В схеме реализованы основная обратная связь по частоте вращения коленчатого вала дизеля и дополнительные обратные связи по положению рейки топливного насоса и по току обмотки исполнительного механизма. Обратная связь по частоте вращения коленчатого вала дизеля служит для поддержания заданной частоты вращения. Обратная связь по положению рейки топливного насоса предназначена для обеспечения необходимого диапазона перемещения рейки топливного насоса. При подаче сигнала задания частоты вращения коленчатого вала (сигнал задается в форме напряжения) регулятор осуществляет сравнение сигнала задания и сигнала обратной связи от датчика частоты вращения и вырабатывает управляющий сигнал (сигнал ошибки). Усиленный сигнал ошибки, сигнал обратной связи по положению рейки топливного насоса, сигнал скорости перемещения рейки, вычисленный прямым дифференцированием сигнала о положении рейки, а также сигнал обратной связи по току суммируются, после чего он поступает на вход силового ключа, работающего в импульсном режиме, к выходу которого подключен якорь исполнительного механизма, связанного с рейкой топливного насоса высокого давления. Исполнительный механизм изменяет величину подачи топлива, увеличивая или уменьшая частоту вращения коленчатого вала.

Электронный регулятор содержит блок управления (не показан), связанный со всеми узлами регулятора посредством проводной сети, исполнительный механизм 1, у которого шток 2 якоря 3 жестко закреплен на сердечнике 4 датчика положения 5 рейки 6, выполненном за одно целое с рейкой 6 топливного насоса высокого давления 7. Регулятор содержит также магнитопровод 8, жестко закрепленный на корпусе топливного насоса, возбуждающую 9 и измерительную 10 обмотки датчика положения рейки 4 ТНВД, размещенные на внутренней поверхности магнитопровода 8, и сердечник 4 датчика положения, помещенный внутрь магнитопровода 8.

Паразитные наводки, наводимые якорной обмоткой электромагнита на измерительную обмотку датчика положения рейки ТНВД, учитываются специальными фильтрами блока управления и нейтрализуются.

Электронный регулятор представляет замкнутую схему автоматического регулирования частоты вращения коленчатого вала дизеля.

Принцип действия исполнительного механизма электронного регулятора основан на магнитном взаимодействии проводника с переменным током, помещенного в равномерное магнитное поле. Катушка магнитопровода 8, подключенная к источнику постоянного напряжения, создает постоянное магнитное поле, в зазоре которого находится обмотка якоря 3. На обмотку якоря 3 подается управляющий ток от блока управления. В зависимости от величины и направления управляющего тока якорь 3, жестко закрепленный на штоке 2, выполненном за одно целое с рейкой 6 топливного насоса, будет перемещаться влево и вправо, увеличивая или уменьшения подачу топлива.

Предлагаемая конструкция по сравнению с прототипом обладает уменьшенными габаритами и обеспечивает повышение удобства ремонта за счет использования внутреннего пространства исполнительного механизма.

Предложенная модификация электронного регулятора применима для любых типов дизельных двигателей, не требует изменения конструкции топливного насоса, а его стоимость остается на том же уровне, что и у аналогов, при достигнутых ее достоинствах, что способствует ее внедрению на производство.

Электронный регулятор частоты вращения для управления подачей топлива топливным насосом высокого давления, содержащий электронный блок управления, исполнительный механизм, датчик положения рейки, выполненный за одно целое с рейкой, магнитопровод, жестко закрепленный на корпусе топливного насоса, отличающийся тем, что датчик положения расположен внутри исполнительного механизма, а обмотки датчика положения размещены на внутренней поверхности магнитопровода.

Установка электронного регулятора оборотов на дизельный генератор

УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОННОГО РЕГУЛЯТОРА ОБОРОТОВ НА ДИЗЕЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР.

Электронный регулятор оборотов дизельного двигателя позволяет точно и быстро реагировать на условия эксплуатации и поддерживать необходимые обороты двигателя при набросах и сбросах нагрузки на дизельном генераторе.

Монтаж электронного регулятора на двигатель необходим при:

Синхронизации генераторов на шину или с сетью (при автоматической синхронизации управление оборотами и напряжением обязательное условие)
Выход из строя и невозможность ремонта «родного» механического регулятора
Техническое задание заказчика (электронный регулятор можно поставить практически на любой двигатель)
Кража топлива (часто на предприятиях эксплуатирующий персонал занижает частоту станции и списывает топливо)

Датчик оборотов двигателя. Используются магнитные датчики оборотов, устанавливаются на маховик или другой зубчатый венец двигателя.
Актуатор – исполнительное устройство. Бывают внешнего монтажа (соединение с рычагом ТНВД внешней тягой) и с установкой непосредственно на ТНВД.
Электронный регулятор оборотов/скорости вращения. Считывает импульсы с датчика и управляет актуатором.

УСТАНОВКА АКТУАТОРА.

Установка актуатора внешнего монтажа ADB225 (ADC225, ACB225) или ADC120 (ADB120, ACB120) производится в непосредственной близости от ТНВД. Вибрации двигателя не влияют на его работу. Предпочтительна установка разъемом вверх.

Для соединения рычага ТНВД с регулятором оборотов используются резьбовые шпильки и шарнирные наконечники с внешней или внутренней резьбой.

При монтаже актуатора стоит обратить внимание на расположение рычага привода и рычага подачи топлива двигателя. При установке важно получить линейную зависимость между ходом привода и подачей топлива.

Конфигурация соединений для дизельных топливных систем представлена на рисунке ниже.

Рычаг на приводе должен быть почти параллелен рычагу насоса в среднем положении.

После установки убедитесь, что связь актатора и ТНВД надежна, без люфтов и заеданий. Для проверки потяните рычаг актуатора до полного открытия топлива и отпустите его, он должен вернуться в положение останова равномерно, без закусываний.

УСТАНОВКА ДАТЧИКА ОБОРОТОВ.

Для установки датчика оборотов если необходимо нужно просверлить отверстие в кожухе маховика (колоколе) и нарезать резьбу. Отверстие для установки датчика должно быть перпендикулярно центру коленчатого вала.

Расстояние между датчиком и маховиком должно быть в пределах 0.64 мм и 0.89 мм. Для правильной установки закрутите датчик в отверстие до упора (при установке зуб маховика должен быть посередине отверстия!) и в зависимости от шага резьбы датчика выкрутите его на пол или более оборота. Для датчика MSP6723 с резьбой М16 шаг 1,5 достаточно выкрутить его на половину или три четверти оборота.

Провода от датчика до регулятора оборотов необходимо скрутить на всю их длину. При использовании кабеля длиной менее 3х метров экранирование не требуется.

УСТАНОВКА РЕГУЛЯТОРА ОБОРОТОВ (КОНТРОЛЛЕРА ЧАСТОТЫ/СКОРОСТИ).

Электронный регулятор оборотов устанавливается в панели управления (стойке) генератора. По рекомендации большинства производителей монтаж должен производиться на вертикальную поверхность клеммами подключения вниз, для беспрепятственного вытекания влаги в случае образования конденсата.

Все подключения производятся без подачи питания на регулятор.

После установки необходимо настроить регулятор частоты согласно инструкции по эксплуатации производителя.