На дизель-генераторе установлен всережимный непрерывного действия гидромеханический регулятор частоты вращения коленчатого вала и нагрузки типа 7РС конструкции завода-изготовителя дизеля. Регулятор автоматически поддерживает заданный режим работы дизеля, воздействуя на рейки топливных насосов и через индуктивный датчик на контур возбуждения тягового генератора.
Регулятор имеет центробежный измеритель частоты вращения коленчатого вала, автономную масляную систему, устройство ступенчатого пятнадцатипозиционного электрогидравлического дистанционного управления, устройство для дистанционной остановки дизель-генератора с пульта управления тепловоза или при срабатывании защит дизель-генератора и устройство для вывода якоря индуктивного датчика в положение минимального возбуждения тягового генератора.
Рис. Объединенный регулятор а) — схема регулятора
1 — масляная ванна регулятора; 2 — рычажная передача от поршней сервомоторов к подвижной втулке; 3 — вал; 4 — игла; 5 — поршень сервомотора индуктивного датчика; 6 — индуктивный датчик; 7—рычажная передача к золотнику регулирования нагрузки; 8 — втулка регулирования нагрузки; 9 — золотник регулирования нагрузки; 10 — пружина; 11 — винт регулирования наклона регуляторной характеристики; 12 — винт регулирования уровня мощности; 13 — тарелка; 14 — поршень сервомотора управления; 15 — золотник управления; 16 — втулка управления; 17 — золотник стопа; 18 — золотник вывода индуктивного датчика в положение минимального возбуждения; 19 — измеритель; 20 — механизм; 21 — аккумулятор масла; 22 — масляный насос; 23 — клапан; 24 — букса; 25—золотник; 26 — сектор согласования поршней; 27 — подвижная втулка; 28 — всережимная пружина; а — изодромная полость сервомотора индуктивного датчика; б — канал; в, д — полости под поршнями сервомоторов; г — изодромная полость золотника регулирования нагрузкой; е — выпускное отверстие аккумулятора масла; ж, и — перекрышки золотников регулирования нагрузки на разгрузку и нагружение двигателя; к — канал; л — зазор на выключение регулятора.
Рис. Объединенный регулятор б) — разрез регулятора
1, 30, 42 — пружины; 2 — втулка подвижная; 3, 5, 34, 36 — рычаги; 4 — корыто; 6, 33 — оси; 7 — кронштейн; 8, 26, 28 — кольца уплотнительные; 9 — заглушка; 10 — букса; 11 — поршень; 12 — измеритель скорости; 13 — винт регулировки хода поршня на выключение регулятора; 14 — винт ручного регулирования частоты вращения вала дизеля; 15 — тарелка; 16 — поршень управления частотой вращения: 17 — всережимная пружина; 18 — золотник; 19 — поршень аккумулятора; 20 — поводок; 21 — клапан нагнетательный; 22 — клапан всасывающий; 23 — втулка; 24, 48— валики с шестернями; 25 — пробка для слива масла; 27 — плита; 29 — гайка; 31 — поршень силовой; 32 — тяга; 35 — палец; 37, 46— винты; 38 — вал; 39 — штуцер с сеткой; 40 — пробка; 41 — шайба уплотнительная; 43, 44 — шестерни; 45 — кольцо; 47 — нижний корпус; 49 — втулка шлицевая; 50 — манжета; 51 — крышка; д — установочный размер подвижной втулки; е — зазор на выключение регулятора; ж — размер для согласования поршней; и — канал слива масла из аккумулятора; к — канал для смазки привода регулятора; л — торцовый зазор в шестернях маслонасоса.
В нижнем корпусе регулятора размещен масляный насос, в среднем — золотниковая часть с измерителем частоты вращения коленчатого вала, аккумуляторы масла, силовой и дополнительный сервомоторы, рычажная передача обратной связи и механизм изменения длительности набора заданной частоты вращения вала дизеля, а в верхнем — механизм управления частотой вращения, механизм регулирования нагрузки дизеля, механизм вывода индуктивного датчика в положение минимального возбуждения генератора и механизм стопа.
В установившемся режиме работы дизель-генератора центробежная сила грузов измерителя 19 (рис. а) уравновешивается всережимной пружиной 28. Золотник 25 своими поясками перекрывает окна в подвижной 27 и неподвижной втулках, вследствие чего полость в силового сервомотора и полость д дополнительного сервомотора перекрыты и их поршни остаются неподвижными. Подача топлива не изменяется
При изменении затяжки всережимной пружины или частоты вращения грузы сходятся или расходятся, вызывая перемещение золотника 25. При перемещении золотника вниз, что соответствует уменьшению частоты вращения или увеличению затяжки пружины, поясок золотника открывает окно в подвижной втулке 27. Масло сливается из полости в под поршнем силового сервомотора, который перемещается вниз на увеличение подачи топлива. Посредством рычажной передачи 2 перемещается и подвижная втулка 27 вниз до перекрытия окна пояском плунжера. Поршень силового сервомотора, изменив подачу топлива, остановится. Второй управляющий поясок золотника, имеющий большую ширину, чем окно в неподвижной втулке, с некоторым запаздыванием открывает проход маслу из аккумулятора масла в полость д под поршнем дополнительного сервомотора, который переместится вверх. Посредством той же рычажной передачи 2 подвижная втулка будет перемещаться вверх.
Увеличение подачи топлива, вызванное перемещением вниз поршня силового сервомотора, и, следовательно, поворот вала 3 вызывают увеличение частоты вращения вала, и грузы измерителя расходятся, возвращая золотник 25 в исходное положение.
Возвращение золотника и перемещение подвижной втулки осуществляются одновременно с одинаковой скоростью, окно во втулке остается перекрытым пояском золотника и поршень силового сервомотора неподвижен. Возвращение в исходное положение золотника и втулки будет происходить до тех пор, пока второй поясок золотника не перекроет доступ масла в полость д под поршнем дополнительного сервомотора и поршень не остановится.
При перемещении золотника вверх, что соответствует увеличению частоты вращения или уменьшению затяжки всережимной пружины, поясок золотника открывает окно в подвижной втулке 27. Масло из аккумулятора поступает в полость в, и поршень силового сервомотора перемещается вверх на уменьшение подачи топлива. В остальном действие регулятора аналогично действию при уменьшении частоты вращения вала дизеля или увеличении затяжки пружины.
Изменение частоты вращения вала дизеля производится при помощи механизма управления. Магниты МР1, МР2 и MP3 воздействуют на золотник 15, и магнит MP4 перемещает втулку 16 золотника. При смещении золотника 15 относительно втулки открывается соответственно направлению смещения либо подвод масла в полость над поршнем 14 сервомотора управления частотой вращения, либо слив масла из этой полости. Под действием поступающего масла перемещается поршень 14 сервомотора, изменяя затяжку всережимной пружины 28. Перемещение поршня 14 через траверсу на штоке поршня и систему рычагов передается на золотник 15, который вновь перекрывает окна втулки своим пояском, и поршень 14 остановится в новом положении. При перемещении поршня 14 на затяжку пружины 28 и, следовательно, на увеличение частоты вращения вала в полости под поршнем 14 создается давление масла больше аккумуляторного и клапан 23 закрывается. Масло из полости под поршнем в этом случае вытесняется через вращающийся дроссель механизма 20 изменения длительности набора заданной частоты вращения вала.
Механизм регулирования нагрузки дизеля состоящий из золотниковой части и блока сервомотор — индуктивный датчик, предназначен для перемещения реек топливных насосов и поддержания частоты вращения коленчатого вала двигателя. Поэтому смещение золотника 9, управляющего положением поршня 5 сервомотора индуктивного датчика 6, производится при изменении заданной частоты вращения вала двигателя и крутящего момента. При установившемся движении поршень управления и вал силового сервомотора неподвижны. Как только тепловоз начнет свое движение на подъем, ток тяговых электродвигателей и соответственно тягового генератора повысится. В результате увеличится электрическая мощность тягового генератора, частота вращения вала двигателя уменьшится и регулятор будет работать, как описано ниже в случае увеличения затяжки всережимной пружины, увеличивая подачу топлива.
Вал 3 силового сервомотора в этом случае переместит золотник 9 вниз. Поясок золотника 9 откроет окно во втулке 8 и сообщит полость над поршнем 5 сервомотора индуктивного датчика со сливом. Так как в полость под поршнем 5 подается масло из аккумуляторов постоянно, то поршень 5 переместится вверх и вдвинет сердечник в катушку индуктивного датчика 6. Полное сопротивление катушки индуктивного датчика будет увеличиваться, а напряжение возбуждения тягового генератора уменьшаться. Поршень 5 создает в полости а, канале б и полости г разрежение, под действием которого втулка 8 сместится вслед за золотником, догонит своим окном его поясок и перекроет окно. Поршень 5 остановится. В полости а через иглу 4 разрежение уменьшается и втулка 8 под действием пружин 10 перемещается вверх. Так как напряжение тягового генератора и его мощность уменьшились, то в силу наличия избыточного крутящего момента на валу двигателя увеличится частота вращения и регулятор начнет уменьшать подачу топлива. Вал силового сервомотора переместит золотник 9 вверх. Движение золотника 9 и втулки 8 вверх осуществляется одновременно с перекрытым окном, а поршень 5 индуктивного датчика неподвижен. Вал силового сервомотора, золотник и втулка возвращаются в свое исходное положение. Мощность тягового генератора возвратится к исходной величине. Так как ток тяговых двигателей увеличился, а напряжение уменьшилось, то тепловоз увеличит тягу и снизит скорость движения.
Для сокращения времени регулирования служит отсечной механизм, выполненный в виде пояска на втулке 8 и окон на буксе. При смещении втулки 8 вниз вследствие малого перекрытия пояска втулки ж и кромки буксы поясок открывает проход масла по каналу из ванны регулятора в полость г и поршень 5 перемещается значительно быстрее.
При движении тепловоза под уклон ток тяговых двигателей уменьшается и вал силового сервомотора поворачивается в сторону уменьшения подачи топлива. Электрическая система тепловоза увеличивает напряжение возбуждения тягового генератора, напряжение тяговых двигателей увеличивается, сила тяги тепловоза уменьшается, скорость возрастает.
Нижняя кромка пояска втулки 8 имеет большую перекрышу и до отверстия слива масла в ванну регулятора и при значительном перемещении поршня 5 в сторону увеличения напряжения возбуждения открывает окно позже, чем при движении поршня 5 вверх. Время переходного процесса при этом возрастает.
Механизм вывода индуктивного датчика в положение минимального возбуждения состоит из электромагнита МР5 и золотника 18. При затяжном боксовании тепловоза на магнит МР5 поступает электропитание и он перемещает золотник 18 вниз. Верхний рабочий поясок золотника перекроет подачу масла из аккумулятора и соединит канал к с ванной регулятора. Масло из полости над поршнем 5 сервомотора индуктивного датчика сливается, и поршень вдвигает сердечник в катушку. В результате двигатель разгружается и тепловоз прекращает боксование.
Механизм стопа состоит из электромагнита МР6 и золотника 17. При снятии питания с электромагнита золотник 17 под действием пружины перемещается вверх, своим нижним рабочим пояском перекрывает подачу масла из аккумулятора к золотнику управления и соединяет полость над поршнем 14 с масляной ванной регулятора. Масло из полости сервомотора управления сливается в ванну регулятора, поршень 14 перемещается вверх, выбирает зазор л тарелки 13 и поднимает золотник 25 вверх. Масло из аккумулятора поступает в полость в под поршнем силового сервомотора. Поршень перемещается вверх и выключает подачу топлива. Двигатель останавливается.
Устройство для регулировки «наклона» тепловозной характеристики. Винтом 12 регулируют уровень мощности на номинальной позиции контроллера, а винтом 11—«наклон» характеристики.