Sõltuvalt reguleeriva asutuse mõjutamise meetodist võivad automaatsed regulaatorid olla otsese või kaudse toimega. Regulaatorites otsene tegevus tundlik element mõjutab otseselt reguleerivat organit, kasutades kontrollitavast keskkonnast saadavat energiat. Nende mõõteseade ja täiturmehhanism on reguleeriva kehaga lahutamatud ja toimivad sellele mehaaniliste ühenduste kaudu. Otsetoimeliste regulaatorite peamiseks puuduseks on nende sobimatus kaugjuhtimiseks.
Regulaatorites kaudne tegevus, Asub reguleerivatest asutustest märkimisväärsel kaugusel, toimub reguleeriva asutuse kontrollimine välisest allikast saadud energia abil.
Vastavalt energia tüübile, mis neid juhib, jagunevad regulaatorid pneumaatiline, hüdrauliline, elektriline ja kombineeritud.
IN pneumaatilised Regulaatorid kasutavad suruõhuenergiat. Need regulaatorid on töökindlad ja tulekindlad.
IN hüdrauliline Regulaatorid kasutavad vedeliku energiat (õli või vesi). Need on töökindlad ja võivad tekitada täiturmehhanismile suuri nihkejõude. Siiski on neil mitmeid puudusi: piiratud toimeulatus, mille määrab impulsstorustiku pikkus, tööomaduste sõltuvus töövedeliku temperatuurist ja süttivus (õli kasutamisel).
Kõige levinum elektriline regulaatorid, mis jagunevad elektromehaanilisteks ja elektroonilisteks. Elektriliste regulaatorite peamine eelis võrreldes pneumaatiliste ja hüdrauliliste regulaatoritega on võime edastada käsuimpulsse vaheseadmetele ja täiturmehhanismile praktiliselt piiramatul kaugusel minimaalse viivitusega.
IN kombineeritud Regulaatorid kasutavad samaaegselt kahte tüüpi energiat: elektropneumaatiline - elektrienergia ja suruõhk, elektrohüdrauliline - elektrienergia ja vedelik, pneumohüdrauliline - suruõhk ja vedelik. See kombinatsioon võimaldab teil maksimeerida iga energialiigi eeliseid.
Reguleeriva toime olemuse alusel jaotatakse automaatsed regulaatorid mitut tüüpi.
Positsiooniregulaatorid. Reguleeriv asutus võib olla kahel või kolmel konkreetsel ametikohal. Enim kasutatakse kahe- ja kolmepositsioonilisi regulaatoreid.
Proportsionaalsed (staatilised) regulaatorid. Reguleeriv asutus muudab oma positsiooni vastavalt samale mustrile kui reguleeritud väärtus muutub; reguleeriva keha liikumiskiirus on võrdeline juhitava muutuja muutumise kiirusega.
Astaatilised regulaatorid. Kui juhitav muutuja kaldub seatud väärtusest kõrvale, liigub juhtkeha enam-vähem aeglaselt ja kogu aeg ühes suunas, kuni
kuni kontrollitav muutuja saavutab seatud väärtuse.
Isodroomsed regulaatorid. Need ühendavad staatiliste ja astaatiliste regulaatorite omadused ning tagavad kontrollitava muutuja määratud väärtuse säilimise ilma jääkhälbeta. Reguleeriv asutus võib oma töökäigu jooksul hõivata mis tahes positsiooni.
Regulaatorid, ettemaksega. Neil on lisaseade, tänu millele toimub juhtimisprotsess juhitava muutuja muutumise kiirust arvestades. Nendes regulaatorites lisatakse proportsionaalsele tegevusele kontrollitava muutuja muutumise kiirusest tulenev täiendav efekt, mis põhjustab juhtelemendi teatud edasiliikumist, mis suureneb juhitava muutuja muutumise kiiruse suurenedes. Kui juhitava muutuja muutumise kiirus väheneb, väheneb ka see arenenud liikumine ja peatub täielikult, kui juhitav muutuja lõpetab muutumise.
Mis on automaatregulaator? Otsese ja kaudse toimega regulaator. Automaatse regulaatori plokkskeem
Automaatsed regulaatorid liigitatakse eesmärgi, tööpõhimõtte, disaini järgi omadused, kasutatud energia liik, regulatiivse mõju muutuste olemus jne.
Vastavalt tööpõhimõttele jagunevad need otsese ja kaudse tegevuse regulaatoriteks. Otsese toimega regulaatorid ei kasuta juhtimisprotsesside jaoks välist energiat, vaid kasutavad juhtimisobjekti enda (kontrollitava keskkonna) energiat. Selliste regulaatorite näiteks on rõhuregulaatorid. Kaudse toimega automaatregulaatorites on selle tööks vaja välist energiaallikat.
Tegevuse tüübi järgi jagunevad regulaatorid pidevateks ja diskreetseteks. Diskreetsed regulaatorid jagunevad omakorda relee-, digitaal- ja impulssregulaatoriteks.
Kasutatava energia tüübi järgi jaotatakse need elektrilisteks (elektroonilisteks), pneumaatilisteks, hüdraulilisteks, mehaanilisteks ja kombineeritud. Kasutatavast energiatüübist lähtuva regulaatori valiku määrab juhtobjekti iseloom ja automaatsüsteemi omadused.
Reguleerimisseaduse järgi jagunevad need kahe- ja kolmepositsioonilisteks regulaatoriteks, standardregulaatoriteks (integraal-, proportsionaalne-, proportsionaalne-tuletis-, proportsionaal-integraal- ja proportsionaal-integraal-tuletisregulaatorid - lühendatult I, P, PD, PI). ja PID - regulaatorid), muutuva struktuuriga regulaatorid, adaptiivsed (isehäälestuvad) ja optimaalsed kontrollerid. Kahepositsioonilisi regulaatoreid kasutatakse laialdaselt nende lihtsuse ja madala hinna tõttu.
Eesmärgi järgi jagunevad regulaatorid spetsialiseeritud (näiteks tase, rõhk, temperatuur jne) ja universaalseteks standardiseeritud sisend- ja väljundsignaalidega regulaatoriteks, mis sobivad erinevate parameetrite juhtimiseks.
Sõltuvalt funktsioonide tüübist jagatakse regulaatorid automaatseteks stabiliseerimisregulaatoriteks, tarkvararegulaatoriteks, korrigeerivateks regulaatoriteks, parameetrite suhte regulaatoriteks ja muudeks.
Joonisel 5 on kujutatud tüüpilise automaatkontrolleri plokkskeem.
Riis. 5.
Juhtsüsteemides kasutatakse protsessiparameetrite etteantud väärtuse säilitamiseks automaatseid regulaatoreid. Regulaatori põhielemendid (joonis 5): seade 1 juhitava muutuja mõõtmiseks; seade 2 juhitava muutuja (seadja) seatud väärtuse sisestamiseks; seade 3 mõõdetud ja seatud väärtuste võrdlemiseks kõrvalekalde määramiseks; juhtseade 4, mis moodustab [reguleerimisseaduse ja kontrollib mõju reguleeriva asutuse täiturmehhanismile; 5 seadet regulaatori reguleerimiseks,
Tööstuslikud regulaatorid rakendavad läbipainde põhimõtet.
Regulaatorid hoiavad väljundväärtuse konstantset väärtust kindlaksmääratud piirides, muutes kontrollitavat väärtust.
Vastavalt tööpõhimõttele jagunevad regulaatorid otsetoimega regulaatoriteks (otsene) ja kaudse toimega regulaatoriteks ning nii esimene kui ka teine võivad olla katkendliku või pideva toimega.
Otsese või otsetoimega regulaatoris on reguleeriv element reguleeritava parameetri mõju all kas vahetult või sõltuva parameetri kaudu ning reguleeritava parameetri muutumisel rakendub see regulaatori sensorelemendis tekkiva jõu ja piisav reguleeriva elemendi ümberpaigutamiseks ilma välise energiaallikata.
Kaudse toimega regulaatoris (automaatregulaatoris) mõjub tundlik element reguleerivale kehale välise sõltumatu energiaallikaga, milleks võib olla õhk, gaas, vedelik jne. Kontrollitava parameetri väärtuse muutumisel tekib tekkiv jõud regulaatori tundlikus elemendis aktiveerib ainult abiseade.
Mõlemat tüüpi regulaatorid koosnevad reguleerivast organist, tundlikest (mõõte-) ja juhtelementidest.
Otsetoimelistes regulaatorites on andur- ja juhtelemendid reguleeriva korpuse ajami lahutamatud osad ja on sellest lahutamatud. Otsetoimelisel regulaatoril on tundlikud ja juhtelemendid - sõltumatud seadmed, mis on reguleerimisorganist eraldatud.
Otsese toimega regulaatorid on vähem tundlikud kui kaudse toimega regulaatorid. Seda seletatakse asjaoluga, et kui reguleeritava parameetri väärtus muutub, hakkab reguleeriv keha liikuma alles pärast jõu tekkimist, mis on piisav kõigi liikuvate osade hõõrdejõudude ületamiseks.
Kaudse toimega regulaatori puhul alistavad hõõrdejõud välise energiaallika abil ning täiturmehhanismile mõjuvaid jõude ei ole vaja oluliselt muuta. Seetõttu toimub siin reguleerimine sujuvamalt.
Kuid olenemata tööpõhimõttest peavad regulaatorid tagama alati piisavalt stabiilse juhtimise.
Automaatne kiirusregulaator sisaldab mehaanilist regulaatorit ennast koos tsentrifugaalraskustega ja juhthoobade süsteemi, mis tagavad regulaatori ja reguleerimiselementide ühendamise doseerimissiduriga.
Automaatset kiiruse regulaatorit kasutatakse etteantud kiiruse hoidmiseks etteantud täpsusega. Reguleerimise täpsust hinnatakse eelkõige ebatasasuse astme järgi, mis on määratletud tühikäigurežiimi ja välisele kiiruskarakteristikule vastava määratud režiimi pöörlemiskiiruste erinevuse ja nende keskmise väärtuse suhtena. Praktikas määrab ebatasasuse määr reguleeriva karakteristiku kalle.
Tühikäik tähendab, et mootor töötab ilma koormuseta. Seega on automaatregulaatori tööks kütuse etteande koguse muutmine, kui koormus muutub ja juhtkang on konstantses asendis, s.t. gaasipedaalid. Sel juhul moodustub selle kiirusrežiimi regulatiivne karakteristik. Kõikide režiimide automaatregulaator tagab diiselmootori juhtimise kogu töörežiimide ulatuses ning juht seab vajaliku kiiruse režiimi, vajutades gaasipedaali.
Kahe režiimiga kiirusregulaator tagab käivitusrežiimi ning minimaalse ja nominaalrežiimi automaatse juhtimise ning kõik vaherežiimid on juhi kontrolli all, kes toimib otse doseerimiselemendile, muutes kütuse etteande kogust.
Kahe režiimiga regulaatorid on eelistatavamad autode diiselmootorite puhul, kuna doseerimiselemendi otsene toime vähendab ebastabiilsel tööl kütusekulu ja osakeste heitkoguseid.
Kõik- ja kaherežiimiliste regulaatoritega VE pumba kütusevarustuse kiirus ja reguleerimisomadused on toodud joonistel a, b. Vastavad kõverate ja iseloomulike punktide tähistused on toodud joonise spetsifikatsioonis.
Riis. Kütusevarustuse kiirus ja regulatiivsed omadused: a - kaherežiimilise regulaatoriga; b - kõigi režiimide regulaatoriga; 1 - käivitussööt; 2 - sööda täiskoormusel; 3 - positiivse korrektori tööpiirkond; 4 - regulatiivsed omadused; 5 - tühikäigu miinimumrežiim
Kõikide režiimide regulaatorid
VE kütusepumba kõigi režiimide kiirusregulaatori tööskeemid koos hoobade süsteemiga ja doseerimissiduri tööasendid erinevatel koormus- ja kiirusrežiimidel on näidatud joonistel a, b, c, d.
Riis. Kõikide režiimide regulaatori töö: a - asend käivitamisel; b — miinimumrežiimi tühikäigukiirus; c — koormuse vähendamise režiim; d — koormuse suurendamise režiim; 1 — regulaatori kaalud; 2 — regulaatori ühendus, 3 — jõuhoob; 4 — survehoob, 5 — toitevedru käivitamine; 6 - doseerimisühendus; 7 - kolvis olevad lõikeavad; 8 - kolb; 9 — minimaalse tühikäigu kiiruse reguleerimise kruvi; 10 — juhtkang; 11 — maksimaalse režiimi reguleerimise kruvi; 12 — juhthoova telg; 13 — regulaatori töövedru; 14 — vedruhoidja; 15 — miinimumrežiimi vedru; 16 — jõuhoova peatus; M2 - hoobade 4 ja 5 pöörlemistelg; h ja h2 kolvi aktiivne käik erinevates režiimides
Regulaatori raskused 1 (tavaliselt neli raskust) on paigaldatud hoidikusse, mis saab pöörlemise ajamilt. Koormuste radiaalne liikumine muundatakse regulaatori siduri 2 aksiaalseks liikumiseks, mis muudab regulaatori rõhu 4 ja toitehoobade 3 asendit, mis pöörlevad M2 telje suhtes. liigutage doseerimisühendust 6, määrates seeläbi kolvi 8 aktiivse käigu.
Jõuhoova ülaossa on paigaldatud tühikäiguvedru 15 ning jõu- ja survehoobade vahel on käivitustoite 5 plaatvedru. Juhthoob 10 toimib regulaatori 13 töövedrule, teine ots. millest on fikseeritud riivis olevas jõuhoovas 14. Seega. kangisüsteemi asend ja. seetõttu määrab doseerimissidur kahe jõu koosmõju - töötava regulaatori vedru eelpingutusjõu, mis on määratud juhthoova asendiga, ja sidurile juhitavate koormuste tsentrifugaaljõuga.
Regulaatori töö diiselmootori käivitamisel
Enne diiselmootori käivitamist, kui väntvõll veel ei pöörle ja kütusepump ei tööta, on regulaatori raskused minimaalse raadiusega puhkeasendis ja tõukurhoob 4 (teine nimi on käivituskang) käivitusvedru 5 on joonisel a nihutatud vasakule, millel on võime kõikuda telje M2 suhtes. Vastavalt sellele tagab hoova alumine hingedega ots jaoturi 6 äärmise parempoolse asendi kolvi 8 suhtes, mis vastab kolvi h1 suurenenud aktiivse käigu tõttu käivitussöötmisele. Niipea kui mootor käivitub, lähevad regulaatori kaalud lahku ja sidur 2 liigub käigu “a” võrra paremale, ületades üsna nõrga käivitusvedru 5 takistuse. Kangi 4 pöörleb M2-teljel päripäeva, liigutades mõõtmist. sidur ettenihke vähendamise suunas (vasakul joonisel b).
Kontrolleri töö minimaalsel tühikäigul
Kui koormus puudub ja juhtkang on reguleerimiskruvis 9 vastu tõkestit, peaks diiselmootor töötama stabiilselt minimaalsel tühikäigul vastavalt joonisel b olevale skeemile. Selle režiimi reguleerimise tagab tühikäiguvedru 15. Selle jõud on tasakaalus koormuste tsentrifugaaljõuga ja selle tasakaalu tulemusel säilib kütusevarustus, mis vastab kolvi aktiivsele käigule h2 . Diislikütus selles režiimis vastab esimese joonise karakteristiku punktile 5. Niipea, kui mootori pöörlemiskiirus ületab minimaalse tühikäigu pöörete arvu, realiseerub jõukangi “c” käik, kui vedru 15 surutakse kokku koormuste suureneva tsentrifugaaljõu mõjul.
Regulaatori töö koormuse tingimustes
Kõikide režiimide regulaatoriga diiselmootori töös määrab kiiruse režiimi juht, toimides juhtkangil 10 oleva gaasipedaali kaudu. Töörežiimides käivitusvedru 5 ja tühikäiguvedru 15 ei tööta, ja regulaatori töö määrab töövedru 13 eeldeformatsioon. Juhtkangi keeramisel peatuseni 11 (joonised c, d) kiirusrežiimi suurendamise ja töövedru vastava venituse suunas, jõud kantakse üle jõuhoovale 3 ja seejärel kangi 4 kaudu regulaatori sidurile 2, sundides koormusi 1 lähenema. Sel juhul pöörleb kangisüsteem joonisel M2-telje suhtes vastupäeva, liigutades doseerimissidurit 6 suunas, mis suurendab ettenihket välise kiiruse karakteristiku režiimidesse. Diiselmootori väntvõlli pöörlemissagedus ja vastavalt ka regulaatori koormused suurenevad, suureneb ka koormuste tsentrifugaaljõud ja viimase vastupidavus töövedru jõule ning ühel hetkel jõudude tasakaal ja tasakaal. toimub regulaatori kõigi elementide asend. Koormuse muutuste puudumisel töötab mootor püsiolekus konstantsel kiirusel (arvestamata LAN-i loomulikku pöörlemise ebastabiilsust).
Kui selles režiimis toimub koormuse muutus, hakkab automaatregulaator tööle vastavalt joonistel c, d näidatud skeemidele. Kui koormus väheneb, suureneb pöörlemiskiirus, regulaatori kaalud erinevad ja ületades takistuse nihutage regulaatori ühenduslüli paremale (joonis V). Sel juhul pöörleb kangisüsteem M2-telje suhtes päripäeva, liigutades doseerimissidurit ettenihke vähendamise suunas vasakule. Selle tulemusena moodustub esimesel joonisel olev reguleeriv haru 4. Kui juhtkang on paigaldatud mõnda vahepealsesse asendisse, siis võrreldes joonistel c, d näidatud regulaatori seadistusega moodustub üks esimesel joonisel b punktiirjoonega näidatud reguleerimiskarakteristikutest, s.o. viimasel juhul hakkab regulaator tööle varem - väiksema pöörlemiskiirusega.
Joonisel d on kujutatud regulaatori tööd, kui juhtkang on asendis 11 ja kui koormus suureneb. Sel juhul väheneb diiselmootori võlli pöörlemiskiirus, regulaatori raskused koonduvad, raskuste tsentrifugaaljõud väheneb ja töövedru jõul liigub regulaatori sidur vasakule ning hoobade süsteem 3 ja 4 liigutab doseerimissidurit paremale, ettenihke suurendamise suunas. Kui diiselmootor töötas reguleerimisharul enne, kui koormus hakkas suurenema, siis toite suurenemisega jõuab see suurema võimsusega režiimi ja seejärel välise kiiruse karakteristikuni. Kui diiselmootor töötab väliskarakteristikul nominaal- või sellele lähedasel režiimil, siis koormuse suurenemisel realiseerub ülekoormusrežiim, mille ületamiseks peab diiselmootoril olema piisavalt kõrge kohanemisvõime koefitsient. Kütusevarustuse positiivne korrigeerimine viiakse läbi karakteristiku jaotises 3 positiivse korrektori abil või sissepritsepumba kütusevarustuse karakteristikute sobiva valikuga.
Kütuse korrektorid
Diiselmootorite kütusevarustuse korrigeerimine, kas positiivne või negatiivne, viiakse läbi mootori väliste pöörete arvu karakteristikute kujundamiseks, kui pöörlemiskiiruse vähendamisel nnom-lt nm-ni on vaja suurendada maksimaalset pöördemomenti, suurendades toidet. nn ülekoormusrežiim (positiivne korrektsioon) või diislisuitsu vähendamiseks töötamisel n< nm по внешней скоростной характеристике. Влияние корректирования на протекание внешней скоростной характеристики дизеля показано на рисунке ниже. Положительное корректирование необходимо для обеспечения заданного запаса крутящего момента двигателя.
Riis. Diiselmootori väliskarakteristikud: Me - pöördemoment, n - pöörlemiskiirus, nm - pöörlemiskiirus maksimaalsel Me, nnom - nimirežiimi pöörlemiskiirus, n min - minimaalne pöörlemiskiirus vastavalt väliskarakteristikule
Karakteristikut saab korrigeerida sissepritsepumba sissepritseventiili või regulaatori mehaanilise korrektori abil. Mehaanilise korrektori abil viiakse läbi ka negatiivne korrektsioon. Viimast kasutatakse tavaliselt mootorites tahmaheitmete vähendamiseks n< nм1, а также в двигателя с турбонаддувом и ТНВД без корректора по давлению наддува, т.е. без ограничения подачи в системе LDA.
Positiivsete ja negatiivsete korrektorite kasutamine
VE kütusepumba positiivse ja negatiivse mehaanilise kütusevarustuse korrektorite konstruktsioon ja töö on näidatud joonisel fig. a, b.
Riis. Positiivse (a) ja negatiivse (b) kütusevarustuse korrektoriga regulaatori skeem: 1 - käivitushoob; 2 — korrektorvedrud; 3 — regulaatori töövedru; 4 — jõuhoob 5 — stopp; 6 — korrektorhoovad; 7 — korrektorvarras; 8 - doseerimisühendus; 9 — toitevedru käivitamine; 10 — regulaatori sidur; 11 — peatuspunkt; Mg — hoobade 1 ja 4 pöörlemistelg; M4 — hoobade 1 ja 6 pöörlemistelg; ΔS – etteande korrigeerimise käik
Otsese (positiivse) kütusevarustuse korrektori toime alguse määrab selle vedru jäikus ja eelsurve, mis on kooskõlastatud diiselmootori vastava kiirusrežiimiga. Positiivne korrektor töötab järgmiselt. Nimirežiimis on doseerimissidur 8 asendis, mis on näidatud punktiirjoonega joonisel fig. A. Korrektorvedru 2 surutakse kokku koormuste tsentrifugaaljõu mõjul regulaatori siduri 10 kaudu kangile 6, mis surub varda 7 pead, lülitades sisse jõukangi 4 piiriku 5. Kangi 1 pööratakse päripäeva ja jaotur tagab tsüklilise etteande, mis vastab nominaalse diislirežiimi nõuetele (vt punktiirjoont joonisel a). Kui koormus selles režiimis suureneb (ülekoormusrežiim), pöörlemiskiirus väheneb, ka regulaatori siduri küljel olev jõud väheneb ja korrektori vedru 2 läbi kangi 6 pöörab hooba 1 vastupäeva, liigutades doseerimissidurit paremale, toite suurendamise suunas koguse ΔS võrra (joonis a).
Negatiivse korrektori toiming
Töötades väliskarakteristiku minimaalse sagedusega, toetub korrektori hoob 6 toitekangile punktis 5 (joonis b). Korrektori varda 7 pea toetub ka vastu jõuhooba 4. Pöörlemiskiiruse kasvades ületab sidurile rakendatavate koormuste tsentrifugaaljõud korrektorvedru 2 jõu, surudes selle kokku. selle tulemusena liigub hoob 6 joonisel paremale, varda pea poole, samal ajal kui kangide ühistelg M4 muudab oma asendit. Samal ajal pöörleb hoob 1 telje M2 suhtes, liigutades doseerimissidurit 8 ettenihke suurendamise suunas. Paranduse käik ΔS määratakse korrektorvedru survekäiguga, kuni hoob 6 peatub vastu varda 7 pead. Kui diiselmootor töötab välise kiiruse karakteristiku vasakul küljel, koormuse suurenemise ja vähenemisega pöörlemiskiirusel keerab vedru 2 hooba 6 päripäeva ja viimane paneb hoova 1 pöörlema telje M2 suhtes päripäeva, liigutades doseerimissidurit 8 ettenihke vähendamise suunas, teostades seega negatiivse korrektsiooni (pindala nmin< n < nм на рисунке).
Kaherežiimilised regulaatorid
VE kütusepumba kaherežiimilise automaatse kiirusregulaatori konstruktsioon ja selle töö erinevates režiimides on näidatud allolevatel joonistel, millel on üldine spetsifikatsioon. Regulaatori võll saab pöörlemise sissepritsepumba võllilt 1:1,6 ülekandearvuga käigu ülekäigukasti kaudu ja edastab selle nelja raskusega hoidikusse.
Ülalpool käsitletud kõigi režiimide regulaatoritega VE kütusepumbad on selle seadmega sarnase konstruktsiooniga.
Doseerimissiduri 15 asendi muutumisel muutub kütuse etteande kogus, mille määrab sidurile rakendatavate koormuste tsentrifugaaljõu tasakaal ja regulaatori töövedrude toimest tulenev jõud, sõltuvalt eelkõige gaasipedaali asendis.
Diisli käivitusrežiim on näidatud joonisel. Kui mootor ei tööta, viiakse regulaatori raskused kokku ja sidur 19 on vasakpoolses äärmises asendis. Korrektori hoob 16 ja käivitushoob 18 surutakse käivitusvedru 12 toimel regulaatori haakeseadise 19 külge, pöördudes telje M2 suhtes. Seega liigutatakse doseerimissidurit 15 hoovasüsteemi alumise hinge abil alloleval joonisel paremale, andes käivitussööte. Diiselmootori käivitamisel võib gaasipedaal jääda vajutamata asendisse. Algsööda kogus määratakse aktiivse käiguga ΔS1.
Riis. Kaherežiimilise regulaatori skeem. Diisli käivitusrežiim: 1 — kaaluhoidja; 2 — regulaatori kaalud; 3 - kõrvarõngas; 4 — juhthoova telg; 5 - nimirežiimi vedru; 6 — osalise režiimi vedru; 7 — maksimaalse etteande reguleerimiskruvi; 8 — amortisaatori vedru; 9 — minimaalse režiimi tühikäigu vedru; 10 — jõuhoob; 11 — reguleerimiskang; 12 — toitevedru käivitamine; 13 — tugivedru; 14 — sissepritsepumba kolb; 15 - doseerimisühendus; 16 — negatiivne korrektori hoob; 17 — negatiivne korrektori vedru; 18 — käivituskang; 19 — regulaatori ühendus; 20 — regulaatori vedru korpus; 21 — etteande lõikeavad; regulaatori kangisüsteemi hinged: M1 - kangisüsteem on selles punktis toestatud kahele kangile 2 paigaldatud liigutatavale sõrmele; M4 - käivitus- ja korrektorihoobade ühine telg; ΔS1 on doseerimisühenduse käik.
Pärast mootori käivitamist lahknevad regulaatori raskused tsentrifugaaljõu mõjul ja suruvad regulaatori sidurit 19 paremale, ületades käivitusvedru 12 takistuse. Sel juhul toetub korrektori hoova 16 varda pea. jõuhoova 10 punktis A ja M4-telg liigub hingel A paremale, kuni regulaatori siduri jõud on võrdne tühikäiguvedru 9 jõuga. Vastavalt sellele liigub doseerimissidur 15 koos hingega M2 vasakule, kuni on loodud tühikäigu toide, mis vastab joonisel olevale skeemile.
Riis. Regulaatori töötamine minimaalse režiimi tühikäigul
Joonisel on kujutatud regulaatori elementide koostoime, kui diiselmootor töötab osalise kiirusega režiimidel, kui gaasipedaali kergelt vajutada. Regulaatori vedrude tööle hakkamise järjestuse määrab nende jäikus ja esialgne deformatsioon. Kõigepealt töötab siibri vedru 8, seejärel osalise režiimi vedru 6 ja lõpuks nimirežiimi vedru 5.
Juhtkang on ühendatud gaasipedaaliga. Selle vajutamisel surutakse siibri vedru 8 kokku ja jõuhoob tõmmatakse vasakule, mille tulemusena liigub doseerimissidur paremale, ettenihke suurenemise suunas koos vastava pöörlemiskiiruse suurenemisega. Regulaatori sidur 19 surub koormuste tsentrifugaaljõu suurenemise tõttu korrektori hooba, mis toetub jõukangile kohas, mille tulemusena tühikäiguvedru 9 surutakse nii palju kui võimalik, ja seejärel kahe hingepunktiga A ja B jõuhoob liigub koos teljega M2 paremale. Nendes tingimustes, kui jõuhoob liigub paremale ja vedru korpust vasakule liigutab juht, surutakse osakoormusega vedru kokku, kuni saavutatakse jõudude tasakaal. Kui koormus väheneb ja pöörlemiskiirus suureneb, liigub jõuhoob regulaatori siduri 19 toimel vedru 6 käigu ΔS2 võrra paremale ja doseerimissidur 15 vasakule pöörde vähendamise suunas. voolu kuni diiselmootori püsikiiruse režiimi saavutamiseni.
Riis. Kontrolleri töö osalise kiiruse režiimis
Riis. Regulaator töötab täiskoormusel
Diiselmootori regulaatori töö täiskoormusel on kujutatud joonisel. Sel juhul vajutatakse gaasipedaali, kuni juhtkang peatub maksimaalse režiimi reguleerimiskruvil. Sel juhul on jõuhoob 10 piduril M3 ning käivitus-, minimaalne tühikäik 9, siiber 8 ja osalise koormusega vedrud 6 on täielikult kokkusurutud olekus. Regulaatori ühenduslüli 19 on tasakaalus vastassuunaliste raskuste tsentrifugaaljõudude ja töövedru 5 eelpingutusjõu mõjul. Kütusevarustus täiskoormuse režiimil määratakse kolvi aktiivse käigu järgi, mida tähistab kaks noolt doseerimisliides 15. Siin käsitletav kaherežiimiline regulaator on varustatud negatiivse kütusevarustuse korrektoriga. Kui diiselmootor töötab välise kiiruskarakteristiku vasakpoolsel harul, n< nm пружина 17 отрицательного корректора разжимается и через систему рычагов перемещает дозирующую муфту 15 в сторону уменьшения подачи, отодвигая внешнюю характеристику от предела дымления.
Riis. Negatiivse korrektori toiming
Maksimaalne tühikäigu režiim ja vastava reguleeriva karakteristiku moodustumine toimub täis (nimi)võimsusel töötava mootori koormuse vähendamisel. Sel juhul suureneb mootori võlli ja regulaatori raskuste pöörlemiskiirus ning viimane nihutab sidurit 19 paremale, mis põhjustab regulaatori vedru 5 kokkusurumise ja seeläbi pöörab kangisüsteemi M2 telje suhtes päripäeva, vähendades kütusevarustus tühikäigu toiteväärtuseni. See protsess on näidatud joonisel.
Kui koormuse täielikul eemaldamisel toimub mootorile ohtliku pöörlemiskiiruse kontrollimatu tõus, peatab regulaator täielikult diislikütuse silindritesse kütuse tarnimise. Sel juhul töötab regulaator vastavalt joonisele, ainult pöörlemiskiirusel, mis on suurem kui maksimaalse tühikäigu režiimil. Samal ajal liigub doseerimissidur veelgi vasakule, avades täielikult sulgemisavad 21, mille tulemusena kogu kütus sissepritsepumba kõrgsurvekambrist naaseb pumba sisemisse õõnsusse. korpuse ja kütuse sissepritse peatused.
Riis. Regulaatori töötamine maksimaalse režiimi tühikäigul
Eespool käsitletud kaherežiimilise regulaatori kütuse etteande kiiruse karakteristikute graafik on näidatud joonisel karakteristiku erinevate kõverate otstarve. Osalise režiimi vedru olemasolu regulaatoris võimaldab reguleerimise suuremat sujuvust ja stabiilsust madalatel koormustel ja kiirustel. Vastasel juhul on ülalpool käsitletud kaherežiimilise kontrolleri omadused sarnased üldiste omadustega.
Riis. Kaherežiimilise regulaatoriga sissepritsepumba kütusevarustuse kiirusomadused: a - käivitusvarustus, b - toite vähendamise sektsioon pärast diiselmootori käivitamist, c - käik osalise režiimi vedru kokkusurumisel, d - juhi juhtimine tarneala, e - maksimaalse režiimi regulatiivsed omadused
Automaatne regulaator on seade, mis tagab automaatjuhtimissüsteemides (ACP) objekti tehnoloogilise väärtuse säilimise, iseloomustades objekti mõjutamise kaudu protsessi kulgu selles antud väärtuse ümber.
Seadistatud väärtus võib olla konstantse väärtusega (stabiliseerimissüsteemides) või muutuda vastavalt konkreetsele programmile (programmi juhtimissüsteemides).
Regulaatori plokkskeemi saab kujutada kahe elemendi kombinatsioonina (joonis 1): võrdluselement 1 ja element 2, mis moodustab reguleerimisalgoritmi (seaduse).
Võrdluselement 1 võtab vastu kaks signaali juures Ja juures w, võrdeline vastavalt juhitava muutuja voolu- ja seatud väärtustega. Signaal juures genereeritakse mõõtemuunduri ja signaali poolt juures zd – põhikontrolleri või tarkvaraseadme abil.
Vea signaal
(1)siseneb elementi 2, mis genereerib kontrolleri väljundsignaali, mis saadetakse täiturmehhanismile.
Regulaatorid võivad olla otsese ja vastupidise karakteristikuga. Kui suurendusega juures suhteliselt juures zd väljundväärtus u suureneb, siis on regulaatoril otsene karakteristik ja kui väheneb, siis pöördkarakteristikuga. Regulaatorites üleminek otsestelt omadustelt vastupidisele ja vastupidi toimub spetsiaalse lüliti abil.
Negatiivne tagasiside suletud ahelas ACP moodustub otseste või vastupidiste omadustega regulaatorite kasutamise kaudu.
Reguleeriv seadus nimetatakse seoseks kontrolleri väljundväärtuse muutumise vahel u ja voolu mittevastavus juures Ja juures kontrollitava muutuja zd väärtused.
Reguleerimisseaduste järgi jagunevad analoogregulaatorid proportsionaalseteks, proportsionaalseteks-integraalseteks, proportsionaalseteks-tuletisteks ja proportsionaalseteks-integraalideks-tuletisteks.
Proportsionaalkontrolöri regulatsiooniseadusel on vorm
(2)Kus - regulaatori ülekande (võimenduse) koefitsient; u 0 on kontrolleri väljundväärtus esialgsel ajahetkel.
Regulaatori võimendus on kontrolleri seadistusparameeter. Muutuv ,saate muuta regulaatori mõju astet objektile.
P-regulaatori plokkskeem kujutab suure võimendusega linki (k=10000¸40000), mis on kaetud koefitsiendiga võimendi negatiivse tagasisidega k oc.
P-regulaatori ülekandefunktsioon, mis on näidatud joonisel fig. 2, võrdne
(3)Avaldisest (3) on selge, et mida väiksem on koefitsient k os (negatiivse tagasiside mõju aste), seda rohkem muutub kontrolleri väljundväärtus teatud mittevastavuse korral.
P-regulaatori dünaamilised omadused koos sisendsignaali astmelise muutusega ja erinevate väärtustega k p on näidatud joonisel fig. 3.
Vastavalt võrrandile (2) on kontrolleri väljundsignaal sõltuvuste 1 ja 2 jaoks võrdne:
(3)Proportsionaalregulaatori eeliste hulka kuulub selle inertsivaba töö (või kiirus). See väljendub selles, et selle väljundväärtus muutub samaaegselt sisendväärtuse muutumisega. Regulaatori seadistusparameetri optimaalne väärtus, nagu ka teiste regulaatorite puhul, määratakse valitud ACP-siirdeprotsessiga, määratud juhtimiskvaliteedi parameetritega ja määratakse sõltuvalt juhitava objekti omadustest.
P-regulaatori puuduseks on see, et suletud ACP-ahelas töötades ei tagasta kontroller juhitavat muutujat seatud väärtusele, vaid viib uude tasakaaluasendisse staatilise juhtimisveaga, mis on võrdeline edastusteguriga mööda " häiriv mõju - juhitav muutuja” kanal ja pöördvõrdeline k lk. Suurendama k p viivitusega objektidel töötamine põhjustab automaatjuhtimissüsteemi ebastabiilse töörežiimi.
Proportsionaal-integraalkontrollerite (PI-kontrollerite) väljundväärtus muutub kahe komponendi: proportsionaalse ja integraalse summa mõjul.
Sõltumatute seadistustega PI-kontrollerite reguleerimise seadust kirjeldab võrdsus:
, (4)Kus k p – regulaatori ülekandetegur;
T ja – integratsiooniaeg.
Füüsilises mõttes T ja on aeg, mille jooksul kontrolleri väljundsignaali muutus integraalkomponendi mõjul saavutab selle sisendväärtuse astmelise muutuse.
PI-kontrolleril on kaks seadistust - k p ja T Ja.
PI-regulaatori dünaamiline karakteristik (joonis 4) kujutab proportsionaalsete ja integraalkomponentide summat.
Jooniselt on näha, et suurenedes T u integraalkomponendi mõju aste väheneb.
Sõltumatute seadistustega PI-kontrolleri plokkskeem on näidatud joonisel fig. 5.
Selle kontrolleri ülekandefunktsiooni kirjeldab võrrand (5)
Tööstuses kasutatakse laialdaselt ka sõltuvate häälestusparameetritega regulaatoreid (isodroomsed kontrollerid), mille dünaamika võrrand on järgmine:
, (6)Kus k p – regulaatori ülekandetegur;
T alates – kontrolleri isodroomi aeg.
Füüsilises mõttes T from on aeg, mille jooksul sisendväärtuse astmelise muutumise korral muutub kontrolleri väljundväärtus integraalkomponendi mõjul sama palju kui proportsionaalse komponendi mõjul.
Isodroomse regulaatori dünaamilised omadused on näidatud joonisel 6.
Vasta (22()
Praegu tööstuses kasutatavaid automaatregulaatoreid saab liigitada mitmete kõige iseloomulikumate tunnuste järgi:
1. Eesmärgi järgi (juhitava muutuja tüüp):
Ühe juhitava muutuja (temperatuur, rõhk, koostis) regulaatorid;
Universaalsed regulaatorid, )Lõpp.
2. Toimeviisi järgi (st reguleerivale asutusele avaldatava mõju laad):
Otsese toimega regulaatorid, mis ei vaja välist energiaallikat;
Kaudse toimega regulaatorid, milles reguleeriva keha liikumine toimub väljastpoolt tarnitava energia tõttu.
3. Määruse liigi järgi:
Stabiliseerivad regulaatorid, mis säilitavad aja jooksul füüsikaliste suuruste konstantse väärtuse;
Tarkvarakontrollerid, mis muudavad kontrollitavate suuruste väärtust vastavalt etteantud programmile;
Jälgimisregulaatorid, mis säilitavad kontrollitavate koguste väärtust sõltuvalt muude koguste muutustest;
Isereguleeruvad regulaatorid, mis säilitavad kontrollitavate koguste optimaalse väärtuse.
4. Toime kestuse järgi:
Pidevad regulaatorid, milles reguleeritava muutuja pideva muutumise korral liigub reguleeriv keha pidevalt;
Katkendliku (diskreetse) toime regulaatorid, mille puhul reguleeritava muutuja pideva muutumise korral liigub reguleeriv asutus perioodiliselt ainult siis, kui reguleeritav muutuja saavutab teatud väärtused või kui teatud ajavahemik möödub.
5. Kasutatud energia tüübi järgi:
Elektrilised regulaatorid;
Hüdraulilised regulaatorid;
Pneumaatilised regulaatorid:
Kombineeritud regulaatorid (elektro-pneumaatilised ja elektrohüdraulilised).
6. Vastavalt regulatiivsele seadusele (regulatiivse mõju olemus):
Positsiooniline (Pos-seadus);
proportsionaalne või staatiline (P-seadus);
Integraal ehk astaatiline (I-seadus);
proportsionaal-integraal ehk isodroomne (PI-seadus);
Proportsionaalne ettemaksega või proportsionaalne-diferentsiaal (PD-seadus);
Isodroomne ootusega või proportsionaalne-integraal-diferentsiaal (PID-seadus).
3.1.1. Regulaatorite klassifikatsioon eesmärgi järgi (juhitava muutuja tüüp).
AR-id jagunevad temperatuuri, rõhu, taseme, kiiruse, voolu jne regulaatoriteks.
3.1.2. Regulaatorite klassifikatsioon tööpõhimõtte järgi
Lähtuvalt tegevuspõhimõttest (reguleerivale asutusele avaldatava mõju olemusest) jagatakse automaatsed regulaatorid otsese ja kaudse (kaudse) tegevuse regulaatoriteks.
Vastus23(
Otsese toimega regulaatorid . Need on regulaatorid, milles reguleeriv keha liigub ainult tänu energiale, mille mõõteseade võtab juhitavalt objektilt.
Selgitus. Selliseid regulaatoreid kasutatakse üksikute parameetrite reguleerimiseks. Neid kasutatakse juhtudel, kui töötingimustest tulenevalt puudub vajadus kõrge juhtimise täpsuse järele ning regulaatori käivitamine ei nõua palju pingutust ning tundlikul elemendil on selleks vajalik võimsus.
Otsetoimelised regulaatorid on odavad, lihtsa konstruktsiooniga, töökindlad ega vaja kõrgelt kvalifitseeritud personali. Nende rakendusala on piiratud kõige lihtsamate juhtimisobjektidega, millel on soodsad dünaamilised omadused.
Näide. Otsese toimega temperatuuri regulaator.
Joonis 3.1. Otsese toimega regulaator
a) regulaatori disain, b) funktsionaalne diagramm;
Automaatne temperatuuriregulaator (AR) (mille konstruktsiooniskeem on näidatud joonisel 3.1, a ja selle funktsionaalne diagramm joonisel 3.1, b), mis tuvastab juhitava muutuja muutused juures t (praegune temperatuuri väärtus) genereerib mittevastavussignaali 
reguleeriva asutuse juht RO, et muuta regulatiivset mõju x p reguleerimise objektile.
Selgitus. Regulaatori elementide eesmärk ja tööpõhimõte on järgmine.
Mõõteseade (madala keemistemperatuuriga vedelikuga termosilinder) tunnetab kontrollitava muutuja muutust juures T(temperatuur) ja teisendab selle parameetriks y’ T(rõhk manomeetrilises süsteemis), mugav teiste elementide mõjutamiseks. Kui temperatuur tõuseb juures t osa termosilindris olevast vedelikust keeb ära ja rõhk y’ T suureneb lõõtsa põhjani, s.o. temperatuuri juures T muundatud rõhuks y’ T .
Mälu ülemseade määrab parameetri juures perse, mis vastab tehnoloogilise protsessi nõutavale voolule. Paigaldamine juures perse teostab käsitsi operaator P. Regulaatori konstruktsioonis täidab laadija rolli kokkusurutud vedru, mille pinget teostab seatud mähis.
ES-i võrdluselement (mida mõnikord nimetatakse liitjaks) annab veasignaali 
. Struktuurselt on võrdluselement valmistatud kangi kujul, mis tajub survejõudude erinevust y' T Ja y perse mida toodavad vastavalt lõõts ja vedru.
Otsetoimeliste regulaatorite üks peamisi omadusi on see, et nad ei suuda tagada kontrollitava muutuja konstantset väärtust objektide kõigis püsiseisundi töörežiimides.
Näide. Aurukatel (vt joon. 1.5) töötab püsiolekus minimaalse aurueemaldusega G p min. See tähendab, et boileri veevarustus peaks olema minimaalne, s.t. Käigukasti toiteventiil on võimalikult suletud. Ujuk ja seega ka vee H tase peaks hõivama teatud suurema väärtuse. Vastupidi, püsiolekus maksimaalse aurueemaldusega G p max peaks käigukasti klapp olema võimalikult avatud, mis on võimalik ujuki madalama asendi ja taseme korral. Seega on sellel regulaatoril langev staatiline karakteristik, st. see töötab positiivse regulatsiooni ebatasasusega (iseloomulik tüüp 1, joon. 2.10).
Selgitus. Ilmselgelt, kui objektide töötingimused nõuavad, et kontrollitavad kogused oleksid kõikidel koormustel rangelt konstantsed, siis selliseid regulaatoreid kasutada ei saa. Struktuurselt suudavad sellised regulaatorid reguleerimise ebaühtlust vähendada, kuid seda ei ole võimalik nulliga võrdseks muuta. Kui lisaks sellele ei ole automatiseeritud objektil isetasandumise omadust, põhjustab liigne vähendamine kontrolleri ebastabiilset tööd.
( Kaudse toimega regulaatorid .
Kaudse toimega regulaatori konstruktsioon ja selle funktsionaalne skeem on näidatud joonisel fig. 3.2. Kui signaali tugevus ∆у ei piisa reguleeriva asutuse (RO) mõjutamiseks, siis kasutatakse kaudse toimega regulaatoreid. RO liigutamiseks kasutatakse täiturmehhanismi IU, mis ühendab regulaatoriga välise elektrienergia allika E.
IM-na kasutatakse elektromagnetreleed (magnetstarter), mis mõjutab reguleeriva keha RO liikumist.
Joonis 3.2. . Kaudse toimega regulaator
a) regulaatori disain, b) funktsionaalne diagramm; ; ) Lõpp.
