3. Автоматическое управление скоростными и нагрузочными режимами рабочих органов и двигателя машин

САР загрузочных режимов предназначены для поддержания требуемого уровня загрузки машин и отдельных рабочих органов технологическим материалом в соответствии с их пропускной способностью. Существующие системы управления загрузочными режимами можно разделить на две основные группы:

• системы управления загрузочными режимами двигателей тракторов и сельскохозяйственных машин;

• системы управления загрузочными режимами уборочных сельскохозяйственных машин.

3.1. Автоматизация управления нагрузочными режимами двигателей

Нагрузка машинно-тракторных агрегатов и самоходных сельскохозяйственных машин в процессе их работы непостоянна. Различные случайные возмущения изменяют нагрузку в значительных пределах, причем эти изменения бывают достаточно резкими.

Изменение нагрузки влияет на работу двигателя. Для преодоления возросшей нагрузки необходимо увеличить мощность двигателя. При снижении нагрузки нужно уменьшить мощность, так как частота вращения коленчатого вала может настолько увеличиться, что приведет к аварии. При изменениях нагрузки необходимо поддержать определенную оптимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя, регулируя подачу топлива в цилиндры. Для этой цели применяют автоматические регуляторы.

Обычно на двигателях установлены механические всережимные регуляторы прямого действия. Чтобы улучшить качество работы двигателя, можно применить гидромеханический регулятор, использующий интегральный закон регулирования.

На рис. 2.11 изображена принципиальная схема САР частоты вращения двигателя внутреннего сгорания. Система состоит из двигателя внутреннего сгорания 1, преобразователя скорости вращения 3, гидравлического золотникового усилителя 4, гидроцилиндра 5, рычажной системы 6 регулирующего органа, рейки топливного насоса 7 и рычага 2.

Рис. 2.11. Схема САР частоты вращения двигателя внутреннего сгорания:

1. – двигатель внутреннего сгорания; 2 – задающее устройство;

3 –преобразователь вращения; 4 – золотниковый гидрораспределитель;

5 – гидроцилиндр; 6 – рычаг; 7 – рейка топливного насоса

Работа системы автоматического поддержания частоты вращения двигателя происходит следующим образом. При изменении крутящего момента М(t) на валу двигателя 1 и установившейся подаче топлива изменяется частота вращения двигателя. Это изменение через коническую шестеренчатую передачу вызывает изменение частоты вращения преобразователя 3, то есть скольжение его подвижной муфты. Перемещение муфты вызывает перемещение поршеньков золотникового гидрораспределителя 4. Под давлением рабочей жидкости перемещается поршень гидроцилиндра 5, который через рычажную передачу 6 изменяет положение рейки топливного насоса 7 или подачу топлива в цилиндры двигателя. При помощи рычага 2, который соединен системой тяг с ручным управлением подачей топлива, всережимному регулятору задают частоту вращения, которую необходимо поддерживать.

Система управления загрузкой двигателя СУ 10.1, разработаная Научно-производственным предприятием «Резонанс» с целью уменьшения расхода топлива дизельных двигателей, введения автоматической защиты дизельного двигателя и управления мощностью, потребляемой гидронасосами, представлена на рис. 2.12.

Рис. 2.12. Структурная схема системы управления