Відцентровий регулятор на паровій машині Болтона-Ватта (Boulton Watt) (1788)
Відцентровий регулятор (регулятор Уатта) - автоматичний пристрій, робота якого базується на використані відцентрової сили для стабілізації обертання шляхом впливу на стан дросельної заслінки регулювання подачі пари в парову машину. Вперше використано в 1788 році Джеймс Уатт.
У паровій машині була проблема управління потужністю. Складно було утримати стали обертів при змінному навантаженні. Регулятор Уатта самостійно зменшував або збільшував подачі пари, утримуючи постійної частоту обертання.
1. Будова
Відцентровий регулятор складається з:
- вала регулятора з приводним шківом або зубчастим колесом;
- двох важків, підвішених на важелях;
- двох тяг, що з'єднують важелі з муфтою;
- ковзає по валу муфта;
- коромисла, одним кінцем закріпленого в виїмці муфти, а другим з'єднаного з тягою приводу дросельної заслінки.
2. Принцип роботи
Якщо машина перебуває в спокої то гирі (кульки) знаходяться внизу, а заслінка у відкритому стані. Якщо подати пару, то парова машина почне працювати. Колесо, що обертається машини передає рух на регулятор оборотів - кульки починають обертатися. На кульки регулятора діють дві сили. Сила тяжіння, намагається опустити кульки вниз, а також відцентрова сила, намагається перемістити кульки в напрямку від осі обертання. При такій конструкції регулятора це призведе до підняття кульок вгору. Рух кульок спричинить закриття заслінки, а це зменшить подачу пара в парову машину. Частота обертання зменшиться, зменшиться і відцентрова сила, кульки опускаються викликаючи відкриття заслінки, забезпечить збільшення подачі пари.
Залежно від підібраних характеристик машини, регулятора, пара і навантаження парова машина могла ритмічно підтримувати коливання частоти обертання в околиці певного значення, а якщо параметри добре підібрані то встановлювалася постійна швидкість. Для забезпечення стійкості роботи необхідно щоб муфта переміщався в умовах тертя. Чим вище момент інерції машини, тим більше має бути свідченням тертя. На сучасних потужних двигунах для цього використовується демпфер.
Регулятор зображений на малюнку є гравітаційним регулятором, забезпечує стабілізацію тільки однієї частоти обертання. Щоб змінити цю швидкість слід зупинити машину і замінити кульки на більш легкі (менше обертів) або важкі (більших обертів). Наступні конструкції регулятори мали в своїй конструкції додатково пружину з регулюванням натягу. Таким способом в двох сил, згадані вище додалося зусилля пружини, яке легко піддається регулюванню.
3. Використання
Крім використання в парових машинах, відцентрові регулятори використовують:
- для стабілізації оборотів двигуна внутрішнього згоряння. наприклад, в пересувних електростанціях;
- для регулювання кута випередження запалювання в бензинових двигунів внутрішнього згоряння;
- в механізмі перемикання передач автоматичних коробок передач автомобільної техніки;
- в генераторних установках вітроелектростанцій т.п ..
Цей текст може містити помилки.