Hvis en arbejdsmaskine har varierende belastning, og motoren til trods herfor skal beholde omtrent samme hastighed, må kraftudviklingen, hvilket vil sige brændselsmængden, reguleres i forhold til kraftforbruget. Til denne regulering anvendes en regulator.
Princippet i en sådan består næsten altid i at vægte – “regulatorklodserne” – bringes i rotation og på grund af centrifugalkraften søger bort fra omdrejningsaksen, medens fjedre påvirker dem i modsat retning. Da centrifugalkraften vokser med 2. potens af hastigheden, og fjederkraften er uafhængig af denne, vil klodserne få en bevægelse, der gennem vægtstænger o. l. kan overføres til organet for brændstoftilførsel.
Da en regulator først virker, når hastigheden har varieret, følger heraf, at man ikke kan få absolut konstant hastighed selv med den fineste regulator. Denne uundgåelige variation i hastighed, der kaldes motorens “reguleringsevne” og skyldes variationer i belastning, har naturligvis intet med den før omtalte uregelmæssighedsgrad at gøre, der skyldes variationer i kraftudviklingen. Reguleringsevne, der i reglen udtrykkes i procent, bestemmes let af formlen:
R = hastighed v. tomgang ÷ hastighed ved normal last . 100
hastighed v. normal last
Ved køb af en motor kan der være grund til at kræve garanti for dens reguleringsev-ne. Medens der er et utal af regulatorer, så er der kun tre reguleringssystemer, nemlig:
Udsætterregulering,
Ladningsregulering
Fyldningsregulering.
Udsætterregulering.
Her tilføres brændslet i konstant mængde for hvert arbejdsslag, men flere eller færre af disse udelades helt, hvis motoren ikke er fuldt belastet. – , selv når motoren går med normal fuld last, bør den en gang imellem “tage en udsætter”, d.v.s. springe o-ver et arbejdsslag, for at man kan være sikker på, at den ikke er overbelastet.
Ved tomgang kan en motor med udsætterregulering ofte tage både 3 og 4 udsættere for hvert arbejdsslag. En typisk form på en udsætterregulator ses skematisk på Fig. 64.
Brændselsoliepumpens stempel, der ender i en æg, stødes indad af regulatorklodsen og føres tilbage igen af en fjeder. Regulatorklodsen bevæges frem og tilbage af motoren og presses af en fjeder (vist skematisk) ned mod et plan “styreplanet”, der har et lille fremspring. Hver gang fremspringet passeres, får klodsen et stød opad, og stødets størrelse vokser med hastigheden, hvormed klodsen bevæges.
Ved normal hastighed får fjederen dog klodsen halet ned mod planet igen, før den når stemplet, men vokser hastigheden, nås planet ikke, og klodsen farer hen over stempletmotoren tager en udsætter. – Ved at stramme eller slække fjederen kan hastigheden henholdsvis øges eller mindskes.
Hvor brændslet suges ind som ved gas- og benzinmotorer, kan der fås udsættere ved at en regulator holder udstødningsventilen åben under arbejdsslaget.
Ladningsregulering.
Ved ladningsregulering tilføres der brændsel i større eller mindre mængde for hvert ar-bejdsslag afhængig af belastningen.
En ladningsregulator kan være indrettet som vist skematisk Fig. 65, hvor en muffe A med en skrå knast kan bevæges op og ned på den skrå aksel af vinkelarme, der er forbundet med regulatorklodserne K. Knasten bevæger brændselspumpen B – ved hurtigere gang slynges klodserne ud, og muffen løftes, hvorved pumpeslaget bliver kor-tere, og omvendt, når hastigheden aftager. Ønskes gangen hurtigere, strammes fjedrene. Dette vil som oftest kunne ske under gang, men konstruktionen bliver da noget anderledes.
For at trykket i pumpen ikke skal virke til-bage på regulatoren, skal dennes klodser være forholdsvis tunge. I stedet for at variere på pumpens slag-længde kan der anvendes “tilbageløb”. | |
Dette kan ske som skematisk antydet Fig. 66. En ekscentrik E trækker pumpestemplet P frem og tilbage. – Slaglængden er altså komstant, men oliemængden kan varieres ved under trykslaget at åbne sugeventilen lidt før eller lidt senere. – Så snart ventilen åbnes, standser indsprøjtningen, idet olien løber tilbage i sugeledningen. Sugeventilen påvirkes gennem Vippen V og regulatorstemplet R, der trækkes af en “løs” ekscentrik, hvilket vil sige, at den kan drejes lidt i forhold til akslen. – Når klodserne på en aksel-regulator (ikke vist på skitsen) slynges ud, drejes ekscentrikken lidt i bevægelsesret-ningen, regulatorstemplets bevægelse foregår tidligere, og der lukkes tidligere op for “tilbageløbet”.
Samme system, men i en anden udførelse, ses Fig. 95. Stemplet a har også her kon-stant slag svarende til knastens højde, men her anvendes en særlig tilbageløbsventil, der åbnes under slaget af styrestemplet d, og i samme øjeblik ventilen åbnes, falder trykket, og indsprøjtningen standser. Ved at dreje ekscentrikken f, der er forbundet med regulatoren, vil styrestemplets bevægelse ske lidt før eller lidt senere og oliemængden følgelig ændres.
Ved motorer med varierende hastighed bør tidspunktet for indsprøjtningens begyndelse naturligvis kunne afpasses således, at indsprøjtningen sker tidligt under hurtig gang og sent under langsom gang, da den tid, forbrændingen varer, praktisk taget er ens, enten motoren går hurtigt eller langsomt.
Indstillingen kan ske ved at dreje ekscentrikken g – drejes mod solen, kom-mer indsprøjtningen før, og med solen senere.
De store tryk i pumpehuset i den moderne dieselmotor vil dog medføre, at der skal stærke stød til for at åbne tilbageløbsventilen.
På forskellig måde har man forsøgt at mindske denne ulempe, og bedst synes det lykkedes ved at erstatte tilbageløbsventilen med en art gliderafskæring. Princippet er skematisk vist i Fig. 68.
Pumpestemplet har også her konstant slaglængde, men når kanten K, der begrænser en udfræsning i stemplet, passerer tilbageløbsrøret O, er den effektive del af slaget forbi, idet olien i samme øjeblik går retur til sugeledningen.
Ved hjælp af en tandstang T, der styres af en regulator, kan stemplet gennem bøsningen B drejes og således give netop den oliemængde, der svarer til forbruget.
Da K ligger skråt, vil tilbageløbet begynde før eller senere, afhængig af stemplets drejning.
Sidst nævnte system, der oprindeligt skyldes Bosch, anven-des stedse mere og mere, særlig til diesel uden kompressor.
Fyldningsregulering.
Hvor brændsel og luft suges ind sammen, som i gas- og benzinmotorer, kan der anvendes udsætterregulering, men nu anvendes næsten altid fyldningsregulering. – Ved denne reguleringsform afpasses gasmængden efter belastningen ved hjælp af spjældet, der kan indstilles med hånd, fod eller med en regulator, som skematisk vist Fig. 69.
Undertiden indstilles både med hånden og med regulator, som f.eks. de fleste traktorer. Regulatoren tjener da kun til at hindre, at hastigheden overskrider en vis grænse.
Sammenligner vi nu de tre reguleringssystemer, finder vi, at de hver især har deres fordele og mangler.
Udsætterregulering giver god økonomi, men en meget ujævn gang, særlig ved lille belastning, hvor flere udsættere ofte følger efter hinanden.
Ved Ladningsregulering, hvor luftmængden, der suges ind, er konstant medens brændselsmængden varierer med belastningen, fås kun det rigtige blandingsforhold ved fuld last, medens der ved enhver anden belastning bliver et for stort luftoverskud.
Ved Fyldningsregulering fås kun fuld kompression, når der er fuld belastning. Ved enhver anden belastning fås for ringe kompression med alle de deraf følgende ulemper.
Vi ser heraf, at motoren har sin bedste gang og sit mindste forbrug pr. HK time, når den går med omtrent fuld last. Stigningen i forbrug er dog uvæsentlig, selv om belastningen går ned til 2/3 eller 1/2, men kommer man derunder, stiger forbruget pr. HK time ofte stærkt.
Motoren skal altså helst svare til det arbejde, hvortil den anvendes.- Er den for stor, bliver den dyr i forbrug, men hvis den er for lille, er det dog meget værre. – En ovebelastet motor slides nemlig meget hurtigt og er både upålidelig og dyr i drift! Det må her erindres, at hvis en ny motor lige kan klare et givet arbejde, så vil den ved den mindste fejl vise sig at være for lille, og man har da alle de nævnte ulemper og flere til. Ved valg af motorstørrelse gælder det således om at træffe den gyldne middelvej, men skal galt være, må motoren hellere være for stor end for lille.