531. Регуляторы.

До сих пор мы занимались рассмотрением установившегося движения и мы видели, как маховики уменьшают колебания угловой скорости вокруг ее среднего значения. Но может случиться, что в некоторый заданный момент внезапно происходят такие изменения в движущих силах или в полезных сопротивлениях, которые стремятся установить другой режим или другую среднюю скорость. Важно воспрепятствовать этому изменению скорости режима,

для чего служат регуляторы. Мы ограничимся здесь лишь общими соображениями о регуляторах, заимствованными из статьи Леотэ .

Определение регуляторов и их назначение. Регуляторы являются приборами, предназначенными для того, чтобы удерживать в возможно близких друг к другу пределах изменения средней скорости машины, вызванные изменениями движущих сил или сил сопротивлений.

Часто этому определению придают более сжатую форму, говоря, что регуляторы имеют целью сохранять скорость постоянной, несмотря на изменяющиеся действия движущих сил или сил сопротивлений.

Для того чтобы средняя скорость машины могла оставаться постоянной, необходимо, чтобы при этой скорости имело место равновесие между работой движущих сил и работой сопротивлений. Но это равновесие может нарушаться по различным причинам.

Все эти причины вызывают изменения скорости, которые могут оказаться вредными, если они выходят за некоторые пределы, вследствие чего их нужно избегать.

Нарушенное равновесие между работами движущих сил и сил сопротивлений можно восстановить без изменения средней скорости, воздействуя или на работу движущих сил, или на работу сил сопротивлений. Если, например, выключается из хода рабочий инструмент, в результате чего скорость должна увеличиться, то ее можно привести к первоначальному значению либо увеличивая сопротивление на величину, на которую оно уменьшилось, либо уменьшая соответствующим образом движущие силы. Но на практике не приходится колебаться в выборе между этими двумя теоретически эквивалентными мерами. Очевидно, что с точки зрения экономии затраченной работы выгоднее не создавать добавочных сопротивлений, а регулировать движущие силы в соответствии с той работой, которую нужно выполнить. В общем случае наименование «регулятор» дают механизмам, которые действуют именно по этому принципу.

Мы имеем, таким образом, определение регуляторов:

Регуляторами являются устройства, которые автоматически регулируют затрачиваемую работу так, чтобы сохранять

приблизительно постоянной средкюю скорость двигателя, когда изменяются силы сопротивлений или движущие силы.

Разница между ролью регуляторов и маховиков. Маховик служит также для регулирования движения, но его действие совершенно отлично от действия регулятора. Маховик влияет только на моментальные изменения скорости; он регулирует движение, когда оно уже периодически равномерно, и уменьшает отклонение между экстремальными значениями скорости, существующими в течение периода; но он не может удерживать одинаковые значения средней скорости от одного периода к другому, когда изменяется сопротивление; он может, правда, в случае возмущения делать менее резким переход от одного режима к другому, но он не способен ничего изменить в скорости, которую получит машина в новом состоянии.

Рис. 276.

Таким образом, разница в действии регуляторов и маховиков заключается в следующем: маховик действует на колебания скорости около ее среднего значения-, регулятор, наоборот, действует на среднюю скорость, которую могут изменять неожиданные изменения в режиме.

Регулятор Уатта. Наиболее простым является регулятор Уатта. Он устроен следующим образом.

Четыре попарно равных прямых стержня расположены в одной плоскости и связаны шарнирами (рис. 276): в точке А с вращающимся вертикальным валом в точках В и — между собой, где они образуют переменные углы, и в точке О — с муфтой, окружающей вал вдоль которого она может скользить. Точки Р и Р являются центрами металлических шаров. Вся система вращается вместе с валом и каждой угловой скорости соответствует положение относительного равновесия шаров. Когда скорость возрастает, шары отдаляются и заставляют подниматься муфту, которая при помощи системы рычагов частично закрывает клапан подачи пара. Когда скорость убывает, шары сближаются, муфта опускается и сильнее открывает клапан подачи. Для более глубокого изучения этих приборов мы отошлем к M?canique Бура и к курсу Понселе для Ecole de Metz.