ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORAL.

FACULTAD DE INGENIERA EN MECNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIN.PROYECTO DE MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA.

GOBIERNO Y CONTROL DE VELOCIDAD

PROFESOR: ING. JORGE EDUARDO FELIX NAVARRETE.

INTEGRANTES:RICARDO ALBERTO BORDES GARCA. FERNANDO XAVIER ERAZO NAVARRETE.CARLOS GEOVANNY LALAMA OCHOA.

01 DE SEPTIEMBRE DEL 2015

I TRMINO 2015-2016

ContenidoPROYECTO DE MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA.11. OBJETIVO.32. INTRODUCCIN.31. El motor diesel como un elemento de control.42. Gobernador mecnico bsico93. GOVERNOR HIDRULICO SERVO ASISTIDO.124. SERVO GOVERNOR BSICO125. SERVO GOVERNOR PRCTICOS13(a) Un retroalimentador de presin directa en la vlvula piloto.13Funcin de transferencia13(b) Una fuerza aplicada mecnicamente sobre la vlvula piloto va a dashpot.15Funcin de transferencia156. GOVERNOR BSICO167. PARTES DE UN GOVERNOR.178. FUNCIONES AUXILIARES:18Mtodo de ajuste de velocidad:18Limitacin de combustible:19Control de Carga:199. GOBERNADORES DE PEQUEOS MOTORES DIESEL.1910. GOBERNADORES ELECTRONICOS.21General.21Sistemas de gobernadores elctricos.2211. REGULADOR DE VACO.23CONCLUSIONES26ANEXOS.27BIBLIOGRAFA30

1. OBJETIVO.

Tener una idea clara de que es un sistema de gobierno y control de velocidad de los motores diesel, como funciona y cules son los diferentes mecanismos usados para cumplir este propsito y como estos estn caracterizados.

2. INTRODUCCIN.

Durante muchos aos el gobierno de los motores era considerado una especie de arte negro. Desde entonces se ha puesto en una base ms cientfico por la aplicacin de la teora de control pero en la prctica todava hay una necesidad de la "aspersin de agua santa" en algunas de las aplicaciones ms difciles. Los problemas surgen porque un motor est lejos de ser un dispositivo analtico sencillo. Tiene muchas demoras, retrasos, no linealidades y limitaciones en sus caractersticas que hacen que sea difcil de controlar.EL gobernar es esencialmente una rama especial de la teora de control frente a los sistemas por lo general se hace referencia como reguladores. Un regulador es un sistema o dispositivo para mantener una constante variable controlada. Esto est en contraste con un servomecanismo que por lo general aade precisin, velocidad de respuesta y "msculo" a una accin variable. Un sistema de regulacin a menudo, de hecho, emplea un servomecanismo dentro de ella para darle la respuesta y la potencia necesaria para lograr el rendimiento requerido de regulacin. Este es el caso con la mayora de los gobernadores de los motores modernos.Antes de seguir adelante, vamos a hacer la pregunta: "por qu es un gobernador necesario en absoluto?En pocas palabras, es necesario por dos razones bsicas: Permiten controlar la velocidad Para proteger el motor contra condiciones de funcionamiento perjudiciales.Refirindose a la experiencia comn, un pequeo motor de gasolina, tales como en un automvil, no tiene ni necesita, un gobernador. Est bajo el control directo del conductor que establece y controla las condiciones de funcionamiento que l quiere y la velocidad del motor es de auto-regulacin a travs de la accin de estrangulamiento del carburador. Curiosamente, gobernadores simples se encuentran en algunos de gasolina impulsada cortadores de csped. Sobre estas, la velocidad es detectada por un labe en la corriente de aire de refrigeracin que, equilibrada contra un resorte, acta sobre la vlvula de mariposa del carburador.Los suministros de combustible y aire en un motor diesel, por otro lado, aumentan con la velocidad y por lo que tiende muy rpidamente a correr y en circunstancias extremas podra autodestruirse. Aplicaciones que emplean grandes motores diesel normalmente requieren un control muy preciso de la velocidad del motor, carga, etc., junto con la proteccin integrada contra las condiciones adversas de operacin que no pueden ser controlados directamente por el usuario. Un sistema de gobierno diseado correctamente proporcionar todas las funciones necesarias y el diseo de motores incluir un viaje de sobre velocidad independiente para salvar el motor si el gobernador falla.Este libro trata especficamente de los motores diesel, por lo tanto, todas las siguientes discusiones tratan slo con el gobierno de dichos motores. En particular, este captulo trata en detalle con el gobierno de los motores diesel de media y baja velocidad ms grandes para que los requisitos que rigen sean ms estrictos. Pequeos tipos de automviles de diesel por lo general requieren un rendimiento de gobierno menos precisa como puede ser proporcionada por mecanismos relativamente simples. Se le da un poco de atencin a los dispositivos ms adelante en el captulo.Otros motores primarios, en particular las turbinas de gas, turbinas de vapor, turbinas de agua, molinos de viento, los motores de gas de encendido por chispa de doble combustible y, tambin emplean los gobernadores, a menudo ms o menos las mismas unidades que se utilizan en los motores diesel, pero cada uno tambin tiene sus propias peculiaridades y requisitos que no lo har ser cubiertos aqu.Para mantener este texto dentro de lmites razonables una apreciacin general de los fundamentos de los sistemas de control y las ramas pertinentes de las matemticas ha tenido que ser asumido.1. El motor diesel como un elemento de control.

1.1. Introduccin.Antes de comenzar en una descripcin detallada de los gobernadores y de gobierno, es necesario primero para discutir las caractersticas fundamentales del motor diesel visto como un elemento de un sistema de control.Como ya se ha abordado, el motor diesel es un dispositivo muy complejo para el que es difcil escribir un modelo matemtico comprensible. El problema es doblemente difcil en el caso de los motores turbo, ya que la mayora de los grandes motores diesel son actualmente as y varias universidades han dedicado un esfuerzo considerable al problema en los ltimos aos.Un modelo matemtico muy detallado no es por suerte necesaria para una comprensin bsica de la accin gobernador, y la estabilidad del sistema puede evaluarse con bastante facilidad utilizando un modelo como se describir bastante simple como "pequea seal".Se necesitan los modelos complejos para grandes anlisis de transitorios en la que predominan las caractersticas del turbocompresor y muchas otras no linealidades, etc. para tener un efecto significativo.En la prctica no es normalmente necesario para los fabricantes de gobernadores hacer el anlisis transitorio terico, el problema se aborda de manera suficiente por los mtodos empricos basados en los resultados de pruebas reales.1.2. Modelo matemtico para el motorEl diagrama de bloques de la figura #1 muestra un bucle bsico de control del motor / gobernador con una carga acoplada slidamente tal como un generador. Tenga en cuenta, los motores acoplados a cargas y entre s en paralelo a travs de acoplamientos flexibles dan lugar a ms problemas de estabilidad complejos que no se tratarn aqu.En este modelo el motor comprende un sistema de combustin que produce un par de torsin como una funcin de la posicin de salida del regulador .El par proporciona par de carga y cualquier diferencia entre y acelera (o retardados) la inercia combinada

Fig. #1, lazo de control del motor / gobernador bsicoSe puede observar en la figura 1 que el motor, la carga y el gobernador estn estrechamente vinculados para formar un bucle de control completo y las caractersticas de todas las partes son igualmente importantes para determinar el buen desempeo de gobierno. Un gobernador de primera clase no se puede esperar adecuadamente para controlar un motor con vinculacin holgura entre el gobernador y la bomba de combustible o alguno fallo de encendido del cilindro o malos tiros al gobernador o con cualquiera de muchos otros fallos eventuales.Considere el motor arbitrario y caractersticas de par / velocidad de plomo que se muestran en la figura 2.

Fig. #2, Curvas de torque vs velocidadSi al correr en el punto de equilibrio "a" el ajuste de la carga se cambia por una pequea cantidad (por ejemplo, por un pequeo cambiado en afinacin de una hlice marina) y el motor est gobernado tales que la tasa de abastecimiento de combustible se vara una cantidad en respuesta, a continuacin, un nuevo punto "b" equilibrio se lograr asocia con un pequeo cambio de velocidad .Los cambios finales en el par vienen dado por:

Y;

Para el equilibrio se tiene y se escribe

Entonces,(1)Esta ecuacin muestra el cambio de estado constante como resultado de cambios en la tasa de abastecimiento de combustible y carga .Si la tasa de abastecimiento de combustible es constante como en el motor sin gobierno, =0, entonces(2)Esto muestra la forma de acelerar de un motor sin gobierno ser "decada" para un aumento de la carga. En este caso el nuevo punto de equilibrio en la figura 2 sera "b".En un motor gobernado esta disminucin de estado estacionario se reduce por el aumento de la tasa de abastecimiento de combustible por entonces

La cantidad de cada de velocidad con un gobernador se puede reducir a cero, haciendo pero esto da lugar a problemas de estabilidad como se discutir ms adelante.Un sistema con velocidad cero de cada se denomina "iscrono"Dinmicamente, durante la transicin entre los puntos de equilibrio el desequilibrio del par actuar sobre la inercia de rotacin as:

Utilizando la notacin de operador D, es decir, D = d / dt, y escribiendo , donde "y" es la posicin de salida entonces gobernador:

Esta es la funcin de transferencia de base simple para el gobernador del motor en la carga.Tenga en cuenta que si A = B = 0 la funcin de transferencia del motor es efectiva:

Muestra que el motor sea casi un integrador puro. En trminos prcticos un integrador seguir aumentando su produccin (es decir, la velocidad en el caso de un motor), siempre y cuando no hay entrada (exceso de combustible). Esto explica por qu un motor diesel, en los que normalmente B = 0, tiene una tendencia a correr si no se gobiernan con un regulador.1.3. Retardo de disparoUna caracterstica muy importante de un motor diesel, desde un punto de vista de control, es la manera discontinua en la que se produce la energa debido al disparo secuencial de un nmero relativamente pequeo de los cilindros. Esta caracterstica es importante por dos razones. Primero, significa que existe entre la accin del gobernador en la exigencia de un cambio en la velocidad y la respuesta del motor para que el cambie abastecimiento de combustible. Tal retraso es clsicamente de desestabilizacin en un sistema de control. En segundo lugar, el cigeal del motor no gira a una velocidad uniforme, sino ms bien experimenta una variacin cclica en el par motor que da lugar a variaciones cclicas en la velocidad. Un gobernador sensible responder a estas variaciones de velocidad cclicos y presentan un pequeo movimiento rtmico (agitan) en su nivel de salida. Estos movimientos son muy indeseables debido al desgaste inducido en el mecanismo del gobernador y la bomba de combustible, y por lo general tienen que ser filtrados por un mecanismo en el accionamiento del gobernador.El retardo de disparo efectivo se ha encontrado empricamente que el tiempo real entre pistones consecutivos que llegan al punto de inyeccin ms aproximadamente a un cuarto de una revolucin del cigeal.Por lo tanto, el retardo de disparo efectiva es de aproximadamente

Donde,

Este retraso se incluye en la funcin de transferencia para el sistema de combustin del motor de tal manera que

La funcin de transferencia para un gobernador de un motor es por lo tanto

Para el cual un diagrama de bloques se puede trazar como se muestra en la figura 3

Fig. #3, Diagrama de bloques del motor1.4. Tasa de aceleracin del motorLa tasa de aceleracin de un motor, tomado como el porcentaje de la velocidad mxima por segundo que el motor se acelera, a toda velocidad y par a plena carga, es una gua importante a la "gobernabilidad" del motor. Un motor capaz de acelerar por encima de 50% / s. puede ser es difcil de gobernar establemente, aunque de gobierno es satisfactoria por encima del 100% /s se logra comnmente. Altas tasas de aceleracin tienen experiencia en los motores de propulsin marinos desembragados que tienen pequeos volantes de peso y ahorro de costes.

2. Gobernador mecnico bsico

2.1 IntroduccinEn este tipo de gobernador la fuerza centrfuga en dos o ms pesos que giran alrededor de un eje accionado por el motor es equilibrada ya sea por gravedad o un resorte. Cualquier cambio en la velocidad de rotacin desplaza la posicin de equilibrio del mecanismo y el movimiento se transmite a travs de un enlace a la vlvula de combustible del motor efectuando as el control de la velocidad de rotacin. La fuerza disponible para accionar la vlvula de combustible est proporcionada directamente por los pesos. Por lo tanto, los pesos deben ser bastante grandes que, debido a su inercia, a continuacin, limita la respuesta del gobernador. Friccin, etc. exactitud lmite.Estos principios mecnicos simples son, sin embargo, sigue siendo ampliamente utilizado en aplicaciones no crticas, tales como pequeos motores de automviles donde la precisin del control de velocidad y tasa de respuesta no son muy importantes. Gobernadores de este tipo suelen ser muy cuidadosamente integrados con la bomba de combustible, y se denominan gobernadores bomba montada.

2.2 Anlisis Considere la figura 4, que muestra dos pesos, gira alrededor de un eje y que acta contra un resorte. La resultante de las fuerzas en el eje de rotacin (vase la figura 5) se dan a continuacin:Fuerza hacia arriba:

Fuerza hacia abajo:

Dnde:

Fig. #4, Gobernador mecnico simple

Considere pequeos cambios alrededor de las condiciones de referencia con X, la configuracin de velocidad, fuerzas de carga constante e insignificante.Por lo tanto, la funcin de transferencia para el gobernador con el ajuste de velocidad constante y en estado estable es:

Muestra el gobernador, en esencia, que es un dispositivo proporcional sencillo. Este trmino es la ganancia proporcional del gobernador y que determina el cambio de estado constante de la tasa de abastecimiento de combustible para un cambio de velocidad dado (negativo, porque el aumento de la velocidad reduce el combustible)3. GOVERNOR HIDRULICO SERVO ASISTIDO.

En motores grandes, donde se necesitan fuerzas mayores para operar los fuel racks, pero es esencial para la exactitud y velocidad de respuesta los contrapesos y el sistema masa resorte sean hechos pequeos y sensitivos. Por lo tanto un servomecanismo, usualmente es hidrulico, con vlvula piloto y pistn de poder, que es usado para amplificar la fuerza de los contrapesos. Este arreglo bsico es empleado en el 90% o ms a lo largo de la industria, marina y motores de traccin ferroviaria en el mundo. Governor son usualmente clasificados en trminos de trabajo disponible al eje de salida. El trabajo de salida es definido como la fuerza de estancamiento por la carrera completa. En operacin, slo el 60% de la carga puede ser aplicada sin afectar significativamente a la respuesta.Los rangos de trabajo alrededor de:Motores

PequeosMedianosGrandes

1 [J]10-80 [J]350 [J]

4. SERVO GOVERNOR BSICO

El arreglo de los contrapesos y el resorte es en esencia idntico al descrito en el gobernar mecnico excepto que es mucho ms pequeo y ms sensible.

Fig. #5, Servomecanismo hidrulico bsico.

Para una fuerza del resorte, los contrapesos causarn que la vlvula est cerrada slo en una velocidad. Por lo tanto cualquier desviacin de la velocidad abrir la vlvula y el pistn de poder continuar movindose, cambiando la tasa de combustible hasta que vuelva a la velocidad ajustada del sistema. Esto es isocronos y la operacin ser inestable. La respuesta del sistema es ms lenta debido a la conexin suave .Tambin, el obturador tiende a sobrepasarse de su posicin central cuando est corrigiendo un disturbio, debido a los retardos inherentes al equipo hidrulico y al propio sistema bajo control. Esta sobrecorreccin causa una oscilacin en la variable controlada, lo cual puede llevar a una inestabilidad del sistema de control. Para corregir estas deficiencias se introduce la accin derivativa.

Para una explicacin exhaustiva del comportamiento del principio bsico del servo-governor, ver anexos.

5. SERVO GOVERNOR PRCTICOS

En orden de estabilizar el sistema, algunas formas de compensacin son necesarias.Primero, un retroalimentador para la posicin de salida para la velocidad ajustada, usualmente en la forma de un acople mecnico entre el pistn de poder y la parte superior del resorte es usada para dar una accin proporcional al servomecanismo. El efecto de esto es de disminuir ligeramente la velocidad ajustada al movimiento de salida en la direccin del incremento de combustible, causando deliberadamente una cada de velocidad con carga para que ocurra. La tasa del retroalimentador determina el aumento de la cada, es decir la banda proporcional del governor. Por ejemplo, para generar un buen estado estable la cada de velocidad sea del 4% entre cero carga y carga total es lo ms comn.Segundo, una fuerza relacionada a la velocidad de salida (pistn de poder) es retroalimentada a la vlvula piloto para proveer estabilizacin y amortiguamiento. Esta funcin es compleja en la prctica y tiene parmetros ajustables, para lo cual el rendimiento del governor puede ser optimizado en una prueba del motor. Dos mtodos de retroalimentacin son comnmente empleadas:(a) Un retroalimentador de presin directa en la vlvula piloto.

Funcin de transferencia

Fig. #6, Funcin de transferencia de un retroalimentador de presin directa en la vlvula piloto.

Donde vara la cada (ajustable), K4 vara la estabilidad y respuesta (ajustable) y cambios en el resorte , variando Wn, puede ser hecho para unir el governor al motor.

Fig. #7, Prctico governor hidrulico con un retroalimentador de presin.(b) Una fuerza aplicada mecnicamente sobre la vlvula piloto va a dashpot.Funcin de transferencia

Fig. #8, Funcin de transferencia de una fuerza aplicada mecnicamente sobre la vlvula piloto va a dashpot.Se puede observar que con ajustes en K4 y r1 se obtiene efectos sobre la estabilidad y la respuesta, y ajusta la cada.

Fig. #9, Prctico governor hidrulico con un retroalimentador amortiguador.6. GOVERNOR BSICO

Fig. #10, Vista seccional de un governor bsico.

7. PARTES DE UN GOVERNOR.

Fig. #11, Governor 1100/3G.8. FUNCIONES AUXILIARES:Los gobernadores bsicos hasta ahora descritos y analizados son la menor parte de muchos gobernadores modernos y muchas funciones auxiliares debern ser utilizadas para poder proteger el motor y manipular las caractersticas para adaptarse a la aplicacin.

Las variables principales son:Mtodo de ajuste de velocidad.Limitacin de combustible.Control de carga.Apagado.Proteccin.

Mtodo de ajuste de velocidad:

Probablemente la manera ms comn de ajuste de velocidad es un motor elctrico montado sobre un gobernador y conectado a una red de ajuste de velocidad por medio de un perno y tuerca o un mecanismo similar.Este mtodo de ajuste de velocidad es utilizado para generar arreglos que usualmente operan con una especie de sistema de control, normalmente con una proteccin de circuito de start/stop y con otra funcin de control de carga compartida/frecuencia.Cuando un generador de corriente alterna es por ser probado en paralelo con otros arreglos, o en cuadricula, este debe ser sincronizado con la fuente existente antes de ser conectado, Esto se hace al ajustar la velocidad (frecuencia) del arreglo para tener una relacin en fase correcta y al ajustar el voltaje del generador para que coincida con la fuente.La relacin frecuencia/fase es ajustada mediante la agencia del ajuste de velocidad del gobernador y el voltaje es ajustado mediante regulador automtico de voltaje (A.V.R.)Una vez en paralelo, el rol del gobernador cambia de alguna manera en la que este acta de manera proporcional al controlador de potencia como el aumento del ajuste de velocidad de un arreglo en un grupo en paralelo causara que ese conjunto tenga ms carga de alivio que las otras.Para propulsin marina se requiere una respuesta ms rpida para cambios de ajuste de velocidad que en los arreglos normales de motores elctricos, y se tiene o bien un sistema directo cable/palanca para barcos pequeos o uno de seal de presin neumtica para grandes buques.La palanca de comando de una nave incorpora un regulador de presin de aire que da una presin dentro del rango de 0-6 bar. Esta seal alimenta a un pequeo servo mecanismo dentro del gobernador que se mueve para adaptarse al ajuste de velocidad. El tiempo de respuesta requerida estar por los 10 segundos de neutral a mximo y de 3 segundos de vuelta a neutral por parada de emergencia.

Limitacin de combustible:La mayora de los motores Diesel grandes tienen incorporado un turbo cargador y es muy deseable limitar la razn de entrada de combustible cuando la presin de sobrealimentacin es baja, para mantener una buena razn aire/combustible y evitar las emisiones de humos negros.Para lograr esto, esta presin de aire de entrada por el colector alimenta a un pequeo servo mecanismo dentro del gobernador que acta directamente en la vlvula piloto, limitando la cantidad de salida de movimiento del gobernador en proporcin a la carga de presin. Un mecanismo de una va es usado para que las cargas bajas de presin limiten la razn de combustible y que las altas presiones no sean causantes de alto consumo de combustible.Por lo tanto, la medida en la que el uso de combustible es limitado durante las transientes en las cuales el combustible es quemado apropiadamente con el aire disponible. Este sistema se llama limitacin de sobrealimentacin de combustible.

Control de Carga:

Para aplicaciones marinas con hlices de paso variable o de traccin ferroviaria con alternadores de campo controlado, el gobernador incluye una vlvula de control de carga la cual provee una seal de control a los dispositivos de las aplicaciones.En el caso de propulsin marina se tiene una salida dual de la palanca de comando, usualmente llamada combinador, decide la velocidad del motor y el paso de las hlices de acuerdo a relaciones predeterminadas.Si un motor pasa a ser sobrecargado por condiciones establecidas, la vlvula de control de carga reduce el paso de las hlices, anulando la palanca de mando. Cuando la carga decrece el gobernador permite que la seal de la palanca de mando incremente el paso. Hay que notar que el gobernador no es el causante directo del incremento del paso.Los gobernadores marinos con hlices de paso fijo pueden ser muy complejos para aplicaciones como botes patrulleros rpidos donde es necesario tener incorporado un control del torque para proteger el motor, pero con la facilidad de una gran aceleracin para casos de emergencia.Es muy importante notar que los gobernadores ya no son un dispositivo simple y sin estudios, son dispositivos de alta tecnologa que desempean funciones vitales en maquinaria moderna de la mejor calidad.

9. GOBERNADORES DE PEQUEOS MOTORES DIESEL.

Los gobernadores con usualmente empleados con arreglos de bombas de combustible separadas por unidad de pistn cilindro para maquinas muy grandes, pero para motores diesel de menor tamao, se utiliza una bomba de mono bloque con elementos de bombeado por separado podrn ser usados, pero por razones de simplicidad, compacidad, fcil instalacin y costo, un solo elemento distribuidor como los es una bomba es ms comn con un gobernador integral, control de tiempo y en ciertas circunstancias con lmite de sobrealimentacin de combustible para motores con turbo cargador.Gobernadores de motores pequeos son usualmente dispositivos mecnicos hidrulicos y pueden ser dispositivos de toda velocidad o de mximo y mnimo.Un gobernador de toda velocidad controlan la velocidad del motor sobre todos los rangos de operacin, su funcionamiento es igual al de los motores grandes. En gobernadores de mximo y mnimo es inoperante sobre el rango normal de velocidad y solo toman lugar cuando la demanda de velocidad del motor es muy alta o muy baja. Como ejemplo tenemos cuando un conductor de camin trata de exceder la velocidad mxima permitida o saca el pie del acelerador cuando el camin esta estacionario. Entonces el gobernador toma el control de los lmites de velocidad mxima o mantiene un ralent pre establecido.Los gobernadores hidrulicos utilizados en este contexto son merecedores de un poco ms de consideracin ya que son un ejemplo de un principio diferente usado para medicin de velocidad y es perfectamente integrado en la funcin de control de la tasa de abastecimiento de combustible.Se alimenta de combustible a la bomba de inyeccin por una bomba de transferencia. La entrega de la bomba de transferencia es proporcional a la velocidad del motor y esto es convertido a presin proporcional a la velocidad del motor por medio de una vlvula reguladora. Esta presin es aplicada al embolo de una vlvula dosificadora donde se equilibra contra un resorte. Este resorte es pre cargado por el comando ajuste de velocidad proporcionado, por ejemplo, por la presin ejercida por un conductor sobre el pedal acelerador.

Fig. #12, Bomba-montada a un governor hidrulico.

Refirindonos a la figura y asegurando la linealidad, considerando pequeos cambios como antes, tenemos lo siguiente:La presin de transferencia es proporcional a la velocidad del motor.

Equilibrio de fuerzas en la vlvula dosificadora nos da:

Desplazamiento es proporcional a la velocidad establecida

Tasa de abastecimiento de combustible es proporcional al desplazamiento de la vlvula dosificadora.

Combinando las ecuaciones anteriores tenemos:

Para velocidad constante tendramos:

Esto muestra que este gobernador es bsicamente un dispositivo simple proporcional al gobernador mecnico. 10. GOBERNADORES ELECTRONICOS.

General.

Los gobernadores elctricos con ms y ms utilizados en este medio debido a su exactitud, versatilidad y capacidad de mejores tasas de respuesta. A pesar de esto, existen problemas de confiabilidad, tolerancia ambiental y consumo potencia elctrica, lo que hace difcil su aceptacin en ciertas aplicaciones.

Las aplicaciones tpicas de demanda de gobernadores elctricos son para arreglos de alto grado de generacin para instalaciones informticas donde la frecuencia de control de muchos arreglos paralelos es vital.

Aplicaciones donde los gobernadores electrnicos son encontrados aceptacin de precaucin son marinas y de traccin ferroviaria donde una gran disponibilidad es requerida. La otra atraccin importante de estos gobernadores es que ellos pueden ser expandidos en sistemas integrales, incluyendo sincronizado automtico, varias limitaciones de combustible y funciones de control de carga y funciones de monitorizacin y proteccin.

Sistemas de gobernadores elctricos.

Como en todas las cosas hay numerosas variaciones posibles de detalles en sistemas de gobernadores elctricos. En esencia, todos deberan tener los siguientes componentes:

1. Transductor de sensor de velocidad2. Sensor de capacidad de carga.3. Modulo electrnico para mezclado, conformado y amplificado de seales.4. Actuador para operar los bastidores de combustible.5. Fuente de energa elctrica.

Fig. #13, Sistema de un governor electrnico.

En adicin, filtros deben ser incluidos para remover variaciones cclicas en la seal de velocidad. Los sistemas pueden ser diseados sin este ltimo componente, pero obtener una buena precisin en desempeo es difcil. Desafortunadamente el transductor de retroalimentacin de posicin puede ser costoso y ser un dispositivo problemtico.11. REGULADOR DE VACO.

Colocado en un extremo de la bomba (ver figura #1), el regulador de vaco R mueve directamente la cremallera; pero el pedal del acelerador lo hace por intermedio del mismo regulador, que necesita disponer en la entrada del colector de aire C, despus del filtro F, un difusor D con vlvula de mariposa V y en su borde el pequeo difusor d del que del que viene una tubera T al regulador R. el acelerador A lo que mueve es la mariposa V (como la de un motor de explosin), y el mando del combustible por la cremallera 10 de la bomba se realiza como consecuencia de los dos principios que rigen el vaco en toda tubera de aspiracin:1. Par una misma velocidad del motor, el vaco es tanto mayor cuanto ms se cierre la mariposa.2. Para una posicin de la mariposa, el vaco es tanto mayor cuanto mayor sea la velocidad del motor.

Fig. #13, Regulador de Vaci marca BoschDentro del regulador R hay una membrana que obligada por un resorte, echa hacia la izquierda la cremallera 10, en este caso para aumento del suministro de combustible. Suponiendo que el motor est en marcha, por T (ver figura #2) llega a la cmara del regulador el vaco de la aspiracin y atrae la membrana M a la derecha (puesto que por la otra cara tiene la presin atmosfrica), marcando a la cremallera 10 un determinado suministro. Si el conductor pisa el acelerador para aumentar la velocidad o subir una cuesta, abre un poco la mariposa, el vaco baja (primer principio) y la membrana se corre hacia la izquierda por la fuerza del resorte E, empuja la cremallera y aumenta el suministro de combustible. En cuanto el vehculo se aceler o subi la cuesta, si el conductor levanta el pie se cierra la mariposa, aumenta el vaco (primer principio), la membrana es atrada hacia la derecha nuevamente, tirando de la cremallera que cierra el suministro de combustible.Se ve que el acelerador mueve la cremallera usando como servomotor el vaco de la tubera de aspiracin, que acta en la cmara de la membrana.

Fig. #14, Regulador R.Como el regulador acta de la siguiente manera: si en el ejemplo citado, al aumentar la velocidad del vehicula el conductor no levanta el pie, a medida que el motor gira ms de prisa, el vaco aumenta (segundo principio) y automticamente la membrana es atrada hacia la derecha, cerrando la cremallera 10 y la vez el suministro de gasolina, con lo que se impide que el motor se embale.Cuando el motor gira en ralent (ver figura #1), como la mariposa est cerrada, todo el aire pasa por el pequeo difusor d, el vaco es muy grande y la membrana M (figura #2) se apoya hacia la derecha en la varilla del pistn con resorte G; la fuerza de este impide correrse tanto a la derecha que la cremallera cierre el paso de combustible y el motor se cale. Si este tiende a pararse, el vaco baja un poco (segundo principio) y la fuerza del resorte G se aade a la de E para correr hacia la izquierda la cremallera, aumentando el suministro de gasolina para evitar que la velocidad baje tanto que el motor se llegue a calar.Cuando se quiere parar el motor, se tira del botn S (ver figura #1) colocado en el tablero; el cable unido a S acciona hacia la derecha la palanca Q (ver figura #2), que arrastra la cremallera 10 a su posicin extrema, venciendo la fuerza de los resortes E y G; el suministro de gasolina se corta y el motor se para.La casa Leyland monta en sus motores un regulador mixto o combinado C.A.V., que est compuesto por elementos simplificados de los tipos mecnicos y elementos del tipo vaco. Dicho regulador presentado en la figura #3, tiene los siguientes elementos: 1. Orificio de llenado de aceite para la lubricacin de la bomba y para la varilla medidora de nivel;2. Botn para el arranque que al oprimirlo obliga a girar la leva 13, que presenta una muesca ante el tope 10, que limita la inyeccin, permitiendo que la cremallera 4 avance ms, dando la mxima inyeccin posible para que arranque el motor; en cuanto gira, el vaco que llega por 12 tira el diafragma 14 y la cremallera 4, con lo que 13 vuelve con 2 a su anterior posicin;3. La leva que al girar su eje tira totalmente la cremallera cortando el envi de gasolina (gasto nulo) parando el motor;4. La barra-cremallera;5. Los ajustes de mxima velocidad;6. Los contrapesos del regulador centrifugo de mximas;7. El eje de las levas de la bomba;8. Un resorte de contrapeso;9. Amortiguador de aceite para que no oscile le movimiento de la cremallera, que funciona por el freno que representa el paso del aceite por el orificio de su pistoncito inferior;10. Limitador de inyeccin mxima (excepto para el arranque) ;11. Regulador de vaco que sostiene el ralent ;12. Llegada del vaco desde la admisin de aire con la mariposa;13. Leva con muescas para anular la limitacin de 10 al arrancar;14. Diafragma o membrana.

Fig. #15, Regulador mixto o combinado

Comparando la regulacin mecnica con la de vaco, se ha comprobado que si a un regulador centrifugo se lo libera de la obligacin de mantener el ralent y se lo dedica solo a limitar la velocidad mxima, acta con precisin y mayor eficacia, mientras que al regulador neumtico le ocrrelo contrario, pues controla con mayor eficacia las bajas velocidades y sostenimiento del ralent, para las que opera con gran sensibilidad. CONCLUSIONES

El regulador o governor acta para impedir el embalamiento y sostener el ralent; es decir, es un regulador de mxima y mnima.Hay otro tipo ms empleado en embarcaciones y tractores, que permite sostener constante una velocidad prefijada, adaptando la inyeccin a la carga.La ventaja del regulador mecnico cuando se le libera de la obligacin de mantener el ralent y se le dedica slo a limitar la velocidad mxima, ctua con precisin y eficacia mejores.La ventaja del regulador neumtico es que controla con eficacia a bajas velocidades y sostenimiento del ralent, con gran sensibilidad.La principal ventaja del regulador hidrulico es que proporciona ralentes ms reducidos, velocidades mximas mayores, y con ms fijeza que con el regulador mecnico exigirn, adems contrapesos y esfuerzos excesivamente grandes.

ANEXOS.

Fig. #16, Partes del Governor hidrulico bsico .

Fig. #17, Partes del Resorte con sus respectivos contrapesos.

Fig. #18, Sistema balanceado Velocidad Constante.

Fig. #19, Cada de velocidad Vlvula piloto hacia abajo.

Fig. #20, Velocidad incrementa Vlvula piloto se cierra.

Fig. #21, Sistema balanceado Velocidad Constante.

BIBLIOGRAFA

(n.d.). In S. Haddad, & W. Neil, Principles and Performance in Diesel Engineering. John Wiley & Sons.Navy, U. (2012, Abril 19). Possum Living. Retrieved from https://www.youtube.com/watch?v=yiLNZP6l0lIsight, M. i. (2012, Mayo 17). Youtube. Retrieved from https://www.youtube.com/watch?v=a7Q9zI9Cm5A