По назначению и режимности работы регуляторы бывают:

- однорежимные регуляторы, которые поддерживают один скоростной режим двигателя;

- двухрежимные регуляторы, поддерживающие два скоростных режима двигателя (минимально устойчивой частоты вращения и номинальной частоты вращения);

- всережимные регуляторы, поддерживающие любой заданный скоростной режим двигателя от минимальной устойчивой до номинальной частоты вращения;

- предельные регуляторы, которые включают в работу только в случае превышения номинальной частоты вращения двигателя;

- предельные выключатели, которые останавливают двигатель путем прекращения подачи топлива (постановкой топливной рейки на нулевую подачу) при чрезмерном, опасном для двигателя увеличении частоты вращения.

Предельный регулятор ограничивает подачу топлива при чрезмерном повышении оборотов. При меньшем числе оборотов предельный регулятор не препятствует управлению двигателем с ЦПУ.

При прямой передаче на винт регулирование оборотов может осуществляться непосредственным воздействием с ЦПУ на рейку топливного насоса, так как дизель, работающий по винтовой характеристики, обладает способностью к саморегулированию (рисунок 1).

При увеличении подачи топлива равновесный режим установится в точке 1, при уменьшении соответственно в точке 2.

При работе по утяжеленной характеристике равновесный режим установится в точке 3, при работе по облегченной характеристике соответственно в точке 4.

М_С - нормальный момент сопротивления движению судна;

М_У - утяжеленная винтовая характеристика; М_О - облегченная винтовая

характеристика; М_ДВ - нормальная внешняя характеристика дизеля;

М₁ - внешняя характеристика при увеличенной подаче топлива;

М₂ - внешняя характеристика при уменьшенной подаче топлива;

n – частота вращения коленчатого вала дизеля

Рисунок 1 – Изменение характеристик при различной подаче

 топлива и различных условиях плавания

Однако следует учитывать эксплутационные и аварийные условия. Так при поломке винта или его обнажении момент сопротивления будет резко уменьшаться, а обороты резко расти за допустимые пределы. Поэтому всегда нужен предельный регулятор, ограничивающий подачу топлива при не допустимом возрастании частоты вращения.

На рисунке 2 показаны характеристики совместной работы главного двигателя (ГД) и винта при установке на двигатель предельного регулятора. Линия Ре_огр. является ограничительной характеристикой дизеля по среднеэффективному давлению. Линия 5-5¢ является ограничительной по максимальной частоте вращения. Предельный регулятор ограничивает максимальную частоту вращения коленвала, воздействуя на рейку топливных насосов в сторону уменьшения подачи топлива.

а – утяжеленная винтовая характеристика; в – нормальная винтовая

характеристика; с – облегченная винтовая характеристика; N _emax – внешняя

 характеристика максимальной мощности двигателя

Рисунок 2 – Характеристики совместной работы ГД с предельным

регулятором  и гребного винта

При более крутых скоростных характеристиках и  по сравнению с внешними скоростными характеристиками двигателя и  работа двигателя будет устойчивой (см. рисунок 3). При изменении момента (мощности) сопротивления движению судна в ту или другую сторону равновесные режимы установятся в новых точках 3 и 4 (см. рисунки 2 и 3).

Но, если наоборот, внешняя скоростная характеристика двигателя N _e будет круче, чем винтовая характеристика N _с, при незначительном временном уменьшении сопротивления движению судна двигатель будет самопроизвольно разгоняться из точки В в точку А, так как разность мощностей N _e - N _с> 0 в диапазоне изменения частот вращения от ω₂ до ω₁ (рисунок 3).

При незначительном снижении частоты вращения ω₂ в точке В, например, из-за временного увеличения сопротивления движению судна или пропуска вспышек в цилиндрах мощность сопротивления N _с станет больше эффективной мощности двигателя N _e и двигатель заглохнет.

N _с – характеристика мощности сопротивления вращению гребного винта

(винтовая характеристика); N _е –  эффективная мощность двигателя (внешняя

скоростная характеристика); ω - частота вращения гребного винта

Рисунок 3 - Взаимное расположение характеристик двигателя

и  гребного винта

R₁, R₂, R₃ – регуляторные характеристики;  n_ном – номинальная частота вращения двигателя; n_сх –частота вращения среднего хода; n_мх –частота вращения малого

 хода; n_min – минимальная устойчивая частота вращения двигателя;

а, в, с - винтовые характеристики; N _emax – внешняя характеристика

максимальной мощности двигателя; Р _еогр – внешняя ограничительная

характеристика двигателя по величине среднеэффективного давления

Рисунок 4 - Характеристики совместной работы ГД со всережимным

регулятором и гребного винта

По принципу действия регуляторы бывают прямого и непрямого действия. В регуляторах непрямого действия чаще всего в качестве усилителя используют гидравлический сервомотор.

Регуляторы прямого действия используют в двигателях малой мощности. Чувствительный элемент служит в них источником энергии для перестановки регулирующих органов.