[Toman]

На самом деле, меня давно удивляет то, что "базовым" вариантом считается равномерный шаг частоты вращения по позициям. Дело в том, что реализовать такой при помощи механического центробежного регулятора - штука довольно нетривиальная.

Смотрим, как говорится, в простейший школьный курс физики. Центробежный регулятор работает на балансе силы затяжки всережимной пружины с силой, необходимой для удержания положения вращающихся грузов. Школьный курс физики сообщает нам, что центростремительное ускорение пропорционально квадрату угловой скорости, т.е. и частоты вращения, так же пропорциональна и необходимая для баланса сила пружины. Также школьный курс физики говорит, что сила пружины - если это обычная пружина без специальных ухищрений - прямо пропорциональна её деформации. Затяжкой всережимной пружины управляют (через посредство гидростатического сервопривода) при помощи системы из 3 или 4 электромагнитов и рычагов, которые в типичном случае, как я уже говорил выше в теме, составляют по сути двоичный цифроаналоговый преобразователь, а чтобы он работал нормально, выдаваемые им смещения должны быть равномерными (иначе просто не получится построить ровную последовательность из двоичных комбинаций включённых электромагнитов).

Таким образом, если не ввести дополнительных нелинейных ухищрений, а просто деформировать обычную пружину равными шагами, какие выдают нам комбинации электромагнитов, то равными шагами должен был бы меняться квадрат оборотов дизеля, а сами обороты менялись бы как корень квадратный чего-то прибавляющегося ровными шагами. Т.е. шаг оборотов на низких позициях естественным образом был бы большим, а дальше постепенно уменьшался. И это, внезапно, оказалось бы в общих чертах похожим на то, чего добивались искусственным введением неравномерности шага оборотов по позициям: быстрый набор оборотов до средних на низких позициях, под малой нагрузкой, для более быстрой раскрутки турбокомпрессора, и более мелкие шаги оборотов уже на высоких позициях, под более высокой нагрузкой.

Да, сделать шаг оборотов по позициям линейно-равномерным всё-таки можно (и это, очевидно, и сделано, и считается дефолтным "обычным" вариантом на большинстве советских, по крайней мере, тепловозов). Для этого нужно ввести где-то нелинейную - в данном случае, квадратичную, зависимость, которая бы соответствовала квадратичной зависимости центростремительного ускорения/центробежной силы. Можно такую зависимость реализовать в рычажной системе, сделав соответствующим образом нелинейными шаги сжатия пружины. Можно вместо этого сделать нелинейной и саму пружину, если сделать её так, чтобы по мере сжатия у неё постепенно смыкалась всё бОльшая часть витков.

(Кстати, оба эти способа введения нелинейности использовались в разное время в задней подвеске мотоциклов: в более ранний период были популярны такие пружины с неравномерной намоткой витков (но это было не очень хорошее решение, т.к. раннее смыкание части витков очень снижает энергоёмкость такой подвески и способствует перегрузке и поломке пружин при сильных ударах), затем стали популярны рычажные системы "прогрессии", в которых обычная пружина работает целиком, в паре с амортизатором, а нелинейность характеристики обеспечивается изменением углов в рычажном механизме).

Схема устройства тепловозных регуляторов как будто бы намекает, что там обычно используется вариант с хитрой пружиной, у которой нелинейность обеспечивается то ли постепенным смыканием части витков, то ли постепенным опиранием витков на упор, с уменьшением в любом из этих случаев длины работающей части пружины...