调速器

2020/4/30chapter8柴油机的调速装置1第八章柴油机的调速装置柴油机调速装置的作用：通过改变油量调节机构，将柴油机的转速调节到规定的转速范围，并且根据柴油机负荷的大小自动调节供油量，使其转速维持在一规定范围内。2020/4/30chapter8柴油机的调速装置22020/4/30chapter8柴油机的调速装置32020/4/30chapter8柴油机的调速装置4★NO.74调速器的作用和特点主机→极限调速器→防止大风浪天飞车发电机→定速调速器→负载变化时自动调节供油量特点：负荷增大→供油量增加→转速稍有下降负荷减小→供油量减小→转速稍有增加2020/4/30chapter8柴油机的调速装置5柴油机的调速二、调速器的类型★NO.75调速器的类型（1.按调速范围分类）（1）极限调速器（限速器）：→只限高速→仅用于船舶主机（2）定速（单制）调速器→定速→发电柴油机（3）双制式调速器：→限飞车和停车→带有离合器的中小型船用主机。（4）全制式调速器：→所有转速范围→船舶主机及柴油机发电机组2020/4/30chapter8柴油机的调速装置6柴油机的调速2．按执行机构分类（1）机械式调速器（直接作用式）飞重离心力→拉动喷油泵齿条（2）液压调速器（间接作用式）飞重离心力→功率放大元件→喷油泵齿条（3）电子调速器2020/4/30chapter8柴油机的调速装置7※第二节超速保护装置按我国有关规定，凡标定功率大于220kW的船用主机和船用柴油发电机还应分别装设超速保护装置，以防主机转速超过120%标定转速和柴油发电机转速超过115%标定转速。是一种运转安全装置，它与调速器不同，它只能限制柴油机转速，本身无调速特性，在柴油机正常运转范围内不起作用，只在柴油机转速达到规定限值时才发生动作使柴油机立即停车或降速。超速保护装置必须与调速器分开设立而独立工作，无论柴油机操纵机构处于什么状态，该装置的保护性动作必须迅速而准确。2020/4/30chapter8柴油机的调速装置8柴油机的调速由转速监测器、伺服机构和停车机构等组成转速监测器对曲轴转速随时进行测定与鉴别。当转速达到规定限值时，发出准确而稳定的信号，触发伺服机构动作。伺服机构的动作具有足够的强度与幅度，保证在任何情况下均能带动停车机构立即切断燃油供应或停止其刚进气，使柴油机停车。2020/4/30chapter8柴油机的调速装置9第三节调速器的性能指标动态指标静态指标稳定调速率δ2(≯10%,≯5%)转速波动率Φ或转速变化率φ不灵敏度ε瞬时调速率δ1稳定时间ts%100max2bbonnn%100)(minmaxmmccnnnn%100minmaxmccnnn%10012mnnn%100max1bbnnn%100maxmin1bonnn评定调速系统过渡过程的性能指标2020/4/30chapter8柴油机的调速装置10★NO.76性能指标瞬时调速率1.动态指标稳定时间：发电机ts≯5s主机ts≯10s稳定调速率δ2：发电机δ2≯5%主机δ2≯10%2.静态指标转速波动率∕变化率不灵敏度——转速变化量足够大时调速器才起作用112020/4/30chapter8柴油机的调速装置11第四节机械式调速器工作原理与特点★NO.77机械式调速器1.原理：力平衡原理:弹簧预紧力=飞重离心力2.特点：外负荷减少时，调节后转速比原来稍高;外负荷增加时，调节后转速比原来稍低。不能恒速调节。若要降低柴油机转速：调节螺钉逆时针方向旋出若要增加柴油机转速：增大调速弹簧的预紧力刚性连接，δ2大于零调速弹簧的刚度主要影响稳定调速率n外界负荷发出功率外界负荷减油上移飞重离心力4n2020/4/30chapter8柴油机的调速装置12第五节液压调速器一、液压调速器的工作原理1．无反馈液压调速器2．刚性反馈液压调速器3．弹性反馈液压调速器4．双反馈液压调速器2020/4/30chapter8柴油机的调速装置131、无反馈液压调速器特点：飞重离心力用来推动滑阀7，从而控制伺服油缸6不能准确而又“适可而止”地改变供油量→调节过程不稳定，实际中无法使用-[phone]ABC2020/4/30chapter8柴油机的调速装置142、刚性反馈液压调速器特点：A点位置随负荷而变B点不变(稳定后)因此C点位置会变，故柴油机不能回到原来转速，稳定调速率不为零，不能实现恒速调节。-[phone]ABC2020/4/30chapter8柴油机的调速装置153、弹性反馈液压调速器特点：A、B、C都恢复到原来位置，调节过程结束后，柴油机的转速保持不变，δ2=0，实现恒速调节。-[phone]ABC101112132020/4/30chapter8柴油机的调速装置164．双反馈液压调速器刚性反馈：杠杆EGF弹性反馈：(K、S、C)特点1.通过弹性反馈中的节流阀开度调节稳定性；2.通过刚性反馈EGF两臂比例调节稳定调速率δ2的大小。3.当G点与F点重合，δ2=0注：本图有误EGFSAKCBD2020/4/30chapter8柴油机的调速装置17★NO.78液压调速器（课本P220图8-7）EGFSAKCBD2020/4/30chapter8柴油机的调速装置18二、液压调速器的典型结构UG8表盘式液压调速器(NO.79—NO.80)该表盘上有四个旋钮：转速指示器—1调速旋钮—3静速差旋钮—8负荷限制旋钮—92020/4/30chapter8柴油机的调速装置191．WoodwardUG8表盘式液压调速器结构：（1）驱动机构（2）转速感应机构（3）伺服放大机构（4）调节机构（5）恒速（弹性）反馈机构（6）速度降（静速差）机构（7）速度设定机构（8）负荷限制机构（9）液压系统2020/4/30chapter8柴油机的调速装置202020/4/30chapter8柴油机的调速装置212020/4/30chapter8柴油机的调速装置22工作原理：稳定工作：39与8平衡，38封闭27，23不动，12，13固定，在8的设定转速下工作负荷增大：n下降，398，38下移，35与C为支点下摆，使36下移，27打开，高压油进23下。23下部面积大而上移，12逆转加油，n上升。12逆转，45左端上移右端以47为中心下移，30下移压缩32滑油31节流，30上移，29被压，35以A为支点转2020/4/30chapter8柴油机的调速装置232．WoodwardPGA调速器(NO.81—NO.82)见PGA调速器动画2020/4/30chapter8柴油机的调速装置241、气动式转速设定机械:39+35+28+25+45+41+442020/4/30chapter8柴油机的调速装置25三、液压调速器的辅助装置扫气压力燃油限制器：在调速器上装有扫气压力燃油限制器，根据空气压力的改变而限制柴油机的供油，以保证负荷变化时，燃油有足够的空气完全燃烧。负荷（螺距）控制系统电磁阀切断装置2020/4/30chapter8柴油机的调速装置26第七节调速器的调整与管理一、液压调速器的调整1.稳定调速率δ2的调节（1）δ2的作用与要求（2）δ2的调节2.稳定性调节3.PGA调速器速度设定的调节2020/4/30chapter8柴油机的调速装置27调速器1.稳定调速率δ2的调节（1）δ2的作用与要求柴油机的调速特性影响调速准确性；影响稳定性；决定并联运行机的负荷分配合理的分配是与标定功率成比例分配2020/4/30chapter8柴油机的调速装置28δ2的作用与要求两机δ2=0两机间功率的分配可任意随时间而变动，工况是不稳定2020/4/30chapter8柴油机的调速装置29δ2的作用与要求(δ２)1=(δ２)20两机的负荷分配与其标定功率成正比，当外负荷变化时，两机负荷同步增减功率相等负荷平均分配。功率不等负荷与标定功率成比例M/Mb(%)nnb100200M1=M2n0maxn1n21'2'122020/4/30chapter8柴油机的调速装置30δ2的作用与要求(δ２)1(δ２)20负荷不能按要求分配2020/4/30chapter8柴油机的调速装置31调速器3．液压调速器的调节1）稳定调速率δ2的调节（1）δ2的作用与要求（2）δ2的调节2）稳定性调节3）速度设定的调节2020/4/30chapter8柴油机的调速装置32稳定调速率δ2的调节液压调速器的δ2可通过速度降机构（刚性反馈机构）进行调节；表盘式调速器可通过其正面表盘上的速度降旋钮进行调节“30”~“50”表示δ２3%~5%杠杆式、PGA型调速器应打开调速器顶盖，旋松速度降凸轮上的锁紧螺钉机械式由本身的特性决定，不能调节δ２。若调速弹簧换为刚度小者，则δ２变小，准确性提高，但稳定性变差。2020/4/30chapter8柴油机的调速装置33调速器3．液压调速器的调节1）稳定调速率δ2的调节（1）δ2的作用与要求（2）δ2的调节2）稳定性调节3）速度设定的调节2020/4/30chapter8柴油机的调速装置34调速器2）稳定性调节反馈指针的位置补偿针阀的开度原则：在尽可能小的反馈指针刻度下，保证针阀开度符合相应说明书要求。如UG-8调速器要求1/2～3/4转；PGA调速器要求1/16转～2转。在任何情况下均不得把补偿针阀全部关死。2020/4/30chapter8柴油机的调速装置35调速器稳定性调节步骤（以UG型为例）（1）调速前的准备（2）调速器滑油驱气（3）无负荷调整（4）有负荷调整2020/4/30chapter8柴油机的调速装置36调速器3．液压调速器的调节1）稳定调速率δ2的调节（1）δ2的作用与要求（2）δ2的调节2）稳定性调节3）速度设定的调节柴油机的调速特性2020/4/30chapter8柴油机的调速装置37调速器※3）速度设定的调节（以PGA为例）2020/4/30chapter8柴油机的调速装置38★NO.83并车1.并车要求:(δ２)1=(δ２)202.即速度降旋钮都旋至30-50刻度，δ2=3%~5%3.并车运行：负荷增加，转速略有下降；负荷减小，转速略有上升。原因δ204.负荷分配不均应调δ2（速度降旋钮）5.例如A组发电机承担负荷多，则增大A组δ22020/4/30chapter8柴油机的调速装置39★NO.84δ2本题主要考查发电机并车时，两机速度降旋钮的调整，以及当负载不能按比例分配时的调整方法。2020/4/30chapter8柴油机的调速装置40★NO.85杠杆式调速器稳定调速率δ2的调整方法外部无δ2调节机构，如需调节δ2值，应打开调速器顶盖，旋出速度降凸轮上的锁紧螺钉，改变其位置进行调节。2020/4/30chapter8柴油机的调速装置41二、调速器的故障与管理※一、调速器的常见故障1．柴油机游车或转速振荡（1）调速器反馈系统调速不当。应重新进行稳定性调节；（2）调油杆、高压油泵空动或卡死；（3）调速器滑油太脏、起泡或油位过低（油位表不见油位）；（4）调速器内部故障，如飞重和轴承磨损，滑阀卡死，补偿（阻尼）弱簧弹性失效等；（5）调速器与柴油机不匹配。2020/4/30chapter8柴油机的调速装置42调速器的故障与管理2．调速器输出轴颤动（高频振动）可能的原因有：（1）调速器驱动不稳。如传动齿轮磨损，啮合不良，凸轮轴传动机构松动，柴油机减振器故障（2）飞重的弹性驱动机构故障；（3）调速器在安装支座上没有均匀固紧。2020/4/30chapter8柴油机的调速装置43调速器的故障与管理3．柴油机达不到全速全负荷可能的原因有：（1）喷油泵齿条拉出长度不够或喷油泵齿条拉出长度不够而调速器输出轴已达到最大输出行程（刻度10）。这可能是由于调油杆系卡滞、空动，调速器输出轴与喷油泵供油刻度匹配不当等因素引起；（2）控制空气或扫气空气压力太低或设定转速太低；（3）动力活塞运动受阻；（4）液压系统油压过低或油路阻塞