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1、第八章柴油机的调速装置本讲稿第一页，共六十三页主要内容第一节第一节 柴油机的调速柴油机的调速第二节第二节 机械调速器机械调速器第三节第三节 液压调速器液压调速器第四节第四节 电子调速器电子调速器第五节第五节 调速器的故障与管理调速器的故障与管理本讲稿第二页，共六十三页第一节第一节 柴油机的调速柴油机的调速柴油机的不同转速是通过改变循环喷油量来获得的。改变柴油机的油量调节机构，使其转速调节到规定的转速范围内称柴油机调速。为此必须装设专门的调速装置，以便根据柴油机负载的变化自动调节供油量，维持其规定的转速范围。这种装置称调速器。本讲稿第三页，共六十三页一、调速的必要性1船舶主机 船舶主机其工作特性
2、为推进特性，当外界负荷（如装载、海面状态等）变小而喷油量不变，柴油机就会增速，增速后使螺旋桨耗功增加从而可在一较高转速下达到功率平衡，柴油机稳定运转；反之，若外界负荷增加而喷油量不变，则柴油机就会在一个较低转速下稳定运转。由此可见，推进主机具有自动调节转速以适应外界负荷变动的能力。所以，如不要求柴油主机恒速运转，则无需装设调速器。但为保证推进主机在特殊航行条件下（如螺旋桨出水、断轴、掉桨等）的安全，根据我国有关规定，必须装设可靠的调速器（限速器），使主机转速不超过115%标定转速。但是现代船舶主柴油机为避免外界负荷变化所引起的转速变化，以及由此对柴油机工作的不良影响（如可靠性、经济性等），通常
3、多装设全制式调速器。本讲稿第四页，共六十三页本讲稿第五页，共六十三页2船舶发电柴油机船舶发电用柴油机要求在外界负荷（用电量）变化时能保持恒定的转速，以保证发电机的电压和频率恒定。若外界负荷减少而喷油量不变，则柴油机的功率就会大于外负荷而使转速升高，转速升高后又进一步扩大了功率的不平衡，使转速继续升高以致发生飞车，反之，若外界负荷增加而喷油量不变，柴油机转速就会降低并最终导致停车。所以，发电柴油机自身没有自动调速性能，为保证在外负荷变化时仍能保持恒速稳定运转，必须装设定速调速器。本讲稿第六页，共六十三页二、调速器的类型 1按调速范围分类 （1）极限调速器（限速器）只用于限制柴油机的最高转速不超过
4、某规定值，在转速低于此规定值时不起调节作用。此种调速器仅用于船舶主机，目前已很少单独使用。（2）定速（单制）调速器 在负荷变化时能使柴油机转速保持在规定范围内。此种调速器应用于发电柴油机。（3）双制式调速器 能维持柴油机的最低运转转速并可限制其最高转速。其中间转速由人工手动调节。此种调速器用于对低速性能要求较高或带有离合器的中小型船用主机。（4）全制式调速器 在从最低稳定转速到最高转速的全部运转范围内，均能自动调节喷油量以保持任一设定转速。此种调速器广泛用于船舶主机及柴油机发电机组。本讲稿第七页，共六十三页2按执行机构分类 （1）机械式（直接作用式）调速器 利用飞重产生的离心力直接去移动油量调
5、节机构以调节柴油机的转速。（2）液压（间接作用式）调速器 它是通过液压伺服器将飞重产生的离心力加以放大，使用放大后的动力去移动油量调节机构。（3）电子调速器 转速信号监测或/和执行机构采用电气方式的调速器。本讲稿第八页，共六十三页三、超速保护装置1作用：防止在调速器损坏时造成柴油机超速而损坏。超速保护装置是一种运转安全装置，与调速器不一样，它只限制柴油机转速，本身无调速特性。在柴油机正常运转范围内不起作用，只在转速达到规定值时才发生动作使柴油机立即停车或降速。我国有关规定：Nb220KW的主机和柴油发电机应装超速保护装置，以防主机n120%nb，柴油发电机n115%nb。本讲稿第九页，共六十三
6、页2组成：离心式中型机 转速监测器：电磁式中、低速机 气压式小型机 弹簧需人工复位 超速保护 伺服机构：气压 液压 结构复杂，不需人工复位 停车机构：受伺服机构控制，切断燃油供给或停止气缸供气本讲稿第十页，共六十三页第二节第二节 机械调速器机械调速器一、结构和工作原理1结构：飞重 滑动套筒 调速弹簧 调速螺钉 油量调节杆本讲稿第十一页，共六十三页2工作原理：按力平衡原理工作当柴油机功率与外界负荷平衡时，柴油机在某一转速下稳定工作，飞重产生的离心力与弹簧的预紧力平衡，油量调节杆不动。F=P当外界负荷减小时，柴油机发出的功率大于外界负荷，转速升高，飞重产生的离心力大于弹簧的预紧力，滑动套筒上移，调
7、速弹簧被压缩，油量调节杆向减油方向移动，转速降低。但调节后的转速比原转速要稍高。F+F=P+P当外界负荷增大时，柴油机发出的功率小于外界负荷，转速降低，飞重产生的离心力小于弹簧的预紧力，滑动套筒下移，调速弹簧被放松，油量调节杆向加油方向移动，转速升高。但调节后的转速比原转速要稍低。F-F=P-P本讲稿第十二页，共六十三页机械调速器的设定转速取决于调速弹簧的预紧力，预紧力越大，设定转速越高，而弹簧的预紧力是通过调节螺钉加以调节。逆时针旋出螺钉，弹簧的预紧力降低，设定转速下降；反之，顺时针旋进螺钉，弹簧的预紧力增加，设定转速升高。优缺点：机械调速器的工作能力较小，其灵敏度和精度均较差，但其结构简单
8、，维护方便。多用于中、小型柴油机。本讲稿第十三页，共六十三页二、调速器的性能指标本讲稿第十四页，共六十三页1静态指标l）稳定调速率2 指当操纵手柄在标定供油位置时，最高空载转速nomax与标定转速nb之差同标定转速nb比值的百分数，即：稳定调速率2用来衡量调速器的准确性，其值愈小，表示调速器的准确性愈好。2在国外称速度降（Speed droop）。对单台柴油机运转允许2=0，表示该柴油机将不随外界负荷变化而保持恒速运转。但在几台柴油机并联工作时，为使各机负荷分配合理，各机的2必须相等且不得为零。对2的要求应根据柴油机的用途而定。我国有关规范规定，船用主机的210%；交流发电机的25%。本讲稿第
9、十五页，共六十三页2）转速波动率或转速变化率 转速波动率 转速变化率 式中：ncmax测定期间的最高转速，r/min；ncmin测定期间的最低转速，r/min；nm测定期间的平均转速，r/min，nm=(ncmax+ncmin)/2。一般，在标定工况时(0.250.5)%；(0.51)%。本讲稿第十六页，共六十三页3）不灵敏度 令：式中：n1柴油机转速减少时，调速器开始起作用的转速，r/min；n2柴油机转速增加时，调速器开始起作用的转速，r/min；nm柴油机平均转速，r/min，nm=(n1+n2)/2。不灵敏度过大会引起柴油机转速不稳定，严重时会导致调速器失去作用发生飞车，一般规定在标定
10、转速时(1.52)%；而在最低稳定转速时(1013)%。本讲稿第十七页，共六十三页2动态指标 1）瞬时调速率1突卸全负荷瞬时调速率 式中：nmax突卸100负荷时的最高瞬时转速；nb突卸100负荷前的稳定转速（标定转速）。我国有关规范要求发电柴油机的10；（突加50后再加50全负荷）10。本讲稿第十八页，共六十三页2）稳定时间ts指从突加（或突减）全负荷后转速刚偏离最高空载转速的波动范围（或标定转速的波动范围）到转速恢复到标定转速的波动范围（或最高空载转速的波动范围）为止所需时间（s）。我国有关规范规定，交流发电机ts5s。本讲稿第十九页，共六十三页第三节第三节 液压调速器液压调速器一、液压调
11、速器工作原理 1无反馈液压调速器（1）结构：飞重3、速度杆2、弹簧4、驱动轴11、飞重支架1、液压伺服器6、滑阀7、齿轮油泵8以及连接速度杆2和滑阀7的联接摇杆5。溢流阀9。（2）工作原理：柴油机稳定运转时，飞重产生离心力与弹簧的预紧力平衡。当外负荷减少时，驱动轴转速升高，飞重离心力增加，速度杆右移。滑阀右移，动力活塞带动齿条左移，供油量减少。调节过程结束。动力活塞在新的平衡位置不动。当外负荷增加、转速降低时，调速过程按相反方向进行。本讲稿第二十页，共六十三页 缺点：调速系统的惯性，使滑阀动力活塞的运动总滞后于柴油机转速的变化，调节过程转速波动、不稳定，无法满足使用要求。为了使调速器能稳定调节
12、，应在调速器中加入一种装置，其作用是在伺服活塞移动的同时对滑阀产生一个反作用，使其向平衡位置的方向移动，减少柴油机转速波动的可能性。这种装置称为反馈机构。本讲稿第二十一页，共六十三页2刚性反馈液压调速器。构造与上述无反馈液压调速器基本相同，只是杠杆AC的上端A不安装在固定的铰链上，而是与伺服活塞3的活塞杆相连。具有刚性反馈的液压调速器，可以保证调速过程具有稳定的工作特性，但负荷改变后，柴油机转速发生变化，稳定速差率2不能为零。本讲稿第二十二页，共六十三页3弹性反馈液压调速器：在装置中加入一个弹性环节缓冲器和弹簧 本讲稿第二十三页，共六十三页具有弹性反馈机构的调速器，当负荷增加时,调速器没有静速
13、差，即2=0。目前船舶上广泛采用同时具有弹性反馈机构和刚性反馈机构的双反馈液压调速器。这种调速器稳定性高，2大小可调，转速调节精度和灵敏度高。】液压调速器的特点是：具有广阔的转速调节范围、调节精度和灵敏度高，稳定性好，广泛用于船舶大、中型柴油机。但其结构复杂，管理要求高。本讲稿第二十四页，共六十三页二、液压调速器的典型结构船用柴油机使用的液压调速器大多为双反馈全制式。杠杆式（UG40）用于主机类型 UG-表盘式（UG8）用于发电柴油机 PGA-气动遥控式，多用于遥控主机本讲稿第二十五页，共六十三页1Woodward UG8表盘式液压调速器本讲稿第二十六页，共六十三页（1）表盘上有四个旋钮：调速
14、旋钮：位于面板右上方，作用是调节设定转速。转速指示旋钮：位于面板右下方，作用是指示设定转速的高低，该旋钮不可调。速度降旋钮：位于面板左上方，作用是调节2。负荷限制旋钮：位于面板左下方，作用是限制喷油泵循环供油量的加油份额。本讲稿第二十七页，共六十三页（2）结构本讲稿第二十八页，共六十三页驱动机构驱动机构 驱动轴28由柴油机凸轮轴经伞齿轮传动，通过油泵齿轮22、弹性轴37、传动齿轮和飞重架等使飞重39等转动，从而将柴油机的转速信号传给感应机构。转速感应机构转速感应机构 由飞重39。锥形调速弹簧8及调速杆38组成，用以感受和反映转速的变化。伺服放大机构伺服放大机构 由控制滑阀36、控制滑阀套筒34
15、、动力活塞23以及有关油路组成。用来放大感应机构的输出能量。调节机构调节机构 由动力活塞23、输出轴12及油量调节杆13等组成。用来拉动调油杆调节供油量。本讲稿第二十九页，共六十三页恒速（弹性）反馈机构恒速（弹性）反馈机构 主要由大反馈活塞33、小反馈活塞30、上下反馈弹簧29、补偿针阀31、反馈杠杆45和40、可调支点47、反馈指针46以及反馈油路等组成。其作用是保证调速过程中转速稳定。速度降（静速差）机构速度降（静速差）机构 主要由速度降旋钮2、凸轮1、顶杆4、拉紧弹簧3、可调支持销6、速度降杆7和速度降指针5等组成。它是一种刚性反馈机构，不仅能使调节过程稳定，而且还能调节稳定调速率2以满
16、足调节稳定性及并联运行的工作需要。速度设定机构速度设定机构 由两部分组成：其一由调速旋钮42、传动齿轮41、43和调速齿轮44组成；其二由调速电机（图7-14中之6）及蜗轮减速机构等组成。前者用于调速器前手动调节，后者用于配电盘处遥控，均通过改变弹簧8的预紧力改变柴油机的稳定转速。本讲稿第三十页，共六十三页 负荷限制机构负荷限制机构 由负荷限制旋钮16、负荷限制指针14、负荷限制凸轮5、控制杆17、紧急停车杆24、限制杆25、限制销26、齿条11、齿轮10、负荷指针9等组成。用以限制动力活塞的加油行程。如图示限制指针14位于表盘刻度“10”（最大）处，而此时动力活塞的实际加油行程由指针9指示为
17、“5”处。此时在杆17与凸轮15之间具有间隙，滑阀36的下移不受限制，动力活塞继续上行加大供油量，当动力活塞上行至最大供油位置时，指针9指示“10”，杆17与凸轮15刚好接触，限制滑阀36继续下移，即动力活塞限制在供油“10”处。同理若指针14置于“8”、“6”、“4”刻度处，柴油机的供油量亦被限制在“8”、“6”、“4”处。若转动旋钮16至“0”刻度，则柴油机自行停车。柴油机起动时为防加速过快应将负荷限制旋钮置于“5”；待起动之后运转正常将负荷限制旋钮转至“10”或规定位置。按下停车杆24可使滑阀36抬起，动力活塞23下行减油停车。但此杆仅在调速器试验中使用，并非在柴油机运转中使用。但可在其
18、上方装设安全停车辅助装置以保护柴油机。液压系统液压系统 由低压油池、齿轮泵22、稳压油缸18及稳压活塞及有关油路组成。用于产生并维持规定的油压。本讲稿第三十一页，共六十三页（3）工作原理本讲稿第三十二页，共六十三页 2Woodward PGA调速器 PGA调速器由原PG型调速器与遥控气动速度设定机构组合而成的一种调速器。它是双反馈、气动速度设定、全制式液压调速器。这种调速器主要用于气动遥控系统的主柴油机。同时它具有某些辅助装置。PGA调速器的结构由主体部分、速度设定部分和速度降机构三部分组成。本讲稿第三十三页，共六十三页本讲稿第三十四页，共六十三页（1）调速器主体部分（2）速度设定部分 由气压
19、（控制空气压力：0.0490.50MPa）设定与手动设定机构两部分构成。气动式转速设定机构气动式转速设定机构：当作用在波纹管外侧的控制空气压力增高时，设定转速增高；反之当作用在波纹管外侧的控制空气压力降低时，设定转速降低。手动转速设定机构：手动转速设定机构：若顺时针方向转动旋钮54，则设定转速提高；反之若逆时针方向转动旋钮54，则设定转速降低。（3）速度降机构本讲稿第三十五页，共六十三页三、液压调速器的调节1稳定调速率 2的调节（1）2的作用提高调速过程的稳定性。2越大，稳定性越好。对并联运行柴油机间所承担的负荷进行自动调节。（2）并联运行柴油机对2的要求若两台功率相等并联运行的柴油机(2)A
20、=(2)B=0，则两机之间的负荷分配是任意的。不能使用。本讲稿第三十六页，共六十三页若两台功率相等并联运行的柴油机(2)A=(2)B0，则两机之间的负荷均匀分配。本讲稿第三十七页，共六十三页若两台功率相等并联运行的柴油机(2)A(2)B0，则两机之间的负荷分配不均匀，2大的承担负荷小，2小的承担负荷大。结论：对于多台并联运行的发电柴油机，要使各机所承担的负荷总能自动与其标定功率成正比，必须2相等且大于零，转速设定值一样。各机的2值还应满足有关规范的规定要求。本讲稿第三十八页，共六十三页（3）2的调节 液压调速器的2可通过速度降机构（刚性反馈机构）进行调节。前述的Woodward液压调速器调节方
21、法如下：（a）表盘式调速器可通过其正面表盘上的速度降旋钮8进行调节。顺时针方向转动此旋钮，可通过速度降机构增大可调支持销6（图7-15）相对调速弹簧8轴线的距离，从而可增大2，若使支持销6与弹簧8轴线重合，则其2=0。按使用要求应将此旋钮转至刻度为3050处，表示相应的2=（35）。本讲稿第三十九页，共六十三页本讲稿第四十页，共六十三页（b）杠杆式、PGA型调速器壳体外部无2调节机构。如需调节2值，应打开调速器顶盖，旋松速度降凸轮上的锁紧螺钉，则速度降凸轮可沿支点销上的槽道滑动。若将速度降凸轮沿槽道向右滑动，即朝向动力活塞尾杆18的方向移动凸轮，则2值增大；反向移动凸轮则2值减小。若使凸轮中心
22、线与支点销中心线重合，则2值为零。在这些调速器中2的调节范围约为012。机械调速器的2值与其结构参数有关，除非更换调速弹簧或飞重等零件,2一般是不可调整的。本讲稿第四十一页，共六十三页2稳定性调节 方法有二：一是扳动反馈指针，以改变可调支点的位置，从而调节反馈行程的大小；二是调节补偿针阀的开度，用以调节反馈速度的快慢。（1）反馈指针对稳定性的影响 若反馈指针指向“最大”位置，反馈行程过大，控制滑阀过早提前复位而产生供油量调节不足。反之，反馈指针指向“最小”位置，反馈行程过小，产生供油量调节过度现象。以上两种情况均会导致调速过程产生严重的速度波动，稳定性变差。（2）补偿针阀对稳定性的影响若补偿针
23、阀开度过小，节流作用增强，负反馈作用增强，滑阀复位提前，造成供油量调节不足，会使转速恢复时间过长；若补偿针阀开度过大，节流作用减弱，负反馈作用减弱，滑阀复位滞后，造成供油量调节过度。本讲稿第四十二页，共六十三页本讲稿第四十三页，共六十三页因此，反馈指针的位置和补偿针阀的开度应适当。其原则是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-40调速器要求针阀开度为1412转；UG-8调速器要求1814转（1955年前产品）、1/23/4转（1955年后产品）；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。本讲稿第四十四页，共六十三页（3）稳定性调节步骤如
24、下（以UG型为例）：原则：在尽可能小的反馈指针刻度下，保证补偿针阀开度符合说明书要求。调速前的准备调速前的准备 使柴油机在无负荷下空车运转，当柴油机转速和调速器的滑油温度上升到正常值时，方能进行调节。这时须有专人掌握燃油杆，以备人工切断供油。调速器滑油驱气调速器滑油驱气 把反馈指针放在最大位置，补偿针阀旋出几转，松开调速器上的透气塞，使柴油机处于游车状态，让柴油机转速波动11.5min。无负荷调整无负荷调整 反馈指针置于刻度“3”处；人为地使柴油机转速波动并逐渐关小补偿针阀，直至柴油机转速波动消失为止，检查此时针阀的开度（可将针阀慢慢关死并记住至全关死的圈数，然后返回原来位置）。如其开度符合说
25、明书规定，则调节完成；如调节中波动不停或针阀开度不符合要求，说明反馈作用不足，此时应将反馈指针向“最大”方向增加两格，重复以上调节；如果反馈指针达到“7”格时还不稳定，则应调节速度降机构，适当增大稳定调速率2，再重复以上调节，直至满意为止。本讲稿第四十五页，共六十三页有负荷调整有负荷调整 使柴油机承受负荷，在所需要的各种转速下，检查调速器的稳定性。调整步骤与无负荷时相同。一般只需稍许调整一下反馈指针或补偿针阀开度即可达到满意的调节。调节完毕后，应记录反馈指针位置、针阀开度和速度降数值。锁紧反馈指针位置后不要随便移动。PGA型调速器没有反馈指针，因而其稳定性调节比较简单，只需从全开针阀到逐步关小
26、针阀进行调节即可，最后仍需使针阀开度符合1/16转2转的要求。应尽量使针阀有较大的开度以保证调速器调节迅速。本讲稿第四十六页，共六十三页3速度设定的调节PGA调速器速度设定的调节主要包括气动低速设定值调节；控制空气压力与相应转速范围调节；手动设定旋钮的最高转速调节。通常，此种调节应按下列顺序进行。（1）调节前的准备工作调节前的准备工作 起动柴油机，使调速器滑油温度正常。（a）如调速器装置有停车电磁阀或压力停车装置，应使它们处于不致使柴油机停车的状态。（b）逆时针方向转动手动速度调节旋钮54，直至最低速度为止（出现滑动）。（c）使手动高速停车调节螺钉49的上端与T形速度设定螺丝47的顶部平齐。（
27、d）调节活塞止动调整螺钉26使其在速度设定油缸28顶部伸出长度约13mm。本讲稿第四十七页，共六十三页（2）气动低速设定值调节气动低速设定值调节 （a）接通控制空气，并调至与所要求低速（空车）相应的最低空气压力值。（b）逆时针转动速度设定螺帽48，直至在最低控制空气压力下达到所要求的低速为止。（3）控制空气压力与相应的调速范围的调节控制空气压力与相应的调速范围的调节 （a）缓慢增加控制空气压力至所需的最大压力值（注意防止超速飞车）。（b）如果在控制空气压力到达最大值前，柴油机已达最高要求转速，则应向速度设定油缸28方向移动可调支点架41；如相反，则向相反方向移动支点架41。在进行此项调节之后应
28、重新调整低速设定值。本讲稿第四十八页，共六十三页（c）控制空气压力达最大值，使柴油机稳定运转，顺时针方向转动限制阀调节螺钉37使柴油机转速刚刚开始下降，然后逆时针方向转动螺钉37约14转12转并锁紧。防止柴油机超速。（d）控制空气压力降至最低值，顺时针方向转动活塞止动调节螺钉26直至刚接触伺服活塞为止。然后逆时针方向返回3转并锁紧。这样，在柴油机起动时能迅速打开油门，减少起动时间。（4）手动速度设定的最大速度设定值调节手动速度设定的最大速度设定值调节 （a）关闭控制空气，顺时针方向转动手动设定旋钮54，使柴油机达到所要求的高速。（b）顺时针方向转动手动高速停车调速螺钉49，直至刚好与高速停车销
29、51接触为止。最后，把手动旋钮54逆时针方向转至最低速度位置处，以恢复气动速度设定控制。本讲稿第四十九页，共六十三页第四节第四节 电子调速器电子调速器 电子调速器是一种电子控制系统。凡转速感测元件或执行机构采用电气方式的调速器，称为电子调速器。通常有三种类型。（1）全电子调速器：信号感测与执行机构均采用电气方式者。如海因茨爱电子调速器、Woodward 8290电子调速器等。此种电子调速器工作能力较小，多用于小型柴油机。（2）电液或电气调速器：信号监测采用电子式，而执行机构采用液压或气力式：如Woodward 2301电子调速器其执行机构使用EG3P型液压伺服器，而DGS8800数字式调速器其
30、执行机构采用气压式。此类调速器的伺服执行器工作能力较大，可满足各种柴油机的使用要求。（3）液电双脉冲调速器；在普通液压调速器上加装电子式负载信号感测装置。此类调速器当电子部分发生故障时，可自动转为液压调速器工作。国产TYD40型器即为此类调速器。本讲稿第五十页，共六十三页电子调速器能够采用双脉冲调节，即将转速变化信号和负载变化信号这样两个单脉冲信号叠加起来调节燃油量。此种调速器亦称频载调速器。这种双脉冲调速器能在负载一有变动而转速尚未明显变化之前就开始调节燃油量，因而有很高的调节精度，适用于对供电要求特别高的柴油发电机组。电子调速器不使用机械机构，动作灵敏，响应速度快，响应时间只有液压调速器的
31、1101/2；动态与静态精度高；无调速器驱动机构，装置简单，安装方便，便于实现遥控与自动控制，是近代发展起来的精密调速器，已经被多数新型船用柴油机所采用。本讲稿第五十一页，共六十三页一、电子调速器的基本组成一、电子调速器的基本组成 双脉冲电子调速器的基本组成如图7-21所示。图中3为磁电式转速传感器，用于监测柴油机轴系转速的变化，并按比例产生交流电压输出；负荷传感器5监测柴油机负荷（如电压、电流、相位）的变化，并按比例转换成直流电压输出；速度控制单元正是电子调速器的核心，它接受来自转速传感器和负荷传感器的输出电压信号，并按比例转换成直流电压后与转速设定电位器7的设定转速（电压）进行比较，把比较
32、后的差值作为控制信号送往执行机构1。执行机构根据输入的控制信号以电子方式或液压方式拉动柴油机的油量调节机构进行调速。本讲稿第五十二页，共六十三页二、电子调速器的工作原理二、电子调速器的工作原理 当柴油机在某一负荷下稳定运转时，其工作转速等于转速设定电位器7的设定转速。转速传感器3的输出电压作为负值信号在速度控制单元6内与正值的设定转速电压信号相互抵消。速度控制单元6输往执行机构1的控制电压信号使执行机构的输出轴静止不动，柴油机供油量固定，转速稳定。若柴油机负荷突然增加，负荷传感器5的输出电压首先发生变化，此后转速传感器的输出电压也相应变化（数值降低）。此两种降低的脉冲信号在速度控制单元6内与设
33、定转速（电压）比较，输出正值电压信号，在执行机构中使其输出轴向加油方向转动，增加柴油机的循环供油量。反之，若柴油机负荷降低，转速升高，则传感器的负值信号数值大于转速设定电压的正值信号数值，控制单元输出负值信号，执行机构输出轴向减油方向转动，降低柴油机的循环供油量。本讲稿第五十三页，共六十三页三、典型电子调速器简介三、典型电子调速器简介 Woodwase1 2301型电子调速器是一种使用广泛的电子调速器，它属于电液调速器，其测速传感器采用磁电式，控制单元采用2301型电子控制器，执行机构采用EG3P液压执行器。它有单纯调频型（单脉冲）和调频调载型（双脉冲）两种。前者用于单机运行，其瞬时调速率 1
34、一般在57，稳定时间Ts在35s范围内；后者用于并联运行机组，其瞬时调速率 1一般不大于2，稳定时间Ts不大于1s。本讲稿第五十四页，共六十三页第五节第五节 调速器的故障与管理调速器的故障与管理 一、调速器的常见故障 当柴油机在工作中，转速变化出现异常时，通常应考虑以下三方面的因素：柴油机工作性能恶化；调速器某些辅助设备失常；调速器本身失常。因此，应首先进行以下检查：（1）柴油机的负荷是否超出了的标定负荷；（2）各缸负荷是否严重不均，是否正常发火，喷油器是否处于正常工作状态；（3）调速器与喷油泵之间的杠杆传动机构是否卡滞或间隙过大而松动；（4）调速器负荷指针的零位与喷油泵的零位是否一致；（5）
35、调速器的设定机构、控制空气压力等是否正常。当进行以上检查并排除之后，如调速器工作仍然不正常，则为调速器自身故障，这些故障通常有：本讲稿第五十五页，共六十三页 1柴油机游车或转速振荡柴油机游车或转速振荡 游车指转速有节奏地变化，以手动停住调速器的作用可以消除，但放手后仍会恢复有节奏的转速变化。转速振荡指转速有节奏变化且幅值较大，手动停住调速器作用可消除波动，放手后转速不会立即重新波动，但在调速或负荷变化后波动仍会发生。可能的原因有：（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
36、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。本讲稿第五十六页，共六十三页 2调速器输出轴颤动调速器输出轴颤动（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。本讲稿第五十七页，共六十三页 3柴油机达不到全速全负荷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；
37、（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。本讲稿第五十八页，共六十三页 4柴油机起动时高压油泵齿条不能及时拉开柴油机起动时高压油泵齿条不能及时拉开 可能的原因有：（1）调速器中油压低。如齿轮泵磨损，齿轮泵单向阀漏泄；（2）起动转速太低；（3）升压伺服器（在起动时刻使用起动空气迅速增加调速器内滑油压力的选用设备）动作不佳；（4）某种断油机构（如停车螺帽等）调整不当；（5）转速设定值或扫气压力燃油限制器（在起动时由扫气压力限定调速器输出轴转角的一种辅助装置）设定值太低。本讲稿第五十九页，共六十三页二、调速器的维护管理调速器的管理应遵
38、循说明书上的规定。下面介绍一般管理原则：1正确的选择调速器滑油 调速器滑油既是润滑油又作为液压油使用。（1）保证工作温度通常为6093，运转粘度为2065mm2/s；（2）对密封材料（如脂橡胶、聚丙烯等）不产生腐蚀和损坏作用。（3）不同的油品不得混用。2防止调速器滑油高温推荐的使用油温是6093（在调速器外壳下部外表面处测量）。油温过高，易导致滑油氧化变质或沉渣。本讲稿第六十页，共六十三页3防止滑油污染，保证滑油清洁 调速器滑油污染的途径主要有：油容器脏污；滑油反复加热与冷却，导致油中产生凝水；滑油氧化变质。滑油污染是调速器发生故障的主要原因。一般每半年应换油一次。正确的换油方法：（1）热态放
39、油，在柴油机刚停车时，趁热态放掉滑油。（2）充入清洁的轻柴油，补偿针阀开启2-3转，起动柴油机让调速器波动30s自行清洗内部油道。（3）停车把柴油放净。若放出的柴油较脏，可再次充入清洁的轻柴油，按上述方法再次清洗。（4）换上新滑油至规定油位。人为使转速波动进行驱气约2分钟，调整好补偿针阀。（5）短时间运转后，把新换的滑油再放掉，然后注入新滑油。本讲稿第六十一页，共六十三页4调速器内部油道驱气 调速器经装配或拆检后，油道内会掺混空气；运转中由于管理不当（如油面过高）油道内也会卷进空气。油道内有空气存在，会影响油流的连续性和补偿作用的敏感性。将引起柴油机转速不稳定。排除油道内空气的方法是：（1）起
40、动柴油机怠速运转。（2）补偿针阀旋出几圈，人为使柴油机产生大幅度的转速波动约2分钟，迫使油道内的空气从出气孔中挤出。（3）逐渐关小补偿针阀直至游车完全消除为止。5检查并保证调速器滑油液位的正常高度 工作时，油位必须保持在油位玻璃表的刻线之间，不可过高或过低。油位过低，会导致调速器咬死，柴油机“飞车”。本讲稿第六十二页，共六十三页思考题：1发电柴油机为什么要装定速调速器？2调速器有哪些性能指标？我国有关规定对它们有什么具体要求？3按调速范围可将调速器分成几种？简述其调速特点及应用场合？4什么叫调速器标定工况的稳定调速率？它的作用是什么？5试述Woodward UG8表盘式液压调速器面板上四个旋钮的名称及作用是什么？6某发电柴油机标定转速为600r/min，电网频率为50HZ。试车时全负荷频率调至50HZ，当卸去全负后频率升至52HZ稳定工作。试求该调速器稳定调速率是多少？该稳定调速率是否符合我国有关规定？7柴油机超速保护装置的作用及组成是什么？8简述调速器换油的正确方法是什么？本讲稿第六十三页，共六十三页