调速装置

§2.5.2 柴油机的调速装置§2.5.2 柴油机的调速装置柴油机的调速装置 SPEED REGULATING UNITSPEED REGULATING UNITSPEED REGULATING UNIT PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 一 调速器的作用一一 调速器的作用 二 调速器的类型二二 调速器的类型 三 调速器的结构和工作原理三三 调速器的结构和工作原理 五 调速器的性能指标五五 调速器的性能指标 主要内容主要内容主要内容 四 超速保护装置四四 超速保护装置 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com F(1)防止超速(飞车)运转-控制最高转速F(1)防止超速(飞车)运转-控制最高转速 F(2)保证在最低稳定转速以上运转-控制最低稳定转速F(2)保证在最低稳定转速以上运转-控制最低稳定转速 F(3)根据负荷变化，自动调节供油量，使柴油机在规定的转速下 稳定地运转。 F(3)根据负荷变化，自动调节供油量，使柴油机在规定的转速下 稳定地运转。 一 调速器的作用一一 调速器的作用 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 1 按调速范围分类1 按调速范围分类 二 调速器的类型二二 调速器的类型 F(1)极限调速器F(1)极限调速器 F(2)单制式调速器F(2)单制式调速器 F(3)双制式调速器F(3)双制式调速器 F(4)全制式调速器F(4)全制式调速器 只限制最高转速,仅用于船舶主机,目前很少单独使用。 亦称定速调速器,保持在预定转速下稳定运转,用于发电柴油机。 能维持最低运转转速并可限制最高转速,中间转速人工手动调节。 从最低稳定转速到最高转速范围,均能自动调节油量,以保持任一 设定转速不变。 广泛应用于船舶主机和柴油发电机组。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 2 按执行机构分类2 按执行机构分类 F(1)机械式调速器F(1)机械式调速器 F(2)液压调速器F(2)液压调速器 F(3)电子调速器F(3)电子调速器 直接利用飞重产生离心力去拉动油量调节机构。 利用飞重产生的离心力控制一功率放大元件(伺服器),再利用液 压作用产生的更大拉力去拉动油量调节机构来调节转速。 信号监测及控制采用电气方式的调速器。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 机械式调速器不能保持柴油机调速前后 的转速不变(产生转速差的根本原因是感应元件和 油量调节机构之间是刚性连接,油量调节杆移动改变 了调速弹簧压缩量),灵敏度和精度较差; 但结构简单,维修方便。 1 、机械式调速器1 、机械式调速器 三 调速器的结构和工作原理三三 调速器的结构和工作原理 组成: 飞重、滑动套筒、调速弹簧 工作原理 特点: 中小功率的柴油机。 适用: PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 2、液压调速器的工作原理2、液压调速器的工作原理 对大功率机,拉动油量调节机构需较大的力,为使调速器有一定的 灵敏度和足够工作能力,需在感应机构和油量调节机构之间插入一 个液压放大机构; 为提高调节过程的稳定性,改善动态特性,还须有反馈(补偿)机构。 具有广阔的转速调节范围,调节精度 和灵敏度高,稳定性好,广泛用于大中 型机; 但结构复杂,管理要求高 特点: PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 1）无反馈液压调速器1）无反馈液压调速器 由于惯性,滑阀和动力活塞的运动滞后于柴油机转速的变化,造成 转速波动,调节过程不稳定,在实际中无法使用。 工作原理 为使能够稳定调节,需加入一个反馈机构,在动力活塞移动的同时 反作用于滑阀,使其向平衡位置移动,滑阀提前恢复至平衡位置。 刚性反馈、弹性反馈机构. 采用: 反馈机构类型: 缺点: 滑阀 动力活塞 液压 伺服器 — + PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 2）刚性反馈液压调速器2）刚性反馈液压调速器 调节终了时,滑阀回到原位, B点处于原位;喷油泵调节杆移动到 新的平衡位置,A点随负荷而变,滑套位置相应的也稳定在新位置, 发动机不能恢复到原有的转速。 工作原理 特点: 负荷减小,动力活塞上移带动油泵调节杆减油 同时,杠杆AB顺时针转动并带动滑阀向下移动; 结构： A点铰接,AC刚性反馈杆,动力活塞的位移通 过一组杠杆反馈至滑阀,反馈是用机械连接, 称为刚性反馈。 同时发动机减油而转速下降,又使滑阀向下移动; 两者共同作用滑阀迅速回到原位. — + 稳定调速率δ2 不能为零。 负荷减小时,新的稳定转速较原来稍高； 负荷增加时,转速稍有降低。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 3）弹性反馈液压调速器3）弹性反馈液压调速器 工作原理： 特点: 结构： 弹性反馈机构(缓冲器K,补偿弹簧S,节流针阀C)。 刚性反馈杆AC改为缓冲器，并增加补偿弹簧。 (负荷减小)调节接近终了时,滑阀已回到原位, 被压缩的弹簧S有弹性回复作用, 使A点带动 活塞相对于缓冲器移向下方,回到原位。调速 弹簧及杠杆AB回到原位。 能恒速调速,稳定调速率δ2 可为零。 — + PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 四 超速保护装置四四 超速保护装置 F标定功率大于220kW的船用主机和船用柴油 发电机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。 F标定功率大于220kW的船用主机和船用柴油 发电机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。 1 规范规定1 规范规定 2 装置组成2 装置组成 F转速鉴测器：测定转速和鉴别F转速鉴测器：测定转速和鉴别 F伺服机构：驱动停车机构F伺服机构：驱动停车机构 F停车机构：停止燃油喷射（高压油泵上）F停车机构：停止燃油喷射（高压油泵上） F该保护装置必须与调速器无关,并可独立工作.F该保护装置必须与调速器无关,并可独立工作. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 1 调速器的静态指标1 调速器的静态指标 2 调速器的动态指标2 调速器的动态指标 五 调速器的性能指标五五 调速器的性能指标 1)稳定调速率δ21)稳定调速率δ2 2)转速波动率或转速变化率2)转速波动率或转速变化率 3)不灵敏度ε3)不灵敏度ε 1)瞬时调速率δ１1)瞬时调速率δ１ 2)稳定时间ts2)稳定时间ts PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 1 调速器的静态指标1 调速器的静态指标 1)稳定调速率δ21)稳定调速率δ2 0max 2 100%b b n n n d - = ´ F标定供油位置时，最高空载转速n0max与标定转 速nb之差同标定转速nb比值的百分数. F标定供油位置时，最高空载转速n0max与标定转 速nb之差同标定转速nb比值的百分数. F衡量调速器准确性的重要指标F衡量调速器准确性的重要指标 概念概念 注意:注意: F主柴油机机不超过10%F主柴油机机不超过10% F发电柴油机机不超过5%F发电柴油机机不超过5% 转速变化曲线转速变化曲线 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 2)转速波动率或转速变化率2)转速波动率或转速变化率 转速波动率 %100 )( minmax ´ - = m mcc n nnn f 转速变化率 %100minmax ´ - = m cc n nn j 在标定工况φ≤(0.25-0.5)％，j≤(0.5-1.0)％。在标定工况φ≤(0.25-0.5)％，j≤(0.5-1.0)％。 柴油机在稳定运转时转速变化的程度称转速波动率柴油机在稳定运转时转速变化的程度称转速波动率 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 3)不灵敏度ε3)不灵敏度ε %10012 ´-= mn nn e 柴油机稳定运转时,引起调速器作用的最大和最小转速之 差与柴油机平均转速nm之比值称为不灵敏度ε. 柴油机稳定运转时,引起调速器作用的最大和最小转速之 差与柴油机平均转速nm之比值称为不灵敏度ε. n2 nm n1 一般规定: 在标定转速时ε≤（１．５～２）％， 在最低稳定转速时ε≤（１０～１３）％。 一般规定: 在标定转速时ε≤（１．５～２）％， 在最低稳定转速时ε≤（１０～１３）％。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 1)瞬时调速率δ１1)瞬时调速率δ１ 突减负荷瞬时调速率： %100max1 ´ - =+ b b n nn d 突加负荷瞬时调速率： %100max0min1 ´ - =- bn nn d 我国有关规范要求发电柴油机的δ１ ＋≯１０％；δ1 －(突 加50%后再加50%全负荷)≯10%。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com 2 调速器的动态指标2 调速器的动态指标 2)稳定时间ts2)稳定时间ts ts一般限制在5s～10s 交流发电机组柴油机要求ts≯5s。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com