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调速器解析

日期:2016年11月24日 20:24

调速器简介

调速器是柴油机的一个转速控制机构。柴油机在一定的转速下稳定运行的条件是输出的功率必须与外界负荷相平衡,而外界负荷的变化必将引起柴油机转速的相应变化。柴油机的输出功率直接与喷油泵送入气缸的燃油量有关;如果喷油泵供油量保持不变,那么外界负荷减小时转速就会升高;外界负荷增加时,转速就会降低。调速器的作用是当柴油机转速降低时自动增加喷油泵的供油量;转速升高时自动减少喷油泵的供油量,使喷油泵的供油量始终与外界负荷相适应,从而来保证柴油机的稳定运行。

常见的机械调速器直接利用飞块产生的离心力去驱动喷油泵齿条,所以由于尺寸的限制,机械调速器一般只适用于中小型高速柴油机。液压调速器得飞块所产生的离心力只用来带动一个质量很小的滑阀,由滑阀来控制液压放大机构——动力活塞,然后由动力活塞去驱动喷油泵齿条,即飞块所产生的离心力是间接作用于喷油泵齿条的,故液压调速器亦称间接作用式调速器。

液压调速器具有调速精度高、作用力大、使用寿命长、便于自动控制和遥控等优点,在柴油机发电机组和低速大功率柴油机上被广泛运用。

液压调速器有YT111型(简称111型)、YT111G型(简称111G型)、YT555G型(简称555G型)等。上述三种调速器都是全制式调速器,可以恒速运行,即在柴油机额定功率范围内,对于各种不同的负荷情况,柴油机均可以稳定在恒定的转速下运行,调速器上还具有稳定调速率可调机构。

111型调速器为表式液压调速器,一般用于柴油发电机组。表盖上装有伺服电机,可以遥控柴油机转速,在前盖上可调整稳定调速率和柴油机的最大限制负荷。

111G型调速器的工作能力、内部结构和安装尺寸均与111型调速器相同,是不同用途的变形产品。555G型调速器是适用于低速大功率柴油机的大型液压调速器。二者都是杠杆是调速器,适用于船用主机。

以上三种调速器的输出轴、传动轴和调速轴的端部均为三角齿花键结构。

调速器型号说明

必须指出,柴油机除安装液压调速器外,还应另装其他超速保护装置,以预防调速器失灵时发生飞车事故。

调速器主要技术指标

111型和111G型调速器技术指标

(1)工作转速                                          500~1500r/min、500~1200r/min

(2)输出轴转角                                      42°

(3)工作能力                                          11~16N·m

(4)稳定调速率可调范围                      111型0~10% 111G型0~6%

(5)工作油压                                          0.8~1.2MPa

(6)调速轴转角(111G型调速器)           48°

(7)伺服电机参数

 

参数 型号
CZ11-2 CJYD-2401 S221(4芯)/S223(5芯)DTC
电压U 24V直流 24V 24V直流
电流I ≤1.4A ≤1A ≤1.5A
功率N或扭矩M N=12W N=10W N=13W

 

(8)调速器消耗功率                               220.5w

(9)调速器质量                                       22kg

(10)动力活塞行程                                 38.8mm

555G型调速器技术指标

(1)工作转速                                          400~1200r/min

(2)输出轴转角                                      38°

(3)工作压力                                          55.5N·m

(4)稳定调速率可调范围                      0~12%

(5)工作油压                                          1.7~1.9MPa

(6)调速轴转角                                      23°

(7)调速器消耗功率                              367.5w

(8)调速器质量                                      55kg

(9)动力活塞行程                                  55mm

工作原理

三种调速器的工作原理基本相同,这里以111型表式调速器为例加以介绍。图一为111型调速器的工作原理图,传动轴带动一对齿轮泵供油,蓄压缸维持一定的工作油压。动力活塞的上部、滑阀的上部始终与蓄压缸中的压力油相通。动力活塞的下部与控制油相通。如果滑阀下移,控制口上侧被打开,压力油与动力活塞的下部相通。由于动力活塞下部的承压面积较上部大,并且又作用着同样的压力油,使动力活塞向上移动。反之,滑阀上移,动力活塞下部与油池相通,动力活塞下移。

当柴油机负荷不变并处于某一转速下稳定运行时,飞块、导杆、滑阀和小反馈活塞(反馈接受活塞)在平衡位置、控制口被遮蔽,动力活塞和输出轴处于稳定状态。

当负荷减少时,转速增加,飞块向外张开,提起导杆和杠杆内端,滑阀响应被提起。动力活塞下部油腔与油池相通,上部的压力油推动活塞向下移动,带动输出轴朝减油方向旋转。随着动力活塞向下移动,同时带动大反馈活塞向上移动,使小反馈活塞向下移动,上面一根小反馈弹簧受压,杠杆外端和滑阀下移,阀套上的控制口被滑阀盖住。动力活塞停止运动,但是此时发动机转速仍在下降,小反馈活塞在反馈弹簧的作用下逐渐上移复位,此上移速度与导杆的下移速度相匹配,使滑阀处于遮蔽控制口的位置,动力活塞和输出轴稳定在负荷减小后柴油机所需要的油量位置上,发动机恒速运转。

当负荷增大时,调节过程与上述过程相反。

故障排除

柴油机油车

调速器发生故障通常有柴油机游车反映出来,在对调速器进行全面检查之前,可先做以下检查:

1).检查节流针阀的开启大小和反馈指针的位置,必要时可进行补偿调整。

2).检查喷油器和喷油泵齿条之间的联结机构是否阻卡或松动。

3).检查负荷是否超载。

4).检查柴油机各缸工作是否正常,喷油器雾化是否良好。

5).适当增加反馈机构的补偿量,观察游车能否终止。

一般地说,转速变化反常但幅度不大,可能是调速器的驱动机构配合不好,即驱动调速器的齿轮啮合间隙过大或者过小,如果确实是这个原因的话,那么对调速器进行任何调整都将不见效果。

快速油车

(1)检查调速器油面高度是否确当。

(2)将针阀关小一些。

(3)注入粘度较大的调速器油,调速器工作油粘度大,稳定性好。

(4)用改变调速器与喷油泵齿条之间传动比的方法,扩大调速器工作行程。这样调整后,通过专用手柄全程转动输出轴,必须检查调速器在整个工作行程内,喷油泵能否断油和提供足够油量。倘若不能满足这一要求,则不能采用。

慢速游车

(1)检查油面高度。

(2)调节针阀开度。

(3)采用粘度较小的油。

负荷变化时,转速回复时间长

可增大针阀开度。

柴油机启动时飞车

(1)检查针阀开度,不能小于1/8圈。

(2)供油联结机构是否有阻卡。

(3)调速器驱动轴是否扭断。

(4)喷油泵齿条的零油量位置、全油量位置与调速器内动力活塞的行程是否相对应。调速器加减油方向与喷油泵是否一致。

(5)调速器灵敏度差,即动态调速率大,需重新拆装调整。

柴油机不能停车

可检查调速器动力活塞最低位置与喷油泵齿条零油量位置是否相符。

111型表式调速器转速操纵失效

可作如下检查:

(1)伺服电机的电源电压是否太低,是否短路。

(2)摩擦离合器是否打滑。

(3)名牌与指示牌是否卡住。

(4)飞块座架里的导杆如果有阻卡现象,可采用反复互研消除。

调速器油压低

可检查油泵齿轮的端面间隙,以不大于0.03毫米为合适。

考核柴油机故障是否由调速器引起最可靠的一个检查方法是:装上一台完好的调速器做试验比较。

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