第8章柴油机的调速装置.ppt

第八章 柴油机的调速装置;一、 调速的必要性;一、 调速的必要性;发电柴油机必须装设定速调速器，保证负荷变化时柴油机的转速基本不变 。;;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。;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。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。;2、按执行机构分类 ①机械式调速器——直接利用飞重产生的离心力去移动油量调节机构，以调节柴油机的转速。 ②液压调速器——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——转速信号监测或执行机构采用电气方式的调速器。;四、调速器的性能指标;柴油机进行突变负荷试验时得到的调速过程变化曲线 图中，n0max——最高空载转速； nmin——最低瞬时转速； nb——全负荷稳定转速； nmax——最高瞬时转速。 ;2.调速器的动态指标：用来评价调速系统过渡过程的性能指标。 1)瞬时调速率δ１ 2)稳定时间ts;1) 稳定调速率δ２指当操纵手柄在标定供油位置时，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。;②转速波动率Φ或转速变化率φ ——用来表征在稳定运转时，柴油机转速的变化程度，主要是由柴油机回转力矩不均匀而引起的。但两者的定义不同： 转速波动率Φ= 转速变化率φ= 一般，在标定工况时，Φ≤(0.25~0.5)%; φ≤(0.5~1)%。;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）％。; 我国用不灵敏度ε 表示不灵敏区域的大小。 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。一般规定在标定转速时， ε≤(1.5~2)%；而在最低稳定转速时， ε≤(10~13)% ;n/nb;2) 稳定时间ts;第二节 调速器的结构和工作原理 ;转速调节螺钉; 机械式调速器的组成： 机械式调速器的飞重和调速弹簧组成转速感应元件，按力平衡系统工作。;调速原理;若外界负荷突然减小，柴油机发出的功率大于外界负荷时 ;若外界负荷突然增大，柴油机发出的功率小于外界负荷时 调速器的动作与外界负荷减少时相反，飞重离心力和弹簧的作用力在彼此都减小的情况下达到平衡状态 ;机械式调速器的特点和适用范围 机械式调速器不能保持柴油机调速前后的转速不变，即外负荷改变后，不能使柴油机恢复到原来的转速。 外负荷减少时，调速后的转速比原来的转速稍高； 外负荷增加时，调速后的转速比原来的转速稍低。 产生这种转速差的根本原因是转速感应元件与油量调节机构之间是刚性连接。 机械式调速器只能用于中小功率的柴油机。其灵敏度和精度都比较差。 结构简单 维修方便 ;二、液压调速器 在感应机构与油量调节机构之间加设液压放大机构。 1、无反馈的液压调速器 2、带有反馈装置的液压调速器 刚性反馈液压调速器 弹性反馈液压调速器 双反馈液压调速器; 液压调速器飞重产生的离心力并不直接去移动柴油机的油量调节机构。所以，这种调速器也称间接作用式调速器。 液压调速器中具有控制滑阀和动力活塞组成的液压放大机构，另外，为了提高液压调速器调节过程的稳定性，改善其动态特性，还具有反馈机构，起补偿作用。 液压调速器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，对管理要求高。 ;一、液压调速器的工作原理 1、无反馈液压调速器 工作原理;无反馈液压调速器存在问题 由于调速系统的惯性，使滑阀和动力活塞的运动总滞后于柴油机转速的变化。当减少供油量时，不可能根据负荷的减少程度适度调节，而使油量减少过头，柴油机降速过度；同理，当柴油机负荷增加时，供油量又会增加过头，柴油机加速过度。如此不断重复降速、加速的调节过程，柴油机转速波动很大，调节过程不稳定，无法满足使用要求。所以，这种无反馈装置的液压调速器在实际中无法使用。 ;2、刚性反馈液压调速器 工作原理;刚性反馈液压调速器存在问题 调节过程终了时，滑阀回到了原来位置，把控制油孔关闭，切断通往伺服油缸的油路。这时动力活塞停止运动，喷油泵调节杆随之移动到一个新的平衡位置，柴油机在相应的新负荷下工作。既A点位置随负荷而变，与滑阀相连接的B点在任何稳定工况下均应处于原来位置，与负荷无关。由于反馈是通过刚性连接来实现的，故C点的位置必须配合A点作相应的