液压调速器全解

一节柴油机转速的调节一、调速器的作用柴油机的不同转速是通过改变每一循环的喷油量获得的。

在一定的外界负荷条件下，供给柴油机一定燃油量，使柴油机发出的功率与外界负荷相平衡，柴油机就在某一转速下稳定运行。

船用柴油机的外界负荷是经常变动的，欲使柴油机的功率与新的外界负荷相适应，就应及时改变喷油量。

为了使柴油机在选定的转速下稳定运行，必须装有专门的调速装置─一调速器，通过它自动地改变柴油机喷油泵的喷油量，以适应外界负荷的变化。

发电柴油机要求在外界负荷（用电量）变化时能保持恒定的转速，以保证发电机输出的电压和频率恒定，满足并车及供电需要。

所以发电柴油机必须装设定速调速器，确保外界负荷变化时，柴油机的转速基本不变。

用作船舶推进的柴油机，受装载、风力、波浪及水流等影响，外负荷（船舶阻力）会忽大忽小。

但为了保证主机在特殊航行条件下（风浪中螺旋桨露出水面、断轴、掉桨）的安全，根据我国有关规定必须装“极限调速器”（简称限速器），当主机转速增至115％标定转速时自动切断燃油供给。

另外，为了避免海况变化造成的主机转速上下波动，提高柴油机的工作可靠性和工作寿命，通常都在主机上装设“全制式调速器”，使转速不随外界负荷变化而产生波动。

二、调速器的分类1．接转速调节范围分类（1）极限调速器（限速器）（2）定速调速器（单制式调速器）（3）双制式调速器（4）全制式调速器2．按作用原理分类（1）机械调速器（直接作用式）：它直接利用飞铁（飞重）产生的离心力与调速弹簧张力之间的不平衡力去移动油量调节机构来稳定柴油机的转速。

其结构简单、工作可靠、维修方便，广泛用于中、小型柴油机。

其缺点是工作能力较小，不能实现恒速调节。

（2）液压调速器（间接作用式）：它利用飞铁产生的离心力与调速弹簧张力之间的不平衡力去操纵液压伺服器（油压放大器），利用液压作用产生更大的动力去移动油量调节机构来调节柴油机的转速。

液压调速器转速调节范围广、调节精度高、稳定性好、通用性强，但其结构复杂、调试及维护所要求的技术较高，它广泛用于大、中型柴油机。

第四节液压调速器的工作原理液压调速器在感应元件和油量调节机构之间加入一个液压放大元件(液压伺服器)，使感应元件的输出信号通过放大元件再传到油量调节机构上去，因此也叫间接作用式调速器。

液压放大元件有放大兼执行作用，主要由控制和执行两个部分组成。

一、无反馈的液压调速器下图所示为无反馈的简单液压调这器。

其工作原理如下：当负荷减小时，由曲轴带动的驱动轴转速升高，飞球的离心力增加，推动速度杆右移。

于是，摇杆以A点为中心逆时针转动，滑阀右移，压力油进入伺服器油缸的右部空间。

与此同时，油缸的左部空间通过油孔与低压油路相通，其中的油被泄放。

在压差的作用下，伺服活塞带动喷油泵齿条左移，以减少供油量。

当转速恢复到原来数值时，滑阀也回到中央位置，调节过程结束。

当负荷增加，转速降低时，调速过程按相反方向进行。

从上述分析可知，调速器飞球所产生的离心力仅用来推动滑阀，因而飞球的重量尺寸就可以做得较小。

而作为放大器的液压伺服器的作用力，则可根据需要，选择不同尺寸的伺服活塞和不同滑油压力予以放大。

但是，在这种调速器中，因为感应元件直接驱动滑阀，无论它朝哪个方向往动，均难准确地回到原来位置而关闭油孔。

这样就使柴油机转速不稳定，而产生严重的波动。

为了使调速器能稳定调节，在调速器中还要加入一个装置，其作用是在伺服活塞移动的同时对滑阀产生一个反作用，使其向平衡的位置方向移动，减少柴油机转速波动的可能性。

这种装置称为反馈机构。

二、具有刚性反馈机构的液压调速器下图所示是具有刚性反馈系统的液压调速器。

它的构造与上述无反馈液压调速器基本相同，只有杠杆义AC的上端A不是装在固定的铰链上，而是与伺服活塞的活塞杆相连。

这一改变使感应元件、液压放大元件和油量调节机构之间的关系发生如下的变化。

当负荷减小时，发动机转速升高，飞球向外张开带动速度杆向右移动。

此时伺服活塞尚未动作，因此反馈杠杆AC的上端点A暂时作为固定点，杠杆 AC绕A反时针转动，带动滑阀向右移动，把控制孔打开，高压油便进入动力缸的右腔，左腔与低压油路相通。

液压调速器的工作原理
液压调速器是一种用于调节机械设备转速的装置，它利用液压力学原理实现调速功能。

其工作原理如下：
1. 液压调速器由液压泵、液压马达、流速调节阀和油箱等组成。

2. 液压泵将液体从油箱中抽取，并通过管道输送到液压马达。

3. 流速调节阀位于泵和马达之间，可以调节液体的流速。

4. 当液体通过马达时，液体的压力和速度都会增加，同时驱动机械设备转动。

5. 通过调节流速调节阀，可以改变液体的流速，从而控制马达的转速。

6. 当流速调节阀打开时，液体流速增加，马达转速加快；当流速调节阀关闭时，液体流速减小，马达转速降低。

7. 液压调速器通过不断调节流速调节阀的开关状态，实现精确的转速调节。

总之，液压调速器利用液体压力和流速的调节，通过控制液压马达的转速来实现机械设备的调速功能。

附件3调速器机械液压系统说明书附件3 调速器机械液压系统说明书1 概述HGS-H21-150-6.3型调速器机械液压系统与微机型电气调节装置配合组成微机型电液调速器，适用于巨型混流式水轮发电机组的自动调节和自动控制，其主要作用是：1.1 实现水轮机转速的单机调节和控制。

1.2 实现机组按规定操作程序进行正常的自动启动和自动停机、空载、单机或并网带负荷稳定运行。

并能在机组运行中出现故障时，进行手动和自动事故停机及必要的机组保护操作，以保证机组的安全运行。

2 主要技术数据伺服比例阀最大工作电流： 3.7A主配压阀直径：Φ150mm主配压阀行程：开方向20mm；关方向30mm工作油压： 6.3MPa直流电源电压：DC220V或DC24V交流电源电压：AC220V 50Hz3 系统结构调速器机械液压系统在设计上采用液压集成技术和流量控制、流量反馈技术，使得运动部件实现无间隙传递运动，极大地降低了死区并提高了控制精度，集成阀块、液压元件和功能部件之间的油路连接均采用O型密封圈静止密封方式，无泄漏，大量使用标准液压元件。

系统主要由主配压阀、集成阀块、滤油器等几部分组成，主配压阀是实现操作接力器的功能部件，集成阀块是实现液压逻双伺服比例阀机械液压系统之间的油路连接和控制压力油、控制回油的对外连接均通过底板实现，并实现各功能部件的单层布置，系统内无杠杆，整机结构简洁新颖，安装、调试、操作、维护简便。

本装置内所有电气连接线路都通过设于底板上的接线端子与外部相连。

端子的一侧与装置内各元件的接线相联，另一侧与外部的对应接线联结。

在所有联接导线中，伺服比例阀、位移传感器等元件的内外信号电缆均须采用屏蔽电缆与电气柜输出端子相连。

3.1 伺服比例阀采用德国BOSCH公司生产的伺服比例阀作为调速器液压系统的电液转换元件。

伺服比例阀工作原理如下：根据伺服比例阀的输入输出特性Q=f(U E)，即伺服比例阀功放板接受±10V的控制信号，经其放大后输出相应的电流信号，电流信号在伺服比例阀线圈中产生的磁场驱动比例电磁铁移动相应的位移量，从而带动伺服比例阀的阀芯移动，输出相应的流量，输出流量与输入控制信号成比例线性关系。

第六章柴油机的调速和操纵第一节柴油机的调速柴油机调速装置的作用是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，并且根据柴油机负载的大小自动调节供油量，使其转速维持在一规定范围内。

一、柴油机调速的必要性船舶柴油机主要用作船舶主机带动螺旋桨和作为船舶副机带动发电机。

船舶推进主机与发电用柴油机的运转条件和要求不同，因而对调速的要求也不同。

1．船舶主机的调速船舶主机(直接驱动螺旋桨)因船舶航速要求而需变转速运转，其工作特性为柴油机推进特性(3cnpe)，它与螺旋桨配合工作特性曲线如图6-1-1所示。

图中曲线Ⅰ为速度特性，Ⅱ为柴油机推进特性。

稳定工作点为B点，柴油机的有效功率与桨的阻力功率相等。

若在外界负荷不变情况下增加喷油泵的供油量，使其速度特性曲线变为Ⅰ´，由图6-1-1可见在油量增加瞬时，柴油机的有效功率大于在原运转点B时桨的阻力功率，柴油机的转速增加。

当达到新的稳定运转点B´时，两者功率重新相等，即柴油机稳定运转在较高的转速下。

反之，若减少供油量，则柴油机在较低的转速下稳定运转。

因此，变更柴油机喷油量可有效地对柴油机进行调速。

若喷油泵的供油量不变而外负荷增加(如海面阻力增加)，使曲线Ⅱ左移至Ⅱ´与曲线Ⅰ交点为C，在曲线Ⅱ变化的瞬时，桨阻力功率大于柴油机有效功率，使柴油机转速降低至cn时两者功率重新平衡而稳定运转。

反之，若外负荷降低，则柴油机在较高的转速下稳定运转。

因此，船舶主机有自动改变转速以适应外界负荷变化的能力。

综上所述，船舶主柴油机有自动调速能力。

若不严格要求转速恒定不变，则不必装调速器。

但为了防止主机运转中断轴、螺旋桨失落或出水等造成柴油机超速飞车，根据我国有关规范规定，船舶主机必须安装可靠的调速器(限速器)，使主机转速不超过115%标定转速。

不装调速器的船舶主机虽然可以稳定运转，但其转速将随外界负荷的变化而变化。

这种变化将对柴油机的可靠性、寿命和经济性带来不良影响。