GPM-10说明书

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第一章概述1.1简介调速器与柴油机组成一闭环的自动控制系统。

当柴油机工作时,如果柴油机输出扭矩等于负载的阻力矩,则柴油机的转速保持不变,整个系统处于稳定状态;当柴油机的输出扭矩大于(或小于)负载的阻力矩,则柴油机转速就会下降(或升高),如果调速器不对柴油机进行及时调节,整个系统就处于不稳定状态。

因此,调速器是保证柴油机稳定运转的重要部件。

我公司生产的GPM-10系列调速器包含GPM-10D型(表盘式)和GPM-10L型(杠杆式)液压调速器,GPM-10L型调速器根据调速轴与输出轴位置关系不同,又可分为GPM-10LP型,即调速轴与输出轴平行;GPM-10LV型,即调速轴与输出轴垂直的。

这几款调速器的工作能力、接口尺寸及内部结构都基本相同,只是设定转速的方式不同,GPM-10D是通过电机远程设定柴油机转速,而GPM-10L是通过一根调速轴来设定柴油机转速。

GPM-10系列调速器的特点:1、调速器具有结构紧凑、体积小、重量轻的结构优势,并且具有调速精度高、作用力大的性能优点。

2、调速器内部有独立的液压油系统,因此将其安装在发动机上时无需另外配备任何管系和油箱。

3、油路设计采用单向阀结构,能够提供两个方向的旋转,因而可适用正反方向旋转的柴油机。

4、调速器本身具有稳定调速率可调机构,通过调整稳定调速率,可使调速器更加稳定的工作。

5、可以恒速运行,在柴油机定功率范围内,对于各种不同负荷情况,柴油机均能快速的通过调速器整定,维持在调定的转速下运行。

6、GPM-10D可以通过伺服电机进行遥控柴油机转速,并可以通过前盖上的调节旋钮调整稳定调速率;调整柴油机的最大负荷限制。

GPM-10L通过调速轴操控柴油机转速。

7、采用国内船用柴油机标准接口,可与UG8、YT111调速器实现整机互换,方便客户选用。

1.2调速器型号标注GP M----10 D / L杠杆式表盘式注册商标 Gener Power 船用调速器系列号1.3主要技术参数与外形尺寸1.3.1 主要技术参数(参见下表)项目GPM-10D型GPM-10LP型和GPM-10LV 工作能力14.5 N·m输出轴工作角度42°控制速度范围500~1500r/min工作电压24V D.C补偿机构针阀调节式旋转方向(俯视)顺时针或逆时针工作油20#航空机油、68#透平油工作油压850±50kpa配速方式电机配速(型号:S221DTC直流电机)调速轴操纵(调速轴转角:0~48°)稳态调速率可调范围0~10% 0~6%工作油温<100℃净重23kg驱动功率最大约0.5KW适用柴油机船用柴油主机、柴油发电机组1.3.2 外形尺寸(参见图三、图四、图五)1.4工作原理调速器工作原理可分为两部分:基本部分和配速部分。

GPM-10D和GPM-10L两款调速器的基本部分相同,配速部分不同。

(参见图一GPM-10D原理图和图二GPM-10L原理图)1.基本部分这部分包括:齿轮油泵、蓄压室、动力活塞、滑阀系统、速度敏感机构、补偿系统。

齿轮油泵油泵(17)是给调速器提供油压,由带有4个单向阀(16)的容积式齿轮泵,能够提供两个方向的旋转。

油泵的两个齿轮一个是主动齿轮,一个是从动齿轮,柴油机通过调控传动装置带动调速器传动轴,传动轴带动主、从动齿轮油泵。

油泵的齿轮可以正转或反转。

(注:该结构决定了不能有任何异物进入调速器内部,否则在此产生卡滞,造成整个调速器机械失效而报废。

)压力油通过单向阀流入蓄压系统(14)。

蓄压室主要给调速器提供稳定的工作油压。

由蓄压室弹簧、储油室活塞与中间体溢流阀孔(15)构成。

油被泵入蓄压室后,推动蓄压室活塞运动,压缩蓄压室弹簧,随着蓄压室弹簧的压缩,油的压力不断增加,当压力高于调速器设计油压时(此时蓄压室活塞运动到蓄压室泄油孔位置),油会通过泄油孔流入油池,蓄压室内的油压不再增加。

从蓄压室(14)流出的高压油会流到动力活塞顶端和滑阀系统。

动力活塞动力活塞(18)的活塞杆头部通过动力杆和连杆与调速器输出轴(10)连在一起,动力活塞的上部和下部的面积不等,上部面积小于下部面积,因此当动力活塞维持稳定时,底部的压力小于顶部的压力,当顶部的压力和底部压力相等时,动力活塞就会向上运动,从而带动调速器输出轴朝增加燃油方向转动。

只有当动力活塞下部油流回油池时,动力活塞才会向下运动。

滑阀系统可以控制压力油流入动力活塞的底部或是从动力活塞的底部流回油池。

滑阀系统滑阀柱塞(30)和旋转的滑阀套筒(25)一起构成滑阀系统。

滑阀柱塞上有一个控制台(23),当柱塞稳定时,滑阀柱塞的控制台恰好封住滑阀套筒的控制孔,此时高压油没有流动;当柱塞下降时,压力油就会从打开的控制孔流入动力活塞的下部,动力活塞上升;当柱塞上升时,压力油就会从打开的控制孔流回油池(22),动力活塞上部的高压油就会推动动力活塞下降。

滑阀柱塞的动作是由速度敏感机构和补偿缓冲活塞来控制的。

速度敏感机构速度敏感机构能够感知发动机的转速变化并与调速弹簧(36)的设定速度进行比较,从而调节滑阀柱塞的位置。

速度敏感机构主要包括飞铁座架装配(33)、飞铁(34)、调速弹簧(36)、推力轴承(35)、配速齿轮(37)和调速杆(38)。

当调速器传动轴(24)带动滑阀套筒(25)一起旋转时,滑阀套筒上的齿轮与弹性连接轴(29)下端齿轮啮合,上端齿轮与飞铁座架齿轮啮合,飞铁座架被驱动旋转,飞铁通过销子与飞铁座架连在一起,推力轴承的底部与飞铁的趾部接触。

调速弹簧通过调速齿轮压在推力轴承上,调速齿轮是用来设定调速弹簧的压力的。

当飞铁座架转动时,在离心力的作用下,飞铁被往外甩开,同时调速弹簧通过推力轴承给飞铁的趾部一个向下的力。

这个力与飞铁受到的离心力方向相反。

增加(减小)发动机的转速,离心力就会增加(减小)。

通过调速齿轮增加(减小)调速弹簧刀压力,也就增加(减小)了作用在飞铁趾部的力,也就增加(减小)了调速器的速度设定。

这时发动机必须转的更快(更慢),产生更大(更小)的离心力,才能使系统重新平衡。

补偿系统补偿系统由一个大面积的缓冲活塞(27)、一个小面积的缓冲活塞(28)、浮动杠杆(31),带支点(7)的补偿调节杠杆和补偿针阀(26)组成。

大缓冲补偿活塞是通过补偿调节杠杆与调速器输出轴连接在一起。

补偿调节杠杆在它的支点上转动,改变支点的位置,可以调节大缓冲补偿活塞的升降高度,从而改变它的补偿量。

小缓冲补偿活塞(28)通过浮动杠杆(31)和滑阀柱塞(30)和导杆连在一起。

当滑阀柱塞下降时,控制孔打开,高压油流向动力活塞下部,使动力活塞向上运动,动力活塞的向上运动就会通过补偿调节杠杆(32)使大面积的缓冲活塞向下运动,从而推动补偿油流向小面积的缓冲活塞的底部,这样产生了一个使小面积的缓冲活塞向上运动的力,使小面积的缓冲活塞向上运动,从而带动滑阀柱塞上升,关闭控制孔,使压力油停止流向动力活塞的底部。

补偿针阀补偿针阀(26)的开度大小可以控制大、小缓冲补偿活塞和油池之间流过的油量。

补偿系统是为调速器提供稳定性,从而获得稳定的速度控制。

通过对补偿系统的正确设定,当负载升高或降低时,补偿系统能够有效地调节供油量以满足发柴油机输出要求。

补偿系统使设定转速随着调速器输出轴动作相应产生了微小的、临时的改变,称之为稳定速降特性。

设定速度的改变会慢慢的返回到原先的设定值。

补偿系统也可以简单的看作临时速降特性。

★注意:对于特定的发动机和负荷,必须正确地补偿调节,才能使发动机稳定运行。

2. GPM-10D配速部分配速部分配速电机(1)和调速齿轮(41)、配速齿轮(37)和调速螺杆(38)一起构成调速器的速度设定部分。

当给定它励(并励)直流电机信号时,电机轴顺(逆)时针旋转,电机转动带动调速齿轮一起转动。

调速齿轮和配速齿轮啮合,使得配速齿轮在调速螺杆上下运动,改变调速弹簧(36)的预紧力,从而达到设定调速器转速的目的。

当电机出现故障时,也可以使用速度设定旋钮进行调速器的速度设定,此时必须拆除配速电机装置。

★注意:由于电机传动装置内的涡轮副的自锁作用,当安装配速电机装置后,速度设定旋钮(5)是无效的。

3. GPM-10L配速部分配速部分调速轴(38)和扇形齿轮(37)、配速齿杆(39)一起构成调速器的速度设定部分。

当通过气压推动活塞运动或其他机构运动操纵调速轴(38)转动时,调速轴(38)和扇形齿轮(37)通过花键连接在一起,因而扇形齿轮也一起转动,扇形齿轮通过和配速齿杆(39)的啮合运动使配速齿杆(39)做上、下直线运动从而压缩调速弹簧(36)改变弹簧的预紧力从而达到设定调速器转速。

4.停车电磁阀停车电磁阀主要用于发动机的正常停车控制。

停车电磁阀安装在调速器停车杆(9)的上方,当电磁阀吸合后推动停车杆向下运动,停车杆就会撬动负载限制杠杆(19)绕支点转动,从而提起滑阀柱塞,动力活塞下部的压力油流入油池,在动力活塞上部高压油的作用下,动力活塞迅速向下运动,带动输出轴旋转,使喷油泵齿条刻线复位到“0”位,切断燃油的供给,发动机停车。

★注意:停车电磁阀不能作为紧急停车装置,发动机必须安装超速保护装置以防由于飞车对发动机造成损害以及由此引发的人员伤亡事故。

★注意:GPM-10系列停车电磁阀在柴油机正常工作时为断电状态,当需要正常停车时电磁阀为吸合状态,停车后必须立即复位电磁阀,使其为断电状态,否则长时间通电容易烧毁电磁阀。

5. 调速器对于设定速度的状况变化a、稳定运行(1)柴油机负荷不变并处于某一转速下稳定运行。

(2)飞块、导杆、滑阀和不反馈活塞(反馈接受活塞)在平衡位置、控制口由滑阀盖住。

(3)动力活塞和输出轴处于稳定状态。

b、负荷减小当负载减小时,还维持原来的燃油量,转速会升高,调速器会发生如下动作:(1)负荷减小,转速增加。

(2)转速增加时飞铁(34)向外张开,提起导杆(6)和浮动杠杆(31)内端,滑阀(30)相应被提起。

动力活塞(18)下部油腔与油池相通,上部的压力推动力活塞向下移动。

(3)由于动力活塞(18)向下移动,带动输出轴朝(10)减油方向旋转。

(4)随着动力活塞向下移动,同时撬动大反馈活塞(27)向上移动,使小反馈活塞(28)向下移动,上面一根小反馈弹簧受压,杠杆外端(31)和滑阀(30)下移。

(5)动力活塞移动所引起的大反馈活塞、小反馈活塞和滑阀的一系列动作一直继续到滑阀套筒(25)上的控制口(23)被滑阀盖住为止。

(6)转速恢复到原定值,飞块回到平衡位置,导杆也下降到正常位置。

(7)由于节流针阀(26)和小反馈弹簧的作用,小反馈活塞逐渐回到平衡位置。

(8)调节过程终了时,飞块、导杆、滑阀和小反馈活塞回复到平衡位置。

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。