柴油机调速特性

柴油机调速特性分析报告一、前言 (2)二、柴油机调速的分类 (2)2.1按照结构和工作原理来分类 (2)2.1.1机械式调速器 (2)2.1.2液压式调速器 (3)2.1.3电子式调速器 (4)2.2功能分类的机械 (4)2.2.1定速调速器 (4)2.2.2全程调速器 (5)2.2.3两级式调速器 (5)2.2.4复合式调速器 (7)三、结论 (7)一、前言发动机当负荷减小时，转速升高，转速升高导致柱塞泵循环供油量增加，循环供油量增加又导致转速进一步升高，这样不断地恶性循环，造成发动机转速越来越高，最后飞车；反之，当负荷增大时，转速降低，转速降低导致柱塞泵循环供油量减少，循环供油量减少又导致转速进一步降低，这样不断地恶性循环，造成发动机转速越来越低，最后熄火。

柴油机本身的速度特性不能满足大多数从动机械的要求，因为其扭矩曲线比较平坦，当外界阻力矩有少量变化时柴油机转速就会有很大波动。

这对柴油机及其从动机械的正常运转不利，因此柴油机需装设调速器，调速器可根据外界阻力矩的变化，自动调节供油量，从而使柴油机保持在所要求的转速下稳定运转。

二、柴油机调速的分类：不同的调速器会导致柴油机具有不同的调速特性，调速特性表征了柴油机克服外界阻力矩波动时保持稳定工作的能力，按功能来分类，柴油机调速器可分为以下几种：•定速调速器•两极调速器•全程调速器•复合式调速器按照结构和工作原理来分类，柴油机的调速器可分为以下形式：•机械式调速器•液压式调速器•电子调速2.1按照结构和工作原理来分类2.1.1机械式调速器最早机械式调速器是1874年由James发明的离心式机械调速器目前广泛应用的机械式调速器，如下图所示，利用飞锤旋转时产生的离心力与调速器弹簧回位力之间的平衡的原理来实现调速过程的，当转速变化时，飞锤的转动即转变为滑套及其相连接的喷油泵齿杆的移动，以达到调节喷油泵循环供油量的目的。

图：机械式由于飞锤所产生的调节力在低速时较小，故这种调速器只适用于高速的中小功率柴油机，对大型柴油机，由于油量调节机构磨擦阻力较大，加之柴油机转速不高，若再采用纯机械式飞锤，势必要增加飞锤与调速质量与尺寸，使调速器的结构十分笨重而导致灵敏度降低。

船用柴油机调速系统技术要求和试验方法1范围本文件规定了船用柴油机调速系统的术语和定义、技术要求、试验方法等。

本文件适用于船用柴油机调速系统的设计、制造和验收。

2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

中国船级社《钢质海船入级规范》3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

3.1调速系统speed governing system指由调速器和调节对象组成的系统。

调速器包括位置控制式燃油喷射系统和时间控制式燃油喷射系统，调节对象包括柴油机及其负载装置。

3.2转速调节的过渡过程transitional process of speed adjustment指负载变化引起的转速随时间变化的过程（见图1）。

图1转速调节过渡过程曲线3.3额定功率specified powerPer指柴油机按用途和使用特点在铭牌上所标明的功率，亦称额定负载。

3.4额定转速specified speedrn 指柴油机发出额定功率时的相应转速。

3.5额定工况specified working condition 柴油机在额定功率和额定转速下运行的工况。

3.6最高瞬时转速maximum transient speedmaxn 柴油机在额定工况下运行时，突卸额定负载后，转速升高达到的最大值。

3.7空载转速no-load speedin 3.8min柴油机在不带载情况下的稳定转速。

最低瞬时转速 minimum transient speedn 柴油机在空载下稳定运行时，突加额定负载后，转速降落达到的最小值，以n min 表示。

3.9部分负载时的转速part-load speedLn 柴油机在部分负载下运行时的稳定转速。

3.10转速波动率speed stability bandwidth υ柴油机在负载不变的工况下运行，在一定的时间间隔内（不少于1min）测得的最高转速1n 和最低转速2n 之差对两倍额定转速r n 的百分比，并按公式（1）计算：1r100%n nn υ-=⨯22 (1)式中：n 1——测得的最高转速，单位为转每分（r/min）；n 2——测得的最低转速，单位为转每分（r/min）；n r ——额定转速，单位为转每分（r/min）。

柴油机发电机怎样调速柴油发电机组是用来为各类用电负载供电和服务的。

因此，对机组性能的要求，也就是满足各类负载系统能够正常工作的条件所决定的。

包括油田在内的现代负载，除照明等生活用电外，多数为电动机和各类控制系统，他们对电压和频率都有稳定和波动尽量小的严格要求。

例如电动机（其转速为同步转速乘以（1减转差率），一般为同步转速的96~97%左右），n=60f/p，频率即柴油机转速，其变化直接影响负载转速波动）；（M=P/Ω=CeΦI`2COSφ、E=Ceφn），电压变化因为（U=IR），直接影响电动机负载的输出转矩变化，（发电机电压∝励磁电流）需要调整励磁电流来快速响应，从而稳定电压，进而稳定输出转矩。

综上，发电机组的要求主要就是是稳定柴油机转速（频率）和发电机电压。

柴油机发电机怎样调速如果把柴油机概念简化，可以把它看作以下模式：在一个相对密闭的汽缸内，把适量的柴油和一定量的空气充分混合，然后压缩到燃点温度后（冰箱、空调原理，压缩生温），混合气爆燃、膨胀，推动活塞向前运动做功，再由曲柄连杆机构将活塞的直线运动变为旋转运动（缝纫机），进一步形成周而复始的工作状态，持续带动外部负载工作。

在这个过程中，如果混合比合适，柴油多，产生的气体和热量也就多，推动活塞的力量也就越大，在外部阻力一定的情况下，机构运动速度将变得越来越快；当外部负荷变少、阻力变小的情况下，也产生同样的效果。

反之，亦然（上下坡推车）。

而如果混合比不合适时，便会产生燃烧不充分或者不能可靠点燃的情况。

所以现代柴油机围绕以上过程，进行了大量改进工作：围绕前者，也就是提高“调速”精度和系统反应速度，从而满足那些对转速稳定性和反应快速性方面有要求的负载。

针对混合比问题，除了采取增压充气技术外，又增加了检测空燃比变化的闭环控制回路，以双向控制进油和进气量，提高经济性和排放等指标。

通过简化的柴油机概念，我们可以知道：柴油机的调速可以通过两种途径----改变负载或者改变燃油量----当然，用恶劣的空燃比也能使转速改变，但是那不是我们这次讨论的合适话题。

嘲州彻uc剩n睇明r‘麓市公共交叠’2010．，2青岛开发区公交巴士有限公司孙伟太青岛公共交通集团电车公司王胜军1柴油机速度特性、外特性发动机常用的性能指标有：有效转矩M e、有效功率Pe、有效油耗率ge等，这些性能指标随发动机运行工况(如转速或负荷)和调整情况而变化的关系称为发动机的性能特性。

在发动机的各种性能特性中，常用的是速度特性和负荷特性。

(1)柴油机速度特性。

柴油机速度特性是指油门开度保持不变时，柴油机的有效指标随转速的变化而变化的关系，表示这一变化的曲线即速度特性曲线。

油门全开时的速度特性为外特性，它是评价发动机性能指标的萤要依据。

(2)外特性。

柴油机标定功率速度特性(或称外特性)只有一条曲线，它代表该机在使用中达到的最高性能，由于该曲线位于最外侧，故称为外特性曲线，所有柴油机均需做标定功率速度特性。

下图为Y C6J190-20柴油机外特性曲线图。

从外特性曲线可以看出，该发动机所能达到的最大功率、最大转矩、最低燃料消耗率及其对应的转速，还可以看出在任一转速下对应的功率和转速，以便进行动力性、经济性能的评价。

Y C6J(140kW)外特性曲线图Pe随转速成正比关系，使用时，若要获得较大的功率，发动机转速应该高一些；而要发挥最大扭矩时，则适当地降低发动机转速，在1400转／分；要使发动机耗油率最小．就应该在最低点所对应的工况下工作，即在1400～1500转／分左右。

2柴油机使用转速的确定把转速保持在最大转矩转速与最小耗油率转速之间运转，虽然柴油发动机的经济性最好，转矩也最大，但柴油机的功率不能充分利用。

车辆行驶的快速性也不能充分发挥。

因此在选择柴油机的使用转速时，不仅要考虑柴油机的燃料经济性及动力性。

同时。

还要考虑车辆的行驶速度．即只有把转矩、功率和耗油率三者结合起来。

才能正确确定柴油发动机的使用转速。

根据这一原则，并且结合柴油机稳定工作的转速范围是在最大转矩转速和最大功率(标定功率)转速之间这一特点，一般把柴油机的使用转速选定在最大转矩转速与最大功率转速之间的某一转速。