柴油機調(diào)速特性分析報告（宋國民）（2010年3月）TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、刖言2\o"CurrentDocument"二、柴油機調(diào)速的分類22.1按照結(jié)構(gòu)和工作原理來分類22.1.1機械式調(diào)速器2\o"CurrentDocument"2.1.2液壓式調(diào)速器3\o"CurrentDocument"2.1.3電子式調(diào)速器4\o"CurrentDocument"2.2功能分類的機械.4\o"CurrentDocument"2.2.1定速調(diào)速器4\o"CurrentDocument"2.2.2全程調(diào)速器5\o"CurrentDocument"2.2.3兩級式調(diào)速器5\o"CurrentDocument"2.2.4復(fù)合式調(diào)速器7\o"CurrentDocument"三、結(jié)論7一、前言發(fā)動機當負荷減小時，轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)速升高導(dǎo)致柱塞泵循環(huán)供油量增加，循環(huán)供油量增加又導(dǎo)致轉(zhuǎn)速進一步升高，這樣不斷地惡性循環(huán)，造成發(fā)動機轉(zhuǎn)速越來越高，最后飛車；反之，當負荷增大時，轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)速降低導(dǎo)致柱塞泵循環(huán)供油量減少，循環(huán)供油量減少又導(dǎo)致轉(zhuǎn)速進一步降低，這樣不斷地惡性循環(huán)，造成發(fā)動機轉(zhuǎn)速越來越低，最后熄火。柴油機本身的速度特性不能滿足大多數(shù)從動機械的要求，因為其扭矩曲線比較平坦，當外界阻力矩有少量變化時柴油機轉(zhuǎn)速就會有很大波動。這對柴油機及其從動機械的正常運轉(zhuǎn)不利，因此柴油機需裝設(shè)調(diào)速器，調(diào)速器可根據(jù)外界阻力矩的變化，自動調(diào)節(jié)供油量，從而使柴油機保持在所要求的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。二、柴油機調(diào)速的分類不同的調(diào)速器會導(dǎo)致柴油機具有不同的調(diào)速特性，調(diào)速特性表征了柴油機克服外界阻力矩波動時保持穩(wěn)定工作的能力，按功能來分類，柴油機調(diào)速器可分為以下幾種：?定速調(diào)速器?兩極調(diào)速器?全程調(diào)速器?復(fù)合式調(diào)速器按照結(jié)構(gòu)和工作原理來分類，柴油機的調(diào)速器可分為以下形式：?機械式調(diào)速器?液壓式調(diào)速器?電子調(diào)速2.1按照結(jié)構(gòu)和工作原理來分類2.1.1機械式調(diào)速器最早機械式調(diào)速器是1874年由James發(fā)明的離心式機械調(diào)速器目前廣泛應(yīng)用的機械式調(diào)速器，如下圖所示，利用飛錘旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力與調(diào)速器彈簧回位力之間的平衡的原理來實現(xiàn)調(diào)速過程的，當轉(zhuǎn)速變化時，飛錘的轉(zhuǎn)動即轉(zhuǎn)變?yōu)榛准捌湎噙B接的噴油泵齒桿的移動，以達到調(diào)節(jié)噴油泵循環(huán)供油量的目的。3/減油方向圖：機械式由于飛錘所產(chǎn)生的調(diào)節(jié)力在低速時較小，故這種調(diào)速器只適用于高速的中小功率柴油機，對大型柴油機，由于油量調(diào)節(jié)機構(gòu)磨擦阻力較大，加之柴油機轉(zhuǎn)速不高，若再采用純機械式飛錘，勢必要增加飛錘與調(diào)速質(zhì)量與尺寸，使調(diào)速器的結(jié)構(gòu)十分笨重而導(dǎo)致靈敏度降低。早在二十世紀60年代，美國WOODWARD公司推出2301/EG-3P型電-液調(diào)速器，實際上都是液壓與機械結(jié)構(gòu)或液壓與電子控制結(jié)合的調(diào)速器2.1.2液壓式調(diào)速器在液壓式調(diào)速器中，轉(zhuǎn)速感應(yīng)元件仍采用離心式飛錘，其功能只是將轉(zhuǎn)速變化的信息轉(zhuǎn)換為控制液壓機構(gòu)滑閥的運動，而調(diào)節(jié)力的放大、連接噴油泵齒桿的助力活塞的運動、齒桿運動信號或轉(zhuǎn)速的反饋以及其他許多附加功能，均由液壓系統(tǒng)來完成。增如油量般壓伺m機構(gòu)刷油增如油量般壓伺m機構(gòu)2.1.3電子式調(diào)速器在電子調(diào)速器中，不采用離心飛錘來作為轉(zhuǎn)速感應(yīng)元件，而是用各種電測方法來確定轉(zhuǎn)速的大小，而且轉(zhuǎn)速的測量、設(shè)定、比較與調(diào)節(jié)均采用電子控制，因此整個系統(tǒng)具有很高的響應(yīng)速度與調(diào)節(jié)精度，也易于準確地實現(xiàn)恒速調(diào)速，能夠滿足柴油發(fā)電機組的無差并聯(lián)運行的要求，因此是一種有發(fā)展前途的調(diào)速器。轉(zhuǎn)速設(shè)定'■1控制器-i-|執(zhí)行器驅(qū)動機構(gòu)?-執(zhí)行器?H發(fā)動機油量控制機構(gòu)爰動機轉(zhuǎn)速執(zhí)行機構(gòu)信號反福H1圖：電子式調(diào)速器2.2功能分類的機械2.2.1定速調(diào)速器發(fā)電用柴油機要求在外界負荷（用電量）變化時能保持恒定的轉(zhuǎn)速，以保證發(fā)電機的電壓和頻率恒定。若外界負荷減少而噴油量不變，則柴油機的功率就會大于外負荷而使轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)速升高后又進一步擴大了功率的不平衡，使轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高以致發(fā)生飛車，反之，若外界負荷增加而噴油量不變，柴油機轉(zhuǎn)速就會降

低并最終導(dǎo)致停車。所以，發(fā)電柴油機自身沒有自動調(diào)速性能，為保證在外負荷變化時仍能保持恒速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，必須裝設(shè)定速調(diào)速器。圖：定速調(diào)速器特性2.2.2全程調(diào)速器在重型汽車上則多采用全程式調(diào)速器，這種調(diào)速器除具有兩極式調(diào)速器的功能外，還能對柴油機工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的任何轉(zhuǎn)速起調(diào)節(jié)作用，使柴油機在各種轉(zhuǎn)速下都能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。圖：全程式調(diào)速器2.2.3兩級式調(diào)速器兩極式調(diào)速器只在柴油機的最高轉(zhuǎn)速和怠速起自動調(diào)節(jié)作用，而在最高轉(zhuǎn)速和怠速之間的其他任何轉(zhuǎn)速，調(diào)速器不起調(diào)節(jié)作用。中、小型汽車柴油機多數(shù)采用兩極式調(diào)速器，以起到防止超速和穩(wěn)定怠速的

作用，具有低速穩(wěn)定、高速控制靈敏，操作輕便，易于修復(fù)調(diào)整等特點，能滿足農(nóng)用運輸車及其他柴油機的廣泛應(yīng)用。W8兩囁式倜速器調(diào)速特姓儻城A-高速起作用點C一校正點F-最高空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速點D-怠速點圖：兩極式調(diào)速器特性在轉(zhuǎn)速n1~n2低速段，調(diào)速器自動調(diào)節(jié)供油量以維持怠速穩(wěn)定性，高速段n3~n4范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)油量，n2~n3之間，供油量由駕駛員用油門踏板直接控制，柴油機按照速度特性工作。2.2.4復(fù)合式調(diào)速器以上多種調(diào)速特性的組合，根據(jù)實際情況進行調(diào)整，需根據(jù)應(yīng)用對象的不同單獨開發(fā)使用。三、結(jié)論不同總類的調(diào)速特性適應(yīng)于不同用途的車輛和發(fā)動機，主要應(yīng)根據(jù)車輛使用特性進行調(diào)整，但電子化是趨勢。能源短缺、環(huán)保問題、微電子技術(shù)和控制理論的能源短缺、環(huán)保問題、微電子技術(shù)和控制理論的發(fā)展及對自動化水平要求的提高，推動了柴油機電控技術(shù)，特別是以微機為核心的數(shù)字式電子控制技術(shù)的發(fā)展。現(xiàn)代控制理論、自適應(yīng)控制、自學(xué)習(xí)系統(tǒng)等的進展使電子調(diào)速器的研究具備了更完善的理論基礎(chǔ)。與機械式、液壓