第一節(jié)

柴油機的調(diào)速一、船用柴油機調(diào)速的必要性二、調(diào)速器的類型三、超速保護裝置

柴油機的不同轉(zhuǎn)速是通過改變循環(huán)噴油量來獲得的柴油機調(diào)速：改變柴油機的油量調(diào)節(jié)機構(gòu)，使其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍。調(diào)速器：根據(jù)柴油機負(fù)載的變化自動調(diào)節(jié)供油量，維持其在規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的裝置。第一節(jié)柴油機的調(diào)速船舶主機船舶主機的工作特性為推進特性。

在外界條件不變的情況下，改變柴油機的循環(huán)供油量可以有效地對柴油機進行調(diào)速柴油機與螺旋槳的配合工作特性曲線一、船用柴油機調(diào)速的必要性第一節(jié)柴油機的調(diào)速船舶主機若柴油機噴油量不變：外界負(fù)荷變大，柴油機就會減速。外界負(fù)荷變小，柴油機就會增速。船舶推進主機具有自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以適應(yīng)外界負(fù)荷變化的能力。柴油機與螺旋槳的配合工作特性曲線一、船用柴油機調(diào)速的必要性第一節(jié)柴油機的調(diào)速

船舶主機

主機具有自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以適應(yīng)外界負(fù)荷變化的能力。所以：若不要求主機恒速，無需安裝調(diào)速器。為了保證推進主機在特殊航行條件下的安全（防止飛車),我國規(guī)定，必須裝設(shè)調(diào)速器（限速器），使其轉(zhuǎn)速不超過115%標(biāo)定轉(zhuǎn)速。為了保證柴油機在全部轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均能在任意設(shè)定的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，通常安裝全制式調(diào)速器。

一、船用柴油機調(diào)速的必要性第一節(jié)柴油機的調(diào)速

船舶副機

發(fā)電柴油機要求能在外界負(fù)荷（用電量）變化時保持恒定的轉(zhuǎn)速，以保證發(fā)電機的電壓與頻率恒定，即柴油機按負(fù)荷特性工作。用電量增加而噴油量不變，則柴油機的功率小于外界負(fù)荷，柴油機轉(zhuǎn)速下降，若不能相應(yīng)增加供油量來提高功率，柴油機會自動停車。用電量減少而供油量不變，則柴油機的功率大于外負(fù)荷，柴油機轉(zhuǎn)速增加，若不能根據(jù)轉(zhuǎn)速增加而降低供油量，將飛車。發(fā)電柴油機自身沒有自動調(diào)速能力，必須裝設(shè)調(diào)速器，以保證柴油機始終能以規(guī)定的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。柴油機的發(fā)電工況是轉(zhuǎn)速不變而功率隨時發(fā)生變化的工況。

一、船用柴油機調(diào)速的必要性第一節(jié)柴油機的調(diào)速二、調(diào)速器的類型（按調(diào)速范圍分類）◆極限調(diào)速器（限速器）

只用于限制柴油機的最高轉(zhuǎn)速不超過某一規(guī)定值，在轉(zhuǎn)速低于此規(guī)定值時不起調(diào)節(jié)作用。僅用于船舶主機，已很少單獨使用◆定速（單制）調(diào)速器

在負(fù)荷變化時能直接調(diào)節(jié)供油量使柴油機在預(yù)定的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。應(yīng)用于發(fā)電柴油機?！綦p制式調(diào)速器

能維持柴油機的最低運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和限制最高轉(zhuǎn)速。其中間轉(zhuǎn)速有人工手動調(diào)節(jié)。主要用于對低速性能要求較高或帶有離合器的中小型船舶主機?！羧剖秸{(diào)速器在柴油機從最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速的全部運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的任意設(shè)定轉(zhuǎn)速下，均能自動調(diào)節(jié)供油量來保持設(shè)定的轉(zhuǎn)速不變。廣泛應(yīng)用于船舶主機和柴油機發(fā)電機組。第一節(jié)柴油機的調(diào)速二、調(diào)速器的類型（按執(zhí)行機構(gòu)分類）◆機械式調(diào)速器（直接作用式）◆液壓式調(diào)速器（間接作用式）◆電子調(diào)速器①機械式調(diào)速器（直接作用式）直接利用飛重產(chǎn)生的離心力去移動油量調(diào)節(jié)機構(gòu)。結(jié)構(gòu)簡單可靠、維護方便，常與高壓油泵組合在一起。工作能力較小，不能實現(xiàn)恒速調(diào)節(jié)。廣泛應(yīng)用于小功率船舶柴油機上第一節(jié)柴油機的調(diào)速二、調(diào)速器的類型（按執(zhí)行機構(gòu)分類）◆機械式調(diào)速器（直接作用式）◆液壓式調(diào)速器（間接作用式）◆電子調(diào)速器②液壓式調(diào)速器（間接作用式）通過液壓伺服器將飛重產(chǎn)生的離心力加以放大，使用放大后的動力去移動油量調(diào)節(jié)機構(gòu)。轉(zhuǎn)速感應(yīng)元件小，工作能力大。調(diào)節(jié)精度高、通用性強，便于系列化生產(chǎn)，能滿足大功率柴油機需要。液壓調(diào)速器都是全制式的，一般還設(shè)有負(fù)荷限制器、穩(wěn)定調(diào)速率可調(diào)機構(gòu)、遙控電機、氣動或電磁停車閥等裝置。廣泛應(yīng)用于船舶柴油機上第一節(jié)柴油機的調(diào)速二、調(diào)速器的類型（按執(zhí)行機構(gòu)分類）

③電子調(diào)速器轉(zhuǎn)速信號檢測和執(zhí)行機構(gòu)采用電氣方式的調(diào)速器。常見的三種類型：全電子調(diào)速器：信號感測部分和執(zhí)行機構(gòu)均為電氣式的調(diào)速器。

特點：其工作能力小，只適用于小型柴油機。電—液調(diào)速器：信號感測部分-電氣式，執(zhí)行機構(gòu)-液壓伺服器，

伺服器能力不同，滿足不同功率的柴油機。液—電調(diào)速器：普通的液壓調(diào)速器+電氣式的負(fù)載信號感測裝置電氣部分故障時，能自動轉(zhuǎn)為液壓調(diào)速器工作電子調(diào)速器的特點：動作靈敏，靜態(tài)與動態(tài)調(diào)節(jié)精度都很高。能實現(xiàn)恒速并聯(lián)運行，是目前有良好發(fā)展前景的新型調(diào)速器。第一節(jié)柴油機的調(diào)速作用：防止在調(diào)速器損壞時，造成柴油機超速而損壞。主機：120%標(biāo)定轉(zhuǎn)速發(fā)電柴油機：115%標(biāo)定轉(zhuǎn)速只限制柴油機最高轉(zhuǎn)速，沒有調(diào)速功能。組成：

轉(zhuǎn)速檢測器、伺服機構(gòu)和停車機構(gòu)轉(zhuǎn)速檢測器有三種類型：離心式、電磁式、氣壓式當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定限值時，切斷燃油或空氣供應(yīng)，使柴油機停車。三、超速保護裝置第一節(jié)柴油機的調(diào)速第二節(jié)

調(diào)速器的性能指標(biāo)一、調(diào)速器的靜態(tài)指標(biāo)二、調(diào)速器的動態(tài)指標(biāo)

第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)調(diào)速過程的轉(zhuǎn)速變化曲線第二節(jié)

調(diào)速器的性能指標(biāo)一、調(diào)速器的靜態(tài)指標(biāo)二、調(diào)速器的動態(tài)指標(biāo)調(diào)速器的性能指標(biāo)：第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)1.調(diào)速器的靜態(tài)指標(biāo)◆穩(wěn)定調(diào)速率δ2◆轉(zhuǎn)速波動率Φ或轉(zhuǎn)速變化率φ

◆不靈敏度ε2.調(diào)速器的動態(tài)指標(biāo)◆瞬時調(diào)速率δ1◆穩(wěn)定時間ts一、調(diào)速器的靜態(tài)指標(biāo)第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)1.穩(wěn)定調(diào)速率δ2

定義：當(dāng)操縱手柄在標(biāo)定供油位置時，柴油機突卸全部負(fù)荷，調(diào)速器起作用使柴油機重新穩(wěn)定運行后，其最高空載轉(zhuǎn)速（空車穩(wěn)定轉(zhuǎn)速）n0max與標(biāo)定轉(zhuǎn)速nb之差同標(biāo)定轉(zhuǎn)速nb比值的百分?jǐn)?shù)。一、調(diào)速器的靜態(tài)指標(biāo)1.穩(wěn)定調(diào)速率δ2第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)

穩(wěn)定調(diào)速率δ2用來衡量調(diào)速器的準(zhǔn)確性。調(diào)速器存在穩(wěn)定調(diào)速率（靜速差/速度降）說明當(dāng)外界負(fù)荷變化時，調(diào)速器進行調(diào)速，柴油機重新穩(wěn)定運轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)速會有少量波動。

其δ2值越小就表示調(diào)速器的準(zhǔn)確性好；

如果過大，不僅對被帶動的工作設(shè)備的穩(wěn)定工作不利，即便對空轉(zhuǎn)時柴油機零件的磨損也是有害的。一、調(diào)速器的靜態(tài)指標(biāo)1.穩(wěn)定調(diào)速率δ2第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)我國對穩(wěn)定調(diào)速率δ2的大小的規(guī)定：交流發(fā)電柴油機調(diào)速器δ2≯5%船舶主機調(diào)速器

δ2≯10%允許單臺柴油機δ2

=0，表明柴油機轉(zhuǎn)速不會隨外界負(fù)荷變化而變化，即保持恒速運轉(zhuǎn)。

幾臺柴油機并聯(lián)時，為了按比例分配負(fù)載，各柴油機δ2

必須相等且大于0.一、調(diào)速器的靜態(tài)指標(biāo)1.穩(wěn)定調(diào)速率δ2第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)用來表征柴油機在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速變化的程度。這種轉(zhuǎn)速變化主要由柴油機回轉(zhuǎn)力矩不均勻引起的。

ncmax/ncmin，穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時，最高/最低轉(zhuǎn)速；nm=（ncmax+ncmin）/2，平均轉(zhuǎn)速。一、調(diào)速器的靜態(tài)指標(biāo)2.轉(zhuǎn)速波動率φ（轉(zhuǎn)速變化率φ）第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)一、調(diào)速器的靜態(tài)指標(biāo)2.轉(zhuǎn)速波動率φ（轉(zhuǎn)速變化率φ）第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)轉(zhuǎn)速波動率Φ：

表征柴油機在穩(wěn)定工況下轉(zhuǎn)速波動的大小；轉(zhuǎn)速變化率φ：

表征轉(zhuǎn)速變化的大小。一般規(guī)定在標(biāo)定工況時：轉(zhuǎn)速波動率Φ≤(0.25～0.5)%轉(zhuǎn)速變化率φ≤(0.5～1)%。一、調(diào)速器的靜態(tài)指標(biāo)2.轉(zhuǎn)速波動率φ（轉(zhuǎn)速變化率φ）第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)

定義：由于調(diào)速機構(gòu)中存在間隙、摩擦阻力和慣性力，所以當(dāng)外界負(fù)荷變化并引起轉(zhuǎn)速微變時，調(diào)速器不能立即改變供油量，直到轉(zhuǎn)速變化量足夠大時，調(diào)速器才能開始起到調(diào)節(jié)供油量的作用，這種現(xiàn)象稱為調(diào)速器的不靈敏性。國外稱盲區(qū)(Deadband)用不靈敏度ε來表示不靈敏性的大小一、調(diào)速器的靜態(tài)指標(biāo)3.不靈敏度εn1—柴油機轉(zhuǎn)速減小時，調(diào)速器開始起作用的轉(zhuǎn)速；n2—柴油機轉(zhuǎn)速增加時，調(diào)速器開始起作用的轉(zhuǎn)速；nm—柴油機平均轉(zhuǎn)速，nm＝(n1＋n2)/2第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)

不靈敏度過大會引起柴油機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，嚴(yán)重時會導(dǎo)致調(diào)速器失去作用，甚至產(chǎn)生飛車事故。不靈敏度隨柴油機轉(zhuǎn)速高低會有差異，當(dāng)柴油機轉(zhuǎn)速較低時，因調(diào)速器預(yù)緊力較小，產(chǎn)生張力也小，而傳動機構(gòu)的阻力卻反而增大，造成不靈敏度增大。一般規(guī)定：在標(biāo)定轉(zhuǎn)速時ε≤(1.5~2)%在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時ε≤(10~13)%一、調(diào)速器的靜態(tài)指標(biāo)3.不靈敏度ε第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)二、調(diào)速器的動態(tài)指標(biāo)1.瞬時調(diào)速率δ1突卸負(fù)荷瞬時調(diào)速率δ1+：突加負(fù)荷瞬時調(diào)速率δ1-：我國規(guī)定：發(fā)電柴油機的δ1不大于10%

主機的δ1

不大于10%~12%瞬時調(diào)速率δ1反映了在柴油機負(fù)荷突變，調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)過渡過程中轉(zhuǎn)速瞬時波動幅度的大小。

δ1越小表明調(diào)速器的穩(wěn)定性越好。第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)二、調(diào)速器的動態(tài)指標(biāo)1.瞬時調(diào)速率δ1第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)定義：從突加(或突減)全負(fù)荷后轉(zhuǎn)速開始波動到轉(zhuǎn)速達(dá)到新的穩(wěn)定范圍（轉(zhuǎn)速波動率不大于規(guī)定值）為止的時間。它表明消除過渡過程中波動現(xiàn)象的快慢，以秒計。

穩(wěn)定時間越短，說明轉(zhuǎn)速波動消除得越快，調(diào)速器的穩(wěn)定性越好。

我國要求：交流發(fā)電柴油機

ts≯5s，船舶主機ts≯10s二、調(diào)速器的動態(tài)指標(biāo)2.穩(wěn)定時間ts第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)二、調(diào)速器的動態(tài)指標(biāo)2.穩(wěn)定時間ts第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)柴油機對調(diào)速器的調(diào)速性能的要求：有盡可能小的瞬時調(diào)速率δ1、穩(wěn)定時間ts

轉(zhuǎn)速波動率Φ及不靈敏度ε

。有合適的穩(wěn)定調(diào)速率δ2，

其值越小，表示調(diào)節(jié)過程的靜態(tài)精度越高；

能在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。動態(tài)靜態(tài)靜態(tài)第二節(jié)調(diào)速器的性能指標(biāo)第三節(jié)

調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和工作原理一、機械式調(diào)速器二、液壓調(diào)速器的工作原理三、電子調(diào)速器的工作原理

第三節(jié)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和工作原理一、機械式調(diào)速器

第三節(jié)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和工作原理機械式調(diào)速器的原理圖1-轉(zhuǎn)軸2-飛重架3-飛重4-套筒5-調(diào)速彈簧6-本體7-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)螺釘8-油量調(diào)節(jié)桿機械式調(diào)速器特點：

不能保持柴油機調(diào)速前后的轉(zhuǎn)速不變當(dāng)外負(fù)荷減少時，調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速要比原來的轉(zhuǎn)速稍高；當(dāng)外負(fù)荷增加時，調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速要比原來的轉(zhuǎn)速稍低。出現(xiàn)速度差（速度降）是機械式調(diào)速器所固有的特性。原因：感應(yīng)元件與油量調(diào)節(jié)機構(gòu)之間采用的是剛性連接。當(dāng)油量發(fā)生變化時，飛重的離心力和彈簧彈力也將隨之改變，所以機械式調(diào)速器不能做恒速調(diào)速。

也就是說：機械式調(diào)速器的穩(wěn)定調(diào)速率δ2不能為零，但可以更換不同剛度的彈簧改變的δ2值。

調(diào)速彈簧的剛度主要影響穩(wěn)定調(diào)速率。一、機械式調(diào)速器

轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺釘7可改變調(diào)速彈簧5的預(yù)緊力，從而可改變柴油機的設(shè)定轉(zhuǎn)速。

如向下旋轉(zhuǎn)螺釘使調(diào)速彈簧5的張力增大，從而使油量調(diào)節(jié)機構(gòu)左移加油，穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速就會升高。機械式調(diào)速器是利用感應(yīng)機構(gòu)所產(chǎn)生的的離心力直接去移動油量調(diào)節(jié)機構(gòu)，因而其工作能量較小，一般只用于中小型柴油機。其靈敏度和精度較差，但結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。一、機械式調(diào)速器

第三節(jié)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和工作原理

定義：

為了使調(diào)速器具有一定的靈敏度和足夠的工作能力，需要在感應(yīng)機構(gòu)和油量調(diào)節(jié)機構(gòu)之間插入一個液壓放大機構(gòu)（液壓伺服器），所以這種調(diào)速器亦稱液壓（間接作用式）調(diào)速器。二、液壓調(diào)速器的工作原理1.無反饋液壓調(diào)速器2.剛性反饋液壓調(diào)速器3.彈性反饋液壓調(diào)速器4.雙反饋液壓調(diào)速器

液壓調(diào)速器具有廣闊的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍，調(diào)節(jié)精度和靈敏度高，穩(wěn)定性好，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管理要求高。廣泛用于船舶大中型柴油機第三節(jié)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和工作原理二、液壓調(diào)速器的工作原理

1.無反饋液壓調(diào)速器無反饋液壓調(diào)速器無反饋機構(gòu)的液壓調(diào)速器，由于調(diào)速系統(tǒng)的慣性，使滑閥和動力活塞的動作總滯后于柴油機轉(zhuǎn)速的變化。柴油機轉(zhuǎn)速波動，調(diào)節(jié)過程不穩(wěn)定。無反饋裝置的液壓調(diào)速器在實際中根本無法使用。因此，調(diào)速器必須增設(shè)反饋環(huán)節(jié)，當(dāng)動力活塞移動時，液壓調(diào)速器反饋機構(gòu)（或補償機構(gòu)）將動力活塞的動作及時反饋給滑閥，以便使滑閥提前恢復(fù)至平衡位置，進而減小柴油機轉(zhuǎn)速的波動。

液壓調(diào)速器使用的反饋機構(gòu)主要包括剛性反饋機構(gòu)、彈性反饋機構(gòu)以及雙反饋機構(gòu)（剛性反饋與彈性反饋）。第三節(jié)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和工作原理二、液壓調(diào)速器的工作原理

2.剛性反饋液壓調(diào)速器剛性反饋液壓調(diào)速器A點由支點改為與動力活塞桿鉸接，液壓調(diào)速器的動力活塞的位移變化就可以通過動力活塞桿AC、杠桿AB反饋至滑閥。由于上述反饋采用的是機械連接，故稱為剛性反饋。滑動套筒及調(diào)速彈簧的位置必須配合A點作相應(yīng)的變動亦穩(wěn)定在新的位置，即柴油機不能恢復(fù)到原有的轉(zhuǎn)速反饋調(diào)速器的穩(wěn)定調(diào)速率δ2不能為零。第三節(jié)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和工作原理二、液壓調(diào)速器的工作原理

3.彈性反饋液壓調(diào)速器彈性反饋液壓調(diào)速器將剛性反饋桿AC改為緩沖器K，并增加補償彈簧S。其中緩沖器K是由充滿工作油的油缸和補償活塞組成，針閥C的節(jié)流作用，使緩沖器K內(nèi)的補償活塞移動滯后于其受力，進而能起到緩沖作用補償彈簧S及杠桿AB最終恢復(fù)到原來位置，調(diào)速彈簧、飛重和滑動套筒也回到起始位置。柴油機轉(zhuǎn)速能保持不變，穩(wěn)定調(diào)速率δ2可為零。第三節(jié)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和工作原理二、液壓調(diào)速器的工作原理

4.雙反饋液壓調(diào)速器雙反饋液壓調(diào)速器剛性反饋杠桿EGF和彈性反饋機構(gòu)（緩沖器K、補償彈簧S、節(jié)流針閥C）均與動力活塞桿連接。雙反饋液壓調(diào)速器可通過調(diào)節(jié)其彈性反饋機構(gòu)中節(jié)流針閥C的開度大小來調(diào)節(jié)其穩(wěn)定性；也可通過調(diào)節(jié)剛性反饋機構(gòu)中反饋杠桿EGF的兩臂（EG和GF）比例來調(diào)節(jié)穩(wěn)定調(diào)速率δ2的大小。如果反饋杠桿EGF中的F點與G點重合，則該調(diào)速器的穩(wěn)定調(diào)速率δ2值為0。第三節(jié)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和工作原理二、液壓調(diào)速器的工作原理

各類調(diào)速器比較：無反饋調(diào)速器：轉(zhuǎn)速波動，調(diào)節(jié)過程不穩(wěn)定。實際中無法使用。剛性反饋調(diào)速器：穩(wěn)定調(diào)速率δ2不能為零。彈性反饋調(diào)速器：穩(wěn)定調(diào)速率δ2為零。雙反饋調(diào)速器：剛性反饋機構(gòu)具有一定的穩(wěn)定調(diào)速率δ2，彈性反饋機構(gòu)保證恒速穩(wěn)定調(diào)節(jié)。

雙反饋液壓調(diào)速器既能滿足船舶主機的工作需求，又能滿足船舶副機的工作需求，故在船用柴油機中得到了廣泛使用。第三節(jié)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和工作原理三、電子調(diào)速器的工作原理MANME柴油機可采用磁電式測速傳感器、光電式測速傳感器或角編碼器檢測柴油機的轉(zhuǎn)速。測速傳感器一般安裝在柴油機飛輪上或傳動軸上

轉(zhuǎn)速傳感器將檢測的轉(zhuǎn)速信號被送至柴油機控制單元（ECU）和氣缸控制單元（CCU），柴油機信息控制單元（EICU）將參考柴油機設(shè)定轉(zhuǎn)速與實際檢測到的轉(zhuǎn)速進行比較，并通過氣缸控制單元（CCU）和輔助控制單元（ACU）分別控制各缸燃油電磁閥、排氣閥、掃氣控制器和燃油高壓泵等，以達(dá)到速度調(diào)節(jié)功能。磁電式測速傳感器原理圖第三節(jié)調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和工作原理第四節(jié)

液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置一、WoodwardUG8表盤式液壓調(diào)速器二、WoodwardPGA調(diào)速器三、液壓調(diào)速器的輔助裝置

第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置

船用柴油機使用的液壓調(diào)速器大多為全制式雙反饋調(diào)速器。其中以Woodward公司生產(chǎn)的UG和PGA型液壓調(diào)速器應(yīng)用最普遍。其UG型分為杠桿式和表盤式兩種；PGA型為氣動遙控式，多用于遙控主機。一、WoodwardUG8表盤式液壓調(diào)速器UG8液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)

UG8表盤式液壓調(diào)速器廣泛用在發(fā)電柴油機。UG-8表盤式調(diào)速器外形圖1-轉(zhuǎn)速指示器2-反饋指針3-調(diào)速旋鈕4-輸出軸5-加油蓋6-調(diào)速電動機7-油位表8-靜速差旋鈕9-負(fù)荷限制旋鈕10-表盤11-節(jié)流針閥12-放油塞13-驅(qū)動軸第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置一、WoodwardUG8表盤式液壓調(diào)速器UG8液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)9大機構(gòu)1.驅(qū)動機構(gòu)2.轉(zhuǎn)速感應(yīng)機構(gòu)3.伺服放大機構(gòu)4.調(diào)節(jié)機構(gòu)5.恒速反饋機構(gòu)6.靜速差

（速度降）機構(gòu)7.速度設(shè)定機構(gòu)8.負(fù)荷限制機構(gòu)9.液壓系統(tǒng)第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置+-①驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動軸28油泵齒輪22彈性軸37飛重39作用：將柴油機的轉(zhuǎn)速信號傳給感應(yīng)機構(gòu)一、WoodwardUG8表盤式液壓調(diào)速器UG8液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置+-一、WoodwardUG8表盤式液壓調(diào)速器UG8液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)②轉(zhuǎn)速感應(yīng)機構(gòu)飛重39

調(diào)速彈簧8

調(diào)速桿38作用：感受和反映轉(zhuǎn)速的變化第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置+-一、WoodwardUG8表盤式液壓調(diào)速器UG8液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)③伺服放大機構(gòu)控制閥36控制閥套筒34伺服活塞23作用：用來放大感應(yīng)機構(gòu)的輸出能量。第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置+-一、WoodwardUG8表盤式液壓調(diào)速器UG8液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)④調(diào)節(jié)機構(gòu)

伺服活塞23輸出軸12油量調(diào)節(jié)桿13作用：調(diào)節(jié)供油量第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置+-一、WoodwardUG8表盤式液壓調(diào)速器UG8液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)⑤恒速反饋機構(gòu)（彈性反饋）大反饋活塞33小反饋活塞30反饋彈簧29補償針閥31反饋杠桿45和40活動支點47反饋指針46反饋油路作用：保證調(diào)速過程中轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置+-一、WoodwardUG8表盤式液壓調(diào)速器UG8液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)⑥靜速差機構(gòu)(速度降機構(gòu))靜速差旋鈕2凸輪1頂桿4拉緊彈簧3、支持銷6靜速差桿7靜速差指針5它是一種剛性反饋機構(gòu)，不僅能使調(diào)節(jié)過程穩(wěn)定，而且能調(diào)節(jié)穩(wěn)定調(diào)速率δ2第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置+-一、WoodwardUG8表盤式液壓調(diào)速器UG8液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)⑦速度設(shè)定機構(gòu)調(diào)速旋鈕42調(diào)速彈簧8調(diào)速旋鈕42傳動齒輪41/43調(diào)速齒輪44作用：改變柴油機的設(shè)定轉(zhuǎn)速，達(dá)到全制調(diào)速目的第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置+-一、WoodwardUG8表盤式液壓調(diào)速器UG8液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)⑧負(fù)荷限制機構(gòu)負(fù)荷限制旋鈕16負(fù)荷限制指針14負(fù)荷限制凸輪15控制桿17緊急停車桿24限制桿25限制銷26齒條11齒輪10負(fù)荷指針9作用：限制動力活塞（即供油量）的行程。第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置+-一、WoodwardUG8表盤式液壓調(diào)速器UG8液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)⑨液壓系統(tǒng)低壓油池齒輪泵22穩(wěn)壓油缸18作用：用來產(chǎn)生和維持系統(tǒng)中油壓。第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置2.

UG8液壓調(diào)速器的工作原理第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置飛重的離心力與調(diào)速彈簧的預(yù)緊力相平衡，滑閥處于中間位置，將控制孔封閉。動力活塞下方空間封閉，動力活塞固定不動。輸出軸和油量調(diào)節(jié)桿等均固定在某一位置。

柴油機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速由彈簧所設(shè)定，使柴油機供油量與外負(fù)荷相適應(yīng)。①柴油機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時：2.

UG8液壓調(diào)速器的工作原理第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置轉(zhuǎn)速下降，飛重的離心力小于調(diào)速彈簧的彈力，飛重向內(nèi)收攏，調(diào)速彈簧推動調(diào)速桿38向下移動。使浮動桿35以右端C為支點向下擺動，推動滑閥36下移，并打開套筒上的控制孔27，高壓油進入動力活塞23下部。動力活塞（上小下大）向上移動，帶動輸出軸12朝加油方向(逆時針方向)旋轉(zhuǎn)使柴油機供油量增加，轉(zhuǎn)速開始回升。②柴油機負(fù)荷增加時：2.

UG8液壓調(diào)速器的工作原理第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置當(dāng)動力活塞上移轉(zhuǎn)動輸出軸12的同時，使反饋杠桿45左端上移，右端下移，帶動大反饋活塞33下移，反饋油路中的油壓仍有上升，反饋油路中的油壓克服反饋彈簧29的彈力，使小反饋活塞30上移。這時浮動桿35以A點為支點逆時針轉(zhuǎn)動，帶動滑閥36上移，使其提前返回原來的平衡位置，重新封閉控制孔27，切斷壓力油供油，使動力活塞23停止加油。2.

UG8液壓調(diào)速器的工作原理第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置

此后，由于反饋彈簧29的作用，使小反饋活塞30逐漸下移復(fù)位，多余的滑油經(jīng)針閥31泄放。此小反饋活塞下移速度與調(diào)速桿38的下行速度相適應(yīng)，使滑閥36處在中央位置不動，柴油機恒速轉(zhuǎn)動。這一恒速反饋機構(gòu)的作用是防止調(diào)速器加油過量。

上述一系列動作并非一次完成，而是要反復(fù)多次，一直持續(xù)至油量增加到與負(fù)荷增加相適應(yīng)，且使柴油機恢復(fù)到原來的工作轉(zhuǎn)速為止。

2.

UG8液壓調(diào)速器的工作原理第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置這時：

飛重39調(diào)速桿38滑閥36小反饋活塞30

動力活塞23輸出軸12大反饋活塞33回到原先平衡位置停在對應(yīng)新的供油位置柴油機在原先的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，獲得新的平衡。2.

UG8液壓調(diào)速器的工作原理第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置

為保證調(diào)速過程有一定的靜態(tài)速差δ2，調(diào)速器中設(shè)有靜速差機構(gòu)(即剛性反饋機構(gòu))。

當(dāng)外負(fù)荷增加時，輸出軸12向加油方向(逆時針)轉(zhuǎn)動的同時，靜速差桿7繞支持銷6也按逆時針方向轉(zhuǎn)動，其右端上移，調(diào)速齒輪44和中心螺桿隨即一起上移，并將調(diào)速彈簧8稍微放松。

由于調(diào)速彈簧的預(yù)緊力減小了，要使飛重、滑閥回復(fù)原來位置就必須降低柴油機的轉(zhuǎn)速，即存在所謂的“靜速差”。即當(dāng)負(fù)荷增加時，使柴油機在稍低于原來的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。當(dāng)負(fù)荷減小時，使柴油機在稍高于原來的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。2.

UG8液壓調(diào)速器的工作原理第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置

PGA調(diào)速器是由原PG型調(diào)速器與遙控氣動速度設(shè)定機構(gòu)組合而成的一種調(diào)速器。它是一種雙反饋、氣動速度設(shè)定的全制式液壓調(diào)速器，主要用于氣動遙控系統(tǒng)的主柴油機。同時，這種調(diào)速器通常均具有某些輔助裝置。PGA調(diào)速器由三部分組成：調(diào)速器主體部分、速度設(shè)定部分和速度降機構(gòu)。二、WoodwardPGA調(diào)速器第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置調(diào)速器主體部分

齒輪油泵4、蓄壓器1、調(diào)速彈簧29、飛重30、推力軸承31、滑閥柱塞8、回轉(zhuǎn)套筒9、阻尼補償系統(tǒng)（阻尼活塞12和補償針閥10）、伺服油缸17等。伺服油缸內(nèi)的動力活塞桿通過輸出軸16與柴油機燃油調(diào)節(jié)機構(gòu)連接。二、WoodwardPGA調(diào)速器第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置PGA調(diào)速器結(jié)構(gòu)原理圖第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置2.速度設(shè)定部分

PGA調(diào)速器的速度設(shè)定機構(gòu)由氣壓設(shè)定與手動設(shè)定機構(gòu)兩部分構(gòu)成。前者使用的控制空氣壓力范圍為0.049～0.50MPa，速度設(shè)定值與控制空氣壓力值成正比；后者使用手動旋鈕可在切斷控制空氣的情況下任選一速度值。氣動轉(zhuǎn)速設(shè)定機構(gòu)：主要由波紋管39、速度設(shè)定滑閥柱塞35、單作用彈簧支承的液壓速度設(shè)定油缸28以及使滑閥柱塞35回中的復(fù)位機構(gòu)（活塞桿25、復(fù)位桿45、可調(diào)支點41、復(fù)位彈簧44等）等組成。

手動轉(zhuǎn)速設(shè)定機構(gòu)：主要由手動速度調(diào)節(jié)旋鈕54、引導(dǎo)螺帽53、連桿52、滑環(huán)50、速度設(shè)定螺帽48、高速停車調(diào)整螺釘49及高速停車銷51和“T”形帶有滾珠軸承支架的手動速度設(shè)定螺絲組件47等組成。在沒有控制空氣時，可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)旋鈕54，在機旁設(shè)定柴油機的工作轉(zhuǎn)速。二、WoodwardPGA調(diào)速器第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置速度降機構(gòu)

由動力活塞上的尾桿18、速度降桿20以及速度降凸輪23等組成。當(dāng)動力活塞上移增加供油量時，尾桿18上行推動速度降桿20通過速度降凸輪23的鎖緊螺釘使速度降凸輪23轉(zhuǎn)動，從而速度降柱塞24稍微上移放松調(diào)速彈簧29的預(yù)緊力，以保證一定的穩(wěn)定調(diào)速率δ2。反之，當(dāng)動力活塞下行減油時，速度降凸輪23稍許增大調(diào)速彈簧29的預(yù)緊力。顯然，調(diào)節(jié)速度降凸輪23的安裝位置可調(diào)節(jié)穩(wěn)定調(diào)速率δ2的大小。

二、WoodwardPGA調(diào)速器第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置1.掃氣壓力燃油限制器

由于燃油供給量的速度超前于廢氣渦輪增壓器增加供氣量的速度，增壓器轉(zhuǎn)速的增加總是滯后于主機轉(zhuǎn)速的增加。使得柴油機在上述過程中供油系統(tǒng)與供氣系統(tǒng)無法良好地匹配。需要在調(diào)速器上裝有掃氣壓力燃油限制器。三、液壓調(diào)速器的輔助裝置燃油限制曲線圖中RS線表示當(dāng)柴油機掃氣壓力較低時，掃氣壓力燃油限制器處于最大限油位置（但該供油量應(yīng)保證柴油機可靠起動的需要）第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置2.負(fù)荷（螺距）控制系統(tǒng)

在采用變距螺旋槳的船舶上，一般其主柴油機調(diào)速器上還設(shè)有負(fù)荷（螺距）控制系統(tǒng)。即當(dāng)外界負(fù)荷變化時，調(diào)速器在調(diào)節(jié)供油量的同時，還能自動調(diào)節(jié)螺旋槳螺距，以維持柴油機輸出功率不變化。三、液壓調(diào)速器的輔助裝置3.電磁閥切斷裝置

控制柴油機燃油的電磁閥由被監(jiān)控的保護電路中的開關(guān)控制。一旦電磁閥被觸發(fā)，電磁閥切斷裝置在調(diào)速器內(nèi)能觸發(fā)一系列動作，進而導(dǎo)致柴油機斷油停車。以供應(yīng)急情況下使用。第四節(jié)液壓調(diào)速器典型結(jié)構(gòu)及其輔助裝置第五節(jié)

調(diào)速器的調(diào)節(jié)和管理一、液壓調(diào)速器的調(diào)節(jié)二、調(diào)速器的故障與管理

第五節(jié)調(diào)速器的調(diào)節(jié)和管理一、液壓調(diào)速器的調(diào)節(jié)

包括穩(wěn)定調(diào)速率的調(diào)節(jié)δ2、瞬時調(diào)速率δ1和穩(wěn)定時間ts的調(diào)節(jié)。

1.穩(wěn)定調(diào)速率的調(diào)節(jié)δ2

1）穩(wěn)定調(diào)速率δ2的作用與要求提高調(diào)速器調(diào)速過程的穩(wěn)定性；對并聯(lián)運行的柴油機間所承擔(dān)的負(fù)荷進行自動調(diào)節(jié)。（a）δ2=0（b）δ2＞0柴油機調(diào)速特性第五節(jié)調(diào)速器的調(diào)節(jié)和管理一、液壓調(diào)速器的調(diào)節(jié)第五節(jié)調(diào)速器的調(diào)節(jié)和管理1.穩(wěn)定調(diào)速率的調(diào)節(jié)δ2

1）穩(wěn)定調(diào)速率δ2的作用與要求

穩(wěn)定調(diào)速率δ2為0時的負(fù)荷分配穩(wěn)定調(diào)速率δ2相等且不為0時負(fù)荷分配（δ2）1=（δ2）2=0負(fù)荷分配不是固定的，能隨時自動地改變。這種工況是不穩(wěn)定的。（δ2）1=（δ2）2＞0負(fù)荷分配均勻副機并聯(lián)運行所要求的。一、液壓調(diào)速器的調(diào)節(jié)第五節(jié)調(diào)速器的調(diào)節(jié)和管理1.穩(wěn)定調(diào)速率的調(diào)節(jié)δ2

1）穩(wěn)定調(diào)速率δ2的作用與要求

穩(wěn)定調(diào)速率δ2不等時負(fù)荷分配（δ2）1＜（δ2）2負(fù)荷不能均勻分配，δ2小的，調(diào)速特性曲線陡峭，承擔(dān)負(fù)荷大。一、液壓調(diào)速器的調(diào)節(jié)第五節(jié)調(diào)速器的調(diào)節(jié)和管理1.穩(wěn)定調(diào)速率的調(diào)節(jié)δ2

1）穩(wěn)定調(diào)速率δ2的作用與要求

綜上所述，對于并聯(lián)工作的柴油機，可以通過調(diào)節(jié)調(diào)速器的穩(wěn)定調(diào)速率δ2來調(diào)節(jié)其承擔(dān)負(fù)荷的分配比例；無論并聯(lián)運行的柴油機其標(biāo)定功率是否相等，欲使其承擔(dān)負(fù)荷合理分配，則要求各機的δ2必須相等且不為0；且每臺柴油機調(diào)速器穩(wěn)定調(diào)速率δ2均應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。

一、液壓調(diào)速器的調(diào)節(jié)第五節(jié)調(diào)速器的調(diào)節(jié)和管理1.穩(wěn)定調(diào)速率的調(diào)節(jié)δ2

2）穩(wěn)定調(diào)速率δ2的調(diào)節(jié)

液壓調(diào)速器的穩(wěn)定調(diào)速率δ2可通過剛性反饋機構(gòu)（速度降機構(gòu)）進行調(diào)節(jié)。

①表盤式調(diào)速器可通過旋轉(zhuǎn)靜速差旋鈕進行穩(wěn)定調(diào)速率δ2的調(diào)節(jié)。如將旋鈕刻度旋轉(zhuǎn)至“30～50”之間，則表示相應(yīng)穩(wěn)定調(diào)速率δ2值約為3%～5%。②杠桿式調(diào)速器和PGA型調(diào)速器，打開調(diào)速器頂蓋旋松速度降凸輪上的鎖緊螺釘，則速度降凸輪可沿支架銷上的槽道滑動。穩(wěn)定調(diào)速率δ2的調(diào)節(jié)范圍約為0～12%。

一、液壓調(diào)速器的調(diào)節(jié)第五節(jié)調(diào)速器的調(diào)節(jié)和管理2.穩(wěn)定性調(diào)節(jié)

獲得盡可能小的瞬時調(diào)速率δ1和盡可能短的穩(wěn)定時間ts

反饋系統(tǒng)調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)主要有兩個：1）扣動反饋指針，用以調(diào)節(jié)反饋行程大小；2）調(diào)節(jié)補償針閥的開度，調(diào)節(jié)反饋速度的快慢。若將反饋指針指向“最大”位置，反饋行程過大，控制滑閥36則會過早地提前復(fù)位而產(chǎn)生供油量調(diào)節(jié)不足現(xiàn)象(即負(fù)荷增加時油量增加不足，或負(fù)荷減小時油量減少不足)。反之:反饋指針指向“最小”位置，反饋行程過小，產(chǎn)生供油量調(diào)節(jié)過度的現(xiàn)象。以上兩種情況導(dǎo)致調(diào)速器產(chǎn)生嚴(yán)重的速度波動，穩(wěn)定性變差。盡可能小一、液壓調(diào)速器的調(diào)節(jié)第五節(jié)調(diào)速器的調(diào)節(jié)和管理2.穩(wěn)定性調(diào)節(jié)

獲得盡可能小的瞬時調(diào)速率δ1和盡可能短的穩(wěn)定時間ts

反饋系統(tǒng)調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)主要有兩個：

1）扣動反饋指針，用以調(diào)節(jié)反饋行程大?。?/p>

2）調(diào)節(jié)補償針閥的開度，調(diào)節(jié)反饋速度的快慢。若將補償針閥開得過大，就會失去節(jié)流作用，反饋動作無法到達(dá)小反饋活塞，使反饋作用過分減弱，造成供油量調(diào)節(jié)過度。若將補償針閥開得過小甚至關(guān)閉，反饋作用過分增強，造成供油量調(diào)節(jié)不足，轉(zhuǎn)速恢復(fù)時間長，即ts過長。一、液壓調(diào)速器的調(diào)節(jié)第五節(jié)調(diào)速器的調(diào)節(jié)和管理2.穩(wěn)定性調(diào)節(jié)

獲得盡可能小的瞬時調(diào)速率δ1和盡可能短的穩(wěn)定時間ts

調(diào)速器穩(wěn)定性調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)反饋指針位置的同時，調(diào)節(jié)補償針閥的開度。調(diào)節(jié)原則是：在盡可能小的反饋指針刻度下，保證補償針閥開度符合說明書要求。如UG-40調(diào)速器要求補償針閥1/4~1/2轉(zhuǎn)UG-8調(diào)速器（新）要求補償針閥1/2~3/4轉(zhuǎn)PGA調(diào)速器要求補償針閥1/16~2轉(zhuǎn)在任何情況下均不得把針閥全部關(guān)死。一、液壓調(diào)速器的調(diào)節(jié)第五節(jié)調(diào)速器的調(diào)節(jié)和管理2.穩(wěn)定性調(diào)節(jié)穩(wěn)定性調(diào)節(jié)步驟：UG型調(diào)速器（1）調(diào)整前的準(zhǔn)備使柴油機在無負(fù)荷下空車運轉(zhuǎn)（專人看守）當(dāng)柴油機轉(zhuǎn)速和調(diào)速器的滑油溫度上升到正常值，方能調(diào)。（2）調(diào)速器滑油驅(qū)氣將反饋指針放在最大位置，補償針閥旋出幾轉(zhuǎn)，使機器處于游車狀態(tài)。