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联合调节器论文
联合调节器论文
技师火车司机联合调节器论文前言 联合调节器是柴油机的重要调节和控制系统它既调节柴油机的转速又调节柴油机的功率使柴油机在恒定转速和恒定外负荷下稳定工作。
当柴油机超速、机油压力低、曲轴箱压力超过规定值时还要起着使柴油机迅速停机的保护作用。
联合调节器在仅50kg的重量里设置了配速系统、速度调节系统、功率调节系统、供油系统和极限调速器等装置它是如此的重要和结构复杂因而学习和掌握联合调节器的有关知识十分必要。
一、柴油机采用调节器的必要性内燃机车所输出的扭矩一小部分供给机车辅助装置例如驱动起动变速箱及其所带动的机械静液压变速箱及其所带动的机械及空气压缩机等大部分扭矩供给主传动装置。
当柴油机所输出的能量与外部消耗相平衡时则它就处于其一Ⅰ况下稳定地运转。
在内燃机车柴油机的负荷发生变化时即作用于曲轴上的阻力矩大于或小于它的输出扭矩则导致柴油机转速的降低或升高。
当柴油机气缸内的喷油量不变时柴油机的输出扭矩很少随转速而变动;当增大或减小气缸内喷油量时柴油机的输出扭矩也随着增大或减小。
内燃机柴油机的负荷是经常发生变动的变化的幅度也比较大如风扇和空气压缩机的间歇工作线路阻力(坡度、曲线和风力等)的改变等因素。
如不调节喷油量则柴油机的转速就随外界负荷的瞬时变化而忽高忽低地波动。
如柴油机原在空转中或低速情况下运转由于内部运转阻力矩或外界负荷的突然增大使柴油机所输出的据矩不足以维持__衡转速的运转而出现降速柴油机的输出功率也随着转速的降低而减小而其输出扭矩几乎不变因此在降速以后仍然与外界阻力矩相平衡转速还将继续降低下去。
在转速过低时燃油供油及喷射系统进入喷油不稳定区气缸内混合形式条件差柴油机最终发生熄火而停机;如果柴油机原在较大负荷与转速下运转由于外界负荷的突然减小柴油机输出的多余能量就会导致转速的迅速上升对于喷油量不能自动调节的柴油机来说其转速就会升到不安全的“飞车”程度。
所谓飞车就是指转速失控而急速上升巨大的惯性力超过了柴油机运动零部件的承载限度因而迅速出现零件裂损和严重的机破事故。
如果由司机用手控调节气缸的喷油量则由于柴油机负荷的多变量使司机劳累而反应不及使柴油机的运转处于不稳定状态零部件寿命受到影响。
因此柴油机必须维持在一定转速范围内运转并能根据外界负荷的变化而自动调节喷油量由自动调节装置代替司机的手动操作使柴油机的输出扭矩与外界变动了的阻力矩迅速平衡从而防止柴油机超速或熄火而达到正常稳定和安全地运转。
这种自动调节转速的装置叫调节器。
二、B型联合调节器的结构
(一)、调节器的类型调节器的种类和型式很多按功用分有单程(单制)、两极(两制)、全程(全制)和极限调速器等;按工作原理分有机械、液压、气功和电子调速器等型式。
(二)、调控系统的组成调节器要完成转速稳定及承担其它功用时。
必须通过执行机械及传动机构将调节的讯号传达到喷油泵柱塞使喷射系统的喷油量和喷油时机随外界负荷的变化而变化在这期间的调节动作又仅过来影响调节器的控制过程最后使柴油基本上维持原速运转。
调节器通过执行机构及传动机构等与柴油机喷油系统联系两之间形成一封闭回路系统。
其中由调节器及其传动箱调控杠杆系及其附加设备等组成调控系统。
如图:
调节器为了从柴油机负荷瞬时变化而敏捷地作出相应调节动作因此在其构造上通常设置以下几部分:
1、每档位的转速给定装置—配速系统。
2、反映柴油机转速变化的敏感元件。
3、转速变化的讯号调整放下部分。
4、调节动作执行机械。
5、反馈装置。
6、柴油机停车控制装置。
7、其它附加装置等。
(三)、B型联合调节器的结构16V240ZJB型柴油机装用的联合调节器一种是B型联合调节器一种是C型联合调节器两种调节器的主要不同点在于配速系统。
B型联合调节器由调节机构、伺服马达、功率伺服器及自动停车装置等组成。
调节机构分为转速调节系统、配速系统、功率调节系统及工作油系统四个部分。
各部分元件分别置于联合调节器的盖罩、上体、中体和下体内。
1、转速调节系统联合调节器转速调节系统由敏感元件(飞锤、匀速盘、调速弹簧);调节机构;执行机构和传动装置等组成。
2、联合调节器—B型的配速系统配速系统也称转速给定装置。
所谓配速、即司机控制手柄的位置把柴油机的工作转速范围划分为若干转速极。
配速系统由配速滑阀机构、配速伺服器(配速活塞、弹簧及调节针阀等)反馈杠杆(浮动杠杆、复位连杆、复位杠杆)、配速板及四个电磁阀等组成。
3、功调系统功调系统由功调滑阀机构功率伺服器、变阻器及联合杠杆等组成。
4、供油系统供油系统由储油槽、输油泵和蓄油室等部分组成。
三、联合调节器的工作原理B型联合调节器的工作原理分下述几种情况:
1、司机控制手柄档位不变、柴油机负荷不变。
司机控制器手柄档位不变则电磁阀动作顺序、配速板的位置、配速滑阀和旋围套的相对位置、配速伺服器中的压力油量以及调速弹簧的压力均不变化;柴油机负荷不变柴油机转速亦不变则飞锤离心力不变它与调速弹簧的压力相平衡、使柱塞和滑阀处中立位。
这时柱塞上的工作盘准确地关闭滑阀上的b孔动力活塞下方的油量不改变并与伺服马达弹簧的作用力互相平衡动力活塞位置不变。
喷油泵供油量保持不变并与柴油机所需要的供油量相等此时功率滑阀位置不变油马达的回转叶拧不转动牵引发电机的功率不变柴油机便在给定的转速和功率下稳定工作。
2、升档升档即是司机控制器手柄向较高的档位移动相应的电磁得电芯杆下移配速板下移经浮动杠杆使配速滑阀下移。
配速滑阀工作盘开启旋转套上的通油孔、恒压室中的压力油经升速针阀、旋转套进油孔后分为两路一路经降速针阀另一路经单向阀然后一同进入配速伺服器中配速活塞上方油压增大使配速活塞下移。
配速活塞下移引起三种结果:
第一将此动作通过复位杠杆使配速滑阀回到原来的位置配速活塞上方充油停止配速活塞下移停止了。
第二联合杠杆以功调螺栓的连接点为支点下移带动功率滑阀下移压力油从增载油孔进入油马达使回转叶片向增载方向转动增大牵引发电机功率;第三压缩调速弹簧使该弹簧压力大于飞锤离心力飞锤合拢柱塞大幅度下移。
柱塞工作盘打开滑阀上的b排孔恒压室压力油经A孔a孔b孔B孔进入动力活塞下方推动动力活塞上移。
动力活塞上移也产生三种结果:
一是通过控制杠杆系统拉动喷油泵齿条增加供油柴油机转速上升功率增大。
二是联合杠杆又以配速活塞端的连接点为摆动支点逐渐使功率滑阀回位油马达回转叶片及变阻器电刷停留在某一位置上牵引发电机功率停止增加。
三是补偿活塞与动力活塞同时上升补偿活塞上方被挤压而补偿针阀因开度小来不及排油产生压力。
压力油一方面进入缓中腔压缩腔内的空气;另一方面挤压不骨阀活塞迫使滑阀压缩下补偿弹簧使滑阀大幅度下降b孔开度减小动力活塞下方充油速度动力活塞上移以及喷油泵供油量的增加都将减慢使柴油机转速上升的速度减慢。
由于滑阀的大幅度下降滑阀活塞打开套座上的E孔使补偿活塞上方的油从E孔排出一部分由于下补偿弹簧的阻力和针阀孔的不断排油使滑阀的下降落后于柱塞造成动力活塞下方不断充入压力油柴油机供油量不断增加。
供油量增加使柴油机转速上升。
随着转速的增加飞锤不断向外张开使柱塞上升柱塞和滑阀对动的结果工作盘封闭了b孔;切断通往动力活塞下方的油路柴油机供油量不再增加。
此时柴油机的供油量已超过该手柄位置所需供油量因此转速仍在上升超过该手柄位置所对应的转速飞锤外张柱塞上移并使工作盘下边缘开启b孔动力活塞下方排油。
动力活塞随之下移减少柴油机的供油量柴油机转速不再上升而开始下降。
与此同时补偿活塞也下移并在其上方形成一定真空度尽管缓冲腔和针阀孔对补偿活塞上方补充了一部分油但仍有一定真空度。
在真空度作用下滑阀上移压缩上补偿弹簧使b孔开度减小动力活塞下方排油减慢柴油机转速下降幅度变慢。
由于滑阀上升落后于柱塞b孔尚未关闭动力活塞下方继续排油此过程一直延续到供油量小于该手柄位置所要求的供油量这时柴油机转速下降飞锤合拢柱塞下移而滑阀在缓慢上升对动结果又将b孔封闭。
经过几次调节当柱塞和需供油量都回到中立位(飞锤处于垂直位滑阀处于中间位)柴油机的实际供油量与该手柄位置所需供油量相等时柴油机才能在该手柄位置所调定的转速和功率下稳定运转。
3、降档调节动作与上述相反。
调节最后结果是:
飞块、柱塞、滑阀、配速滑阀及功调滑阀仍回平衡位配速活塞上升柴油机转速降低到与档位相适应油马达回转叶及动力活塞被调节到新平衡位柴油机输出功率及喷油器喷油量按转速档位下降。
4、司机控制器手柄档位不变、辅助功率减小司机控制器手柄档位不变电磁阀得电情况不变即柴油机在某一给定转速下工作由于辅助功率减小(如冷却风扇由运转到停止)而使柴油机负荷减少。
在负荷减少的瞬间柴油机的供油量一时未变化此时的供油量大于柴油机所需的供油量柴油机转速增加飞锤的离心力增大当飞锤离心力大于调速弹簧的压力时飞锤张开柱塞上升柱塞工作盘下边缘打开b孔此时动力活塞下方排油在伺服马达弹簧的作用下动力活塞下移。
动力活塞下移引起三种结果:
第一通过控制杠杆带动喷油泵齿条减少供油。
第二通过顶杆使联合杠杆以配速活塞杆的连接点为摆动支点使功率滑阀下移压力油径增载油孔对油马达充油回转叶片增载方向转动使牵引发电机的输出功率增加。
牵引发电机的输出功率增加柴油机的负荷增大因此柴油机的转速增加变慢柱塞上升速度变慢。
第三由于补偿活塞与动力活塞同时下降在补偿活塞上方形成一定真空度此时缓冲腔及补偿针阀孔向补偿活塞上方补充一部分油但补偿活塞上方仍有一定的真空度在此真空作用下滑阀压缩上补偿弹簧追随柱塞上升b孔开度减小动力活塞下方排油速度变慢。
由于补偿弹簧的阻力和针阀孔及缓冲腔的补油滑阀上升落后于柱塞动力活塞下方不断排油柴油机供油量不断减少。
柴油机供油量减少而牵引发电机的功率增加使柴油机的转速下降飞锤合拢柱塞下降。
此时滑阀仍在上升这种柱塞与滑阀对动的结果使b孔被柱塞工作盘关闭动力活塞停止下移供油量不再减少。
但此时供油量已小于外界负荷所要求的供油量柴油机转速下降飞锤继续合拢致使柱塞工作盘上边缘打开b孔恒压室压力油经A孔、a孔、b孔、B孔进入动力活塞下方使动力活塞上升。
这样一方面使供油量增加了另一方面使顶杆上移联合杠杆使功率滑阀上移恢复原位关闭通往油马达的油路油马达回转叶片停止转动牵引发电机的功率不再增加。
同时动力活塞上升使补偿活塞上升其上方油受挤压而针阀孔因开度小来不及排油缓冲腔内空气受到挤压推动油阀活塞下移。
由于供油量增加柴油机转速增加飞锤张开柱塞上移。
柱塞与滑阀对动的结果又使柱塞工作盘封闭b孔但此时供油量大于柴油机负荷所需供油量柱塞继续上移经过几次调节使柴油机转速、功率和供油量都恢复到原来状况只是把减少的这部分辅助功率、转移到牵引发电机上柴油机的转速和功率仍恒定。
5、司机控制器手柄档位不变辅助功率增加在此种情况下联合调节器的调节动作与上述4相反。
6、柴油机启动启动前柴油机的转速为零。
因此调速弹簧有一定的安装顶紧力使飞锤合拢柱塞处于最低位置滑阀在上、下补偿弹簧的作用下处于中间位置。
这时恒定室与动力活塞下方相通。
但此时齿轮油泵未工作恒压室无压力油。
在伺服马达弹簧作用下动力活塞处于最低位置供油拉杆使喷油泵处于停油位。
在启动时司机控制器手柄置于零位其配速活塞在最高位调速弹簧顶紧力最小。
在柴油机启动之初、调速弹簧顶紧力总是大于飞锤离心国和的轴向分力。
柱塞的工作盘总在b孔之下因此动力活塞仍要上升向气缸的喷油量增加曲轴转速进一步提高直到柱塞的工作盘全封闭b孔。
当柴油机曲轴转速达430r./min左右时飞锤离心力与调速弹簧顶紧力相平衡曲轴才能稳定地运转。
总之联合调节器是内燃机车的心脏部件它们除了调节控制柴油机的转速和功率外还兼有其它多种控制和调节功能它必须具备调节灵敏工作稳定、动作准确的特性。
因此要求我们必须了解它的结构特点掌握它的工作原理以便在今后的工作实践中运用自如得心应手。
本文重点探讨了联合调节器的工作原理简要的分析了它的结构特点有不当之处敬请批评指正。
论 文
论联合调节器的工作原理
三棵树机务段齐运用车间
王凤刚
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