柴油机调速装置.ppt
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Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,1,柴油机调速装置p212p562,柴油机的不同转速是通过改变喷油量来获得的。
改变柴油机油门(油量调节机构)的位置,使其转速调节到规定的转速范围内称柴油机调速。
为此必须装设专门的调速装置,以便根据柴油机负载的变化自动调节供油量,维持其规定的转速范围。
这种装置称调速器。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,2,柴油机调速装置p212p562第一节调速器的必要性和调速器的类型,一、柴油机调速器的必要性1、船舶发电柴油机船舶发电柴油机要求在外界负荷变化时能保持恒定转速,以保证发电机的电压和频率恒定。
2、船舶主机当外界负荷变化时,通过改变循环供油量来维持和限制柴油机在规定转速下运转。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,3,二、调速器的类型p213p563,1、按转速调节范围分
(1)定速调速器在负荷变化时能直接调节供油量使柴油机在予预定的转速下稳定运转。
此种调速器应用于发电柴油机。
(2)双制式调速器它有两个转速控制点,能维持柴油机的最低转速和限制最高转速。
主要用于带有离合器的中小型柴油机。
(3)全制式调速器全制式调速器能在全部转速范围内的任何转速下自动保持转速的稳定性。
因此,在目前生产的船舶柴油机上很多都采用了这种调速器。
(4)极限调速器是限制柴油机的最高转速,它只在柴油机转速超过标定转速的l5时才起作用,把油门关掉,防止飞车。
仅用于船舶主机,目前已很少单独使用。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,4,二、调速器的类型p213p563,2、按执行机构的结构原理分
(1)机械式调速器(直接作用式调速器)它是直接利用飞重产生的离心力去移动油量调节机构来调整柴油机的转速。
其结构简单、工作可靠、维护方便,广泛应用于中小型柴油机上。
(2)液压式调速器(间接作用式调速器)它利用飞重产生的离心力来控制一个功率放大元件,再利用其液压作用产生更大动力去移动油量调节杆来调整柴油机的转速。
它具有广泛的调速范围、稳定性好,调节精度和灵敏性高,通用性强,但结构复杂,调试、维护要求技术高,广泛应用于大中型柴油机上。
(3)电子调速器转速信号监测或执行机构采用电气方式的调速器。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,5,二、调速器的类型,3、典型调速器
(1)极限调速器极限调速器能限制柴油机的最高转速,它只在柴油机转速超过标定转速的l5时才起作用,把油门关掉,防止飞车,在其它情况下它是不起作用的。
在这个最高转速以下,可用手调节油门来变换柴油机的转速。
不仅在直接带动螺旋桨的主机上都装有极限调速器,而且在装有普通调速器的船舶主机上有时也还另外再同时装置一套极限调速器,以防止普通调速机构一旦损坏失灵时发生飞车的危险。
极限调速器的主要由飞球、滑块、伸缩弹簧、杠杆、拉杆和和高速手柄组成。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,6,3、典型调速器,
(2)全制式调速器全制式调速器能在全部转速范围内的任何转速下自动保持转速的稳定性。
目前生产的船舶柴油机上很多都采用了这种调速器。
为了使柴油机在船舶处于海风巨浪或急流险滩等外界变化的条件下,仍能相应地保持所给定的速度工况。
为了在自动化程度较高的船舶上便于进行集中操纵,也要求主机设置便于调整的全制式调速器。
全制式调速器的组成主要由飞重、圆锥形圆盘、套管、圆盘、杠杆轴承、支撑端点、弹簧、调速杆等。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,7,第三节调速器性能指标p214p565,一、动态指标1、瞬时调速率1表明调速器稳定性的参数。
柴油机在标定转速下稳定运转,然后突然卸去全部负荷,转速随时间的变化关系:
1=(n最大n标定)/n标定100式中:
nmax突卸100负荷时的最高瞬时转速;nb突卸100负荷前的稳定转速(标定转速)。
我国有关规范要求发电柴油机的10;(突加50后再加50全负荷)10。
船用主机11012。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,8,一、动态指标p214p566,2、稳定时间t柴油机突加全负荷后转速刚偏离最高空载转速的波动范围到转速恢复到奈定转速的波动范围为止,所需的时间。
我国有关规定交流发电柴油机t5s;船舶主机t10s。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,9,二、静态指标p215p566,1、稳定调速率2根据国家标准,调速器在标定工况下的稳定调速率2为:
2=(n最高空载转速n标定)/n标定100我国有关规定:
主机210;交流发电机25。
稳定调速率2用来衡量调速器的准确性,其值愈小,表示调速器的准确性愈好。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,10,二、静态指标p215p56,2、转速波动率或转速变化率用来表示在稳定运转时柴油机转速波动的大小,主要是由柴油机回转力矩不均匀而引起的。
转速波动率:
转速变化率:
式中:
ncmax测定期间的最高转速,r/min;ncmin测定期间的最低转速,r/min;nm测定期间的平均转速,r/min。
一般,在标定工况时(0.250.5)%;(0.51)%。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,11,二、静态指标p216p567,3、不灵敏度当柴油机在一定负荷下稳定运转时,由于调速机构中存在间隙、摩擦和阻力等,若转速稍有变化,调速器并不能立即改变供油量。
直到转速变化足够大时调速器才能开始调节供油。
这种现象称调速器的不灵敏性。
我国用不灵敏度表示不灵敏区域的大小。
式中:
n1柴油机转速减少时,调速器开始起作用的转速,r/min;n2柴油机转速增加时,调速器开始起作用的转速,r/min;nm柴油机平均转速,r/min,nm=(n1+n2)/2。
不灵敏度过大会引起柴油机转速不稳定,严重时会导致调速器失去作用发生飞车,一般规定在标定转速时(1.52)%;而在最低稳定转速时(1013)%。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,12,第五(四)节机械式调速器p216p567,机械式调速器主要由飞重、滑动套筒及调速弹簧组成。
飞重安装在飞重架上通过转轴由柴油机驱动高速回转。
当柴油机发出的功率与外界负荷刚好平衡时,其转速稳定,飞重产生的离心力与弹簧的弹力平衡,油量调节杆也停留在某一供油量位置。
若外界负荷突然减少,柴油机发出的功率就大于外界负荷而使转速升高,这时飞重的离心力将大于弹簧的弹力而使套筒上移,增加弹簧的压缩量,同时通过角杆拉动油量调节杆以减少供油量。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,13,第四节机械式调速器p216,全制式调速器的动作原理全制式调速器工作原理简图1一圆锥形圆盘2一套管3一圆盘4一杠杆5一轴承6一支撑端点7一弹簧,8一调速杆全制式调速器是通过改变弹簧力,即可得到柴油机相应减油加油的确定转速,实现全速控制。
图中调速器的飞重制成圆球,圆锥形圆盘1与调速器轴刚性连接,带有圆盘3的套管2一方面可以与轴一起旋转,另一方面也可沿轴移动。
套管通过止推滚动轴承5和端点6支撑在杠杆4上。
杠杆4与调油机构连接,同时受弹簧7的拉力作用,经常压在端点上。
当转速升高时,钢球由于离心力作用沿圆盘l的锥面张开,在克服弹簧力后,推动套管及杠杆并减少供油量,使柴油机转速下降回复至原来的状态。
如要改变柴油机的转速,则可通过调速杆8来改变弹簧7的弹力来实现。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,14,机械式调速器(增加内容),机械式极限调速器工作原理:
1一飞球2一轴3一伸缩弹簧4一杠杆5、7-一拉杆l6一调速手柄8一油泵齿条9一喷油泵当柴油机的转速低于最高的极限转速时,飞球1的离心力远不足以克服弹簧力,因此滑块A不动,限速器不起作用,而此时可通过手柄6,借助一套杠杆来拉动喷油泵的齿条8,从而给定各种速度工况。
亦即当转速低于极限转速时,限速器将不妨碍操纵台上用手调节油量的正常工作,而当转速超过极限转速时,此时飞球l的离心力已达到足以使滑块么克服弹簧3的作用力而向左移动,以B点为支点将喷油泵齿条推向停油位置,从而使柴油机转速下降,限制了最大转速。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,15,试题练习,轮机知识,1、根据船舶主机提工作特点,按我国有关规定主机必须装设的调速器是:
A、全制式调速器B、极限调速器C、单制调速器D、液压调速器2、装有全制式调速器的船用主机,当时调速器故障而改用手动操纵时,其运转中出现提最大危险是:
A、海面阻力增大,主机转速自动降低B、海面阻力减小主朵转速自动升高C、运转中主机转速波动而不稳定D、在恶劣气候,主机将发生超速危险3、船用发电柴油机必须装设的调速器是A、液压调速器B、机械式调速器C、定速调速器D、极限调速器,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,16,试题练习,4、船用发电柴油机使用的最佳调速器应该是A、表盘液压式B、极限式C、液压杆式D、机械式5、能保证柴油机在全工况范围内可在设定的转速稳定工作的调速器是:
A、极限调速器、B、定速调速器C、全制式调速器D、双制式调速器6、根据双制调速器的工作特点,它最适合作用的柴油机:
A、船用速柴油机B、船用带离合器的中小型主机C、船用低速机D、带动变距桨柴油机,轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,17,试题练习,7、船用发电柴油机采用的调速器通常有杆式液压调速器表盘式液压调速器极限调速器定速调速器全制调速器双制速器A、+B、+,C、+D、+8、机械式调速器调速弹簧长期使用后弹性变差对调速器性能的影响是A、稳定调速率2变小B、稳定性提高C、准确性下降D、灵敏度变差9、通常机械式调速器的稳定速率2是A、越小越好B、可任意调整C、随机型而异D、越大越好,轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,18,试题练习,385、当柴油发电机的负荷减小而使转速升高时,该调速器的飞重与滑套的动作是:
A、飞重张开滑套下移B、飞重张开滑套上移C、飞重收拢滑套下移D、飞重张开滑套上移11、机械式调速器调主要结构组成之一是:
A、转速调节螺钉B、负荷限定旋钮C、调速旋钮D、反馈指针,轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,19,液压调速器p217p568,一、液压调速器的分类1、无反馈液压调速器(直接作用式)218图8一4p569图2.7一6这种调速器在实际中是不能使用的。
2、刚性反馈液压调速器(间接作用式)p219图8一5p570图2.7一7保证调速过程中具有一定稳定调速率。
3、弹性性反馈液压调速器(间接作用式)p220图8一6p570图2.7一8可实现恒速调节,稳定调速率为零。
4、双反馈液压调速器(间接作用式)p220图8一7p571图2.7一9可通过弹性性反馈中的节流针阀开度的大小调节其稳定性。
船用柴油机广泛应用。
双反馈液压调速器,其工作中的主要特点是:
保证调节稳定性及恒定的稳定调速率。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,20,二、液压调速器的组成p218p569,1、驱动机构由凸轮轴、驱动轴齿轮及驱动轴、传动齿轮和飞重架等组成。
2、转速感应机构由飞重、调速弹簧、摇杆、调速杆和滑阀等组成。
3、伺服放大机构由伺服器、动力活塞等组成。
4、调节机构由动力活塞、油量调节杆等组成。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,21,轮机知识,1、飞重支架2、速度杆3、飞重4、速度弹簧5、摇杆6、液压伺服器(动力液压缸)7、滑阀8、齿轮油泵9、溢流阀(稳压器)10、喷油泵齿条11、齿轮泵驱动轴12、喷油泵本体,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,22,液压调速器的工作原理p218p569,1、驱动机构将柴油机的转速信号传给感应机构。
2、转速感应机构使滑阀移动。
3、伺服放大机构放大感应机构输出的能量。
4、调节机构动力活塞左右移动,调节供油量。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,23,刚性反馈的液压调速器p219p270,轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,24,弹性反馈液压调速器p2220p270,轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,25,二、表盘式液压调速器的结构p221p272,1、UG-8表盘式调速器多用于发电用柴油机。
它的正面表盘上有四个旋钮:
3、调速旋钮8、速度降旋钮9、负荷限制旋钮1、转速指示器,轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,26,1、UG-8表盘式液压调速器的结构p221p272,1、UG8表盘式液压调速器(图8一8)表盘上有四个旋钮:
(1)调速旋钮在表盘面上右上角,用来调节设定转速。
(2)负荷限制旋钮在表盘面上左下角,用来限制负荷(油门)范围。
(3)静速差旋钮也称速度降旋扭。
在表盘面上左上角,用来调节稳定调速率,满足柴油机稳定性和并车工作的需要,并车负荷能均匀分配。
(4)转速指示器在表盘面上右下角,用来指示设定转速。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,27,1、UG-8表盘式液压调速器的结构p221p272,表盘上的四个旋钮外,还有反馈指针、调速电机等。
(1)反馈指针用来调节调速过程中的稳定性。
(2)调速电机由配电板上的开关控制。
和速度旋扭一样,用来调节设定转速。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,28,UG-8表盘式液压调速器的原理图p222p273,轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,29,三、PGA液压调速器p224p273,PGA液压调速器是一种双反馈、气动速度设定、全制式液调速器。
PGA液压调速器由三部分组成:
调速主体部分、速度设定部分和速度降机构。
1)调速主体部分包括调速和反馈两部分。
2)速度设定部分用来摇控气压速度设定,调节速度范围。
3)速度降机构调节稳定速率大小。
液压调速的滑油在正常情况下六个月换油一次。
轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,30,三、PGA液压调速器p224p273,轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,31,试题练习,1、液压调速的滑油在正常情况下的换油周期一般是A、一个月B、六个月C、一年D、二年2、目前多使用双反馈液压调速器,其工作中的主要特点是:
A、保证调节稳定性并恒定调节B、保证调节稳定性及恒定的稳定调速率C、保证调节稳定性及恒定的稳定调速率D、保证调节稳定性及恒定的稳定调速率3、WoodwardUG型液压调速器是一种具有双反馈的液压调速器,其特点静速差机构是刚性反馈恒速反馈是弹性反馈静速差机械是弹性反馈恒速反馈机构是刚性反馈A、+B、+C、+D、+,轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,32,试题练习,4、液压调速器有下列特点:
稳定性好调节精度与灵敏度高通用性好利用飞重直接操纵油量调节机构转速调节范围广可实现恒速调节A、+B、+C、+D、+5、在UG-8液压调速器的稳定性调节中其补偿针阀的最大开度不得超过:
A、1/4圈B1/2圈C、3/4圈D、1圈,6、使用表盘式调速器的两台发电柴油机并联运行负荷始终不能均匀分配,应该调速的部件是:
A、调速旋钮B、补偿针阀开度C、伺服马达D、速度降差旋钮,轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,33,试题练习,7、欲使两台并联运行的柴油机具有自动合理分配负荷的能力,其先决条是使二台柴油机调速器的下述性能具有以下特点:
A、瞬时调速率必须相同B、稳定调速率必须相等且不为零C、瞬时调速率必须等于零D、稳定调速率必须均为零8、液压调速器内部油道驱气应当:
A、将补偿针阀旋出几圈B、打开加油孔C、将反馈指针置于最小刻度D、在试验台上进行9、调速器油道内有空气会导致:
A、柴油机无法起动B、柴油机转速不稳C、柴油机加不上负荷D、柴油机飞车,轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,34,练习题,轮机知识,Koukiepin,轮机维护与修理,Introductiontoship,35,p,轮机知识,
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