柴油機(jī)調(diào)速特性

1、1柴油機(jī)調(diào)速特性分析報告（宋國民）（2010 年 3 月）一、前言.2.二、柴油機(jī)調(diào)速的分類.2.2.1 按照結(jié)構(gòu)和工作原理來分類.2.2.1.1 機(jī)械式調(diào)速器.2.2.1.2 液壓式調(diào)速器.3.2.1.3 電子式調(diào)速器.4.2.2 功能分類的機(jī)械.4.2.2.1 定速調(diào)速器.4.2.2.2 全程調(diào)速器.5.2.2.3 兩級式調(diào)速器.5.2.2.4 復(fù)合式調(diào)速器.7.三、結(jié)論.7.2一、前言發(fā)動機(jī)當(dāng)負(fù)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(jìn)一步升高， 這樣不斷地惡性循環(huán)， 造成發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速越 來越高，最后飛車；反之，當(dāng)負(fù)荷增大時，轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)速降低

2、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(jìn)一步降低， 這樣不斷地惡性循環(huán)， 造 成發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速越來越低，最后熄火。柴油機(jī)本身的速度特性不能滿足大多數(shù)從動機(jī)械的要求，因為其扭矩曲線比 較平坦，當(dāng)外界阻力矩有少量變化時柴油機(jī)轉(zhuǎn)速就會有很大波動。 這對柴油機(jī)及 其從動機(jī)械的正常運轉(zhuǎn)不利，因此柴油機(jī)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(jī)保持在所要求的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。二、柴油機(jī)調(diào)速的分類不同的調(diào)速器會導(dǎo)致柴油機(jī)具有不同的調(diào)速特性，調(diào)速特性表征了柴油機(jī)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(jī)調(diào)速器可分為 以下幾種：定速調(diào)速器兩極調(diào)速

3、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(jī)的調(diào)速器可分為以下形式：機(jī)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(jī)械式調(diào)速器最早機(jī)械式調(diào)速器是 1874 年由 James 發(fā)明的離心式機(jī)械調(diào)速器目前廣泛 應(yīng)用的機(jī)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3的原理來實現(xiàn)調(diào)速過程的，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時，飛錘的轉(zhuǎn)動即轉(zhuǎn)變 為滑套及其相連接的噴油泵齒桿的移動，以達(dá)到調(diào)節(jié)噴油泵循環(huán)供油量的目的。廝油方阿圖：機(jī)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(jī)，對大型柴油機(jī)，由于油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)磨擦阻力較

4、大， 加之柴油機(jī)轉(zhuǎn)速 不高，若再采用純機(jī)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(jì) 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(jī)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(jī)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。42.1.3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

5、， 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(zhǔn)確地實現(xiàn)恒速調(diào)速，能夠 滿足柴油發(fā)電機(jī)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。2.2功能分類的機(jī)械2.2.1定速調(diào)速器發(fā)電用柴油機(jī)要求在外界負(fù)荷（用電量）變化時能保持恒定的轉(zhuǎn)速，以保證 發(fā)電機(jī)的電壓和頻率恒定。若外界負(fù)荷減少而噴油量不變，則柴油機(jī)的功率就會 大于外負(fù)荷而使轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)速升高后又進(jìn)一步擴(kuò)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(fù)荷增加而噴油量不變，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速就會降出油圖：液壓式調(diào)速器QQ錘液壓伺膽機(jī)構(gòu)圖：

6、電子式調(diào)速器5低并最終導(dǎo)致停車。所以，發(fā)電柴油機(jī)自身沒有自動調(diào)速性能， 為保證在外負(fù)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。222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(jī)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(jī)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(jī)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。6中、小型汽車柴油機(jī)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7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)

7、用運輸車及其他柴油機(jī)的廣泛應(yīng)用。圖8兩極式調(diào)速器調(diào)速特性曲線A一髙速起作用點C一膠正點F塩爲(wèi)空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速點D怠速點I-圖：兩極式調(diào)速器特性8在轉(zhuǎn)速 n1n2 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n3n4 范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)油量，n2n3 之間，供油量由駕駛員用油門踏板直接控 制，柴油機(jī)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(jìn)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(jī)， 主要應(yīng)根據(jù)車輛使用 特性進(jìn)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(jī)電控技術(shù)， 特別是以微機(jī)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(jìn)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(jī)械式、液壓式調(diào)速器相比，電子調(diào)速器具有調(diào)節(jié)精度高、 結(jié)構(gòu)簡單、 易實