柴油機調(diào)速特性

1、柴油機調(diào)速特性分析報告（宋國民）（2010 年 3 月）一、前言 2二、柴油機調(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 復合式調(diào)速器 7.三、結(jié)論 79一、前言發(fā)動機當負荷減小時， 轉(zhuǎn)速升高， 轉(zhuǎn)速升高導致柱塞泵循環(huán)供油量增加， 循 環(huán)供油量增加又導致轉(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)速降低導致柱

2、塞泵循環(huán) 供油量減少， 循環(huán)供油量減少又導致轉(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)

3、速器全程調(diào)速器復合式調(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 為滑套及其相連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。廝油方阿圖：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

4、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。QQ 錘液壓伺膽機構(gòu)出油圖：液壓式調(diào)速器2.1.3電子式調(diào)速器在電子調(diào)速器

5、中，不采用離心飛錘來作為轉(zhuǎn)速感應元件， 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。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

6、轉(zhuǎn)速就會降低并最終導致停車。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，易于修復調(diào)整等特點，能滿足 農(nóng)用運輸車

7、及其他柴油機的廣泛應用。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 塩爲空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速點D 怠速點I圖：兩極式調(diào)速器特性在轉(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，柴油機按照速度特性工作。2.2.4 復合式調(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)速特性適應于不同用途的車輛和發(fā)動機， 主要應根據(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、 自適應控制、自學習系統(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。與機械式、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、 易實現(xiàn)自