电子调速器原理一.柴油机调速器的作用及分类 在柴油机各种工况运转中,当外界负荷发生变化时能自动调节喷油泵的供油量, 以保证柴油机在规定的转速下稳定运转: 1.防止柴油机运转超速运转(飞车)—控制最高转速; 2.保证最低转速下能稳定运转—控制最低转速; 3.随着外界负荷的变化,自动调节供油量,使之在规定的转速下稳定工作。 调速器的分类 1.根据控制机构的不同有:电子式、液压式、气动式和机械式。 (1)电子式:(2)液压式:(3)气动式:(4)机械式: 2.据用途的不同分为:单制式、双制式和全制式。 (1)单制式:单置式调速器又称恒调速器,只能控制柴油机的最高速度。这种调 速器中调速弹簧的预紧力是固定不变的,只有当柴油机转速超过最高标定转速 时,调速器才能起作用,故称恒速调速器。 (2)双置式:双置式调速器又称两极式调速器,用来控制柴油机的最高转速和最 低稳定速度。 (3)全置式:全置式调速器可以控制柴油机在规定的转速范围内任意转速下运动。 其工作原理与恒调速器的区别在于弹簧承盘做成活动的,因此弹簧的弹力不是固 定值,而是由操纵杠杆控制,随操纵杠杆位置的变化,调速器弹簧的弹力也随之 变化,故可以控制柴油机在任意转速下稳定工作。 电子调速器的基本原理 由于电子技术的发展,电子控制系统已愈加广泛地应用在发动机上,其中电子调 速器在柴油机上的应用已达到非常令人满意的效果。 电子调速器是根据接 受的电信号,通过控制器和执行器来改变喷油泵供油量的大小。现以我国成都仪 表厂生产的E6-E30 型电子调速器为例,说明一下它的结构和工作原理。 子调速器的组成E6-E30 型电子调速器可分别应用在150 一5000kW的内燃 机调速系统。 本调速器属全电式调速器,不需要机械液压传动。它由转速 调整电位器、转速传感器、控制器、执行器和保险电路等组成。 其结构如下 图所示: 1.转速传感器 它应采集尽可能高的信号频率。设计采用最高的 信号频率为12000Hz 发动机转速与频率关系的计算公式如下:f=nz/60 f--频率Hzn--发动机的转速r/min; Z--传感齿轮齿致(或飞轮外圈齿数)。 感器最好是从飞轮处测量转速,安装时传感器与飞轮齿圈齿顶的间隙为0.4-0.8mm。 2.控制器 它的作用是根据传感器测出的转速实际值与其 中设定值,进行比较、并驱动执行器执行。 3.转速调整电位器 它用来 根据发动机使用的最高允许转速来调定频率。在订购时若写明发动机的运行频 率,工厂根据要求调定好频率。若订单上未注明机组运行频率,则出厂时频率调 定为2000Hz。如果此调定的频率在发动机的空转和最高转之间,则可起动发动 机并调节"speedmax" (最高转速)电位器使发动机获得最高运转频率。 行器由直流电机驱动,其扭矩通过一个中间齿轮传至输出轴。反馈部件将执 行器的工作状态传入控制器以形成闭环控制系统。 执行器的输出轴摇臂通过 调节连杆与喷油泵齿杆相连。 5.保险电路 在电子调速系统中设有保 险电路,当传感信号中断,如因电缆断裂发动机停止远行时,它可以使执行器停 止工作,并使输出轴摇臂恢复至"0"位置。 二、电子调速器的工作原理 转速调整电位器设定需要的转速,传感器通过飞轮上的齿圈测量出发动机转速实际值,并送至控制器,在控制器中实际值与设定值相比较,其比较的差值经控制 线路的整理、放大,驱动执行器输出轴,通过调节连杆拉动喷油泵齿杆,进行供 油量的调节,从而达到保持此设定转速的目的。 这种电子调速器还可根据发 动机使用场合的需要选择不均匀度的大小。当进行无差调速时,电子控制系统会 将负荷变化而引起的设定转速与实际转速之间的差值消除,使发动机保持原设定 的转速。根据机组需要,也可调节不均匀度电位器,以使调速系统获得满意的静 态调速率。 该电子调速器还配有多种附件装置,根据机组需要,装上相应 附件,可以实现自动同步、负荷分配及负荷预置等功能要求。 电子调速器的 特点是可分别独立的决定调速特性,在装有全部附件的情况下能够确定最佳的扭 矩特性、怠速特性和过渡特性等。用电子调运器能适应各种不同机型的要求。 E6-E30 型电子调运器可分别应用在柴油机、汽油机、燃气轮机、蒸汽轮机及水 轮机等的调速系统上。 二.调速器的功能及组成和工作原理 调速器的作用调速器是用来保持柴油机的转速稳定的。在柴油机的负载变化的过程中, 它的转速是 会相应发生变化的。当转速降低时,如果调速器不调节,柴油机最终将停掉;当 转速升高 时,如果调速器不作用,柴油机最终将无法承受过大的离心力而损坏。调速器的 作用就是 保持柴油机的转速稳定。另外,调速器还可以保持柴油机的最低转速和最高转速, 防止, 低转速运转时熄火和高转速运转时“飞车”,造成机械损坏。 柴油机运转时,喷油泵的供油量应随发动机的转速不同而有所差别,即随发 动机转速的升高,供油量应增大.但是,如果没有调速器加以控制,供油量会随着发 动机转速的升高而增加,这种现象的继续,可以在短时间内使发动机超过额定转 速而造成"飞车",致使发动机过热,冒黑烟,以致发生损坏机件的现象.反之,当发 动机转速降低时,如果没有调速器,喷油量将随发动机转速的降低而减少,直至迫 使发动机熄火.因此,在柴油机上必须装有可靠的调速器. 调速器的组成调速器由速度感受元件、控制机构、执行机构组成。 速度感受元件是分布在柴油机自由端处的两个速度传感器:XJY.0CS006,007; 控制机 构是分布在柴油机靠近发电机一侧的本体上的两个“黑匣子”,两套控制机构是互 为备用 的,当一套控制机构故障时,会自动切换到另一套;执行机构分布在柴油机的自 调速器的基本原理调速的基本原理:改变进入气缸进行燃烧的柴油的数量(加大或者关小“油门”), 可以改变柴油机的转速或者负荷。如果保持转速不变,改变燃油的数量就可以改变柴油发 电机的负荷;如果保持柴油发电机的负荷不变,改变燃油的数量,就可以改变柴 油机的转 速。调速器就是在保持转速不变的情况下,改变(或者适应)柴油发电机的负荷。 调速过程在讲调速过程之前,先看一下燃油的油路:燃油经过柴油机驱动的泵,经过过滤 第五章燃油系统介绍)进入柴油机两侧的进油管,然后由进油管进入每一个气缸对应的高 压柱塞泵(该泵由柴油机的曲轴经凸轮轴带动),高压油经过喷射器后进入气缸 燃烧做功。 柴油机(曲轴)每旋转两周,凸轮轴旋转一周,即往气缸里送一次油。每一次打 入气缸的 油量(即柱塞泵的柱塞行程)是可以调节的,这种调节就是所谓的开大或者关小 “油门”。 调速器的调速过程:先由速度探测元件感受到速度的变化,然后传递给速度控制 机构, 与设定的速度值进行比较,该差值的正负将决定是关小还是开大 “油门”。该差 值信号(电 信号)传递给执行机构,在执行机构中,经过润滑油系统的压力放大后(液压调 动“油门”开大或者关小。