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調(diào)速器

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調(diào)速器(governor)是一種自動調(diào)節(jié)裝置,它根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷的變化,自動增減噴油泵的供油量,使柴油機(jī)能夠以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。

調(diào)速器已經(jīng)在工業(yè)直流電機(jī)調(diào)速、工業(yè)傳送帶調(diào)速、燈光照明調(diào)解、計算機(jī)電源散熱、直流電扇等、得到廣泛應(yīng)用。

調(diào)速器用于減小某些機(jī)器非周期性速度波動的自動調(diào)節(jié)裝置。

可使機(jī)器轉(zhuǎn)速保持定值或接近設(shè)定值。水輪機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和內(nèi)燃機(jī)等與電動機(jī)不同,其輸出的力矩不能自動適應(yīng)本身的載荷變化,因而當(dāng)載荷變動時,由它們驅(qū)動的機(jī)組就會失去穩(wěn)定性。這類機(jī)組必須設(shè)置調(diào)速器,使其能隨著載荷等條件變化,隨時建立載荷與能源供給量之間的適應(yīng)關(guān)系,以保證機(jī)組作正常運(yùn)轉(zhuǎn)。調(diào)速器的理論和設(shè)計問題,是機(jī)械動力學(xué)的研究內(nèi)容。調(diào)速器的種類很多。其中應(yīng)用最廣泛的是機(jī)械式離心調(diào)速器。而以測速發(fā)電機(jī)或其他電子器件作為傳感器的調(diào)速器,已在各個工業(yè)部門中廣為應(yīng)用。

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調(diào)速器穩(wěn)定性條件

①當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速與設(shè)定值出現(xiàn)偏差時,調(diào)速器能做出相應(yīng)的反應(yīng)動作,同時又必須有一經(jīng)常作用的恢復(fù)力使調(diào)速器回復(fù)初始狀態(tài)。離心調(diào)速器中的彈簧就是產(chǎn)生恢復(fù)力的零件。這樣的調(diào)速器稱靜態(tài)穩(wěn)定的調(diào)速器。但是靜態(tài)穩(wěn)定的調(diào)速器也可能在調(diào)節(jié)過程中出現(xiàn)動態(tài)不穩(wěn)定性,當(dāng)調(diào)節(jié)動作過度而出現(xiàn)反向調(diào)節(jié)時,實際調(diào)節(jié)動作會形成一個振蕩過程。使振蕩能很快衰減的調(diào)速器,稱為動態(tài)穩(wěn)定的調(diào)速器,否則是動態(tài)不穩(wěn)定的調(diào)速器,后者不能保證機(jī)器正常工作。

②在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中增加阻尼是提高動態(tài)穩(wěn)定性的一種方法。調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的阻尼,

例如運(yùn)動副中的摩擦,使調(diào)速器具有一定的不靈敏性,即當(dāng)被控制軸的轉(zhuǎn)速稍微偏離設(shè)定值時,調(diào)速器不產(chǎn)生相應(yīng)的動作。機(jī)械式調(diào)速器的不靈敏性一般約為其設(shè)定值的1%。靈敏性過高的調(diào)速器,也會由于機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)中周期性的速度波動而產(chǎn)生不應(yīng)有的調(diào)節(jié)動作。

調(diào)速器是用來保持柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的。在柴油機(jī)的負(fù)載變化的過程中,它的轉(zhuǎn)速是會相應(yīng)發(fā)生變化的。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時,如果調(diào)速器不調(diào)節(jié),柴油機(jī)最終將停掉;當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時,如果調(diào)速器不作用,柴油機(jī)最終將無法承受過大的離心力而損壞。調(diào)速器的作用就是保持柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。另外,調(diào)速器還可以保持柴油機(jī)的最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速,防止,低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時熄火和高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時“飛車”,造成機(jī)械損壞。

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調(diào)速器主要分類

按其工作原理

按其工作原理的不同,可分為機(jī)械式,

 氣動式,液壓式,機(jī)械氣動復(fù)合式,機(jī)械液壓復(fù)合式和電子式等多種形式。但目前應(yīng)用最廣的當(dāng)屬機(jī)械式調(diào)速器,其結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,性能良好。

液壓調(diào)速器在感應(yīng)元件和油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)之間加入一個液壓放大元件(液壓伺服器),使感應(yīng)元件的輸出信號通過放大元件再傳到油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上去,因此也叫間接作用式調(diào)速器。

液壓放大元件有放大兼執(zhí)行作用,主要由控制和執(zhí)行兩個部分組成。

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無反饋的液壓調(diào)速器

當(dāng)負(fù)荷減小時,由曲軸帶動的驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速升高,飛球的離心力增加,推動速度桿右移。

于是,搖桿以A點為中心逆時針轉(zhuǎn)動,滑閥右移,壓力油進(jìn)入伺服器油缸的右部空間。與此同時,油缸的左部空間通過油孔與低壓油路相通,其中的油被泄放。在壓差的作用下,伺服活塞帶動噴油泵齒條左移,以減少供油量。當(dāng)轉(zhuǎn)速恢復(fù)到原來數(shù)值時,滑閥也回到中央位置,調(diào)節(jié)過程結(jié)束。

當(dāng)負(fù)荷增加,轉(zhuǎn)速降低時,調(diào)速過程按相反方向進(jìn)行。

從上述分析可知,調(diào)速器飛球所產(chǎn)生的離心力僅用來推動滑閥,因而飛球的重量尺寸就可以做得較小。而作為放大器的液壓伺服器的作用力,則可根據(jù)需要,選擇不同尺寸的伺服活塞和不同滑油壓力予以放大。

但是,在這種調(diào)速器中,因為感應(yīng)元件直接驅(qū)動滑閥,無論它朝哪個方向往動,均難準(zhǔn)確地回到原來位置而關(guān)閉油孔。這樣就使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定,而產(chǎn)生嚴(yán)重的波動。

為了使調(diào)速器能穩(wěn)定調(diào)節(jié),在調(diào)速器中還要加入一個裝置,其作用是在伺服活塞移動的同時對滑閥產(chǎn)生一個反作用,使其向平衡的位置方向移動,減少柴油機(jī)轉(zhuǎn)速波動的可能性。這種裝置稱為反饋機(jī)構(gòu)。

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