理论教育 调速器功能及分类详解

调速器功能及分类详解

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:在所有压燃式内燃机即柴油机上均装有调速器,其最基本的功能是限制发动机的最高转速,即保证它在高速工况下不致因超速而产生“飞车”,同时也可保证在低速与怠速时的稳定运行,并限制其在其他工况下的转速波动。柴油机上必须装调速器的原因可以从其与汽油机工作稳定性的比较来说明。调速器的种类很多,以下将介绍其主要分类方式。

调速器功能及分类详解

在所有压燃式内燃机柴油机上均装有调速器,其最基本的功能是限制发动机的最高转速,即保证它在高速工况下不致因超速而产生“飞车”,同时也可保证在低速与怠速时的稳定运行,并限制其在其他工况下的转速波动。

柴油机上必须装调速器的原因可以从其与汽油机工作稳定性的比较来说明。

汽油机采用量调节方式工作,即利用节气门的开度控制进入气缸的可燃混合气量以改变负荷大小,图7-1 a中汽油机对应各个节气门开度的扭矩Ttq随转速n的变化曲线多呈下降趋势,这就决定了它具有较好的自调节能力,能在任何一个节气门开度位置下,在向下倾斜的发动机的扭矩即速度特性(图中实线)与上升阻力矩Ttqc的曲线(图中点画线)的交点所确定的转速下稳定运行(这时dTtq/dn<dTtqc/dn,设想有任一因素,使转速增加,此时Ttqc>Ttq,转速自动下降;反之,当任一因素使发动机转速下降,此时Ttq>Ttqc,发动机转速自动增加并回复到原有的平衡位置上)。此外在节气门全开的外特性曲线上,当负荷降为最低(完全卸载)时,汽油机的最高空转转速也不会过分增高而产生“飞车”,因此在汽油机上,除特殊需要(对频率有特别要求的发电装置)以外,一般不需要加装专门的调速器。

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图7-1 汽油机与柴油机自调节性能的比较

a)汽油机 b)柴油机

柴油机的情况则与汽油机有很大不同,其速度特性线是在油量调节齿杆位置不变条件下获得的,前已说明,柴油机喷油泵的速度特性线一般都是随转速上升而向上倾斜,高速时才略为转平(图5-27)。所以,柴油机的扭矩速度特性变化比较平缓,如图7-1b实线所示,在低速段和小油量位置时甚至呈上升趋势,这就出现以下两个问题:(www.daowen.com)

(1)当齿杆固定在中、大油量位置(图7-1b上方实线)时,柴油机虽然能稳定在某一工况运行,但负荷的微小波动会引起转速的大幅度变化;尤其是齿杆处于最大油量位置,而阻力矩突然减小时,则柴油机会因超速而产生“飞车”。

(2)当齿杆固定在小油量位置(图7-1b中下方实线)时,由于dTtq/dn>dTtqc/dn,柴油机将无法稳定运行。因为当负荷少许变化而使转速稍有上升时,如由n0变到n1,则因扭矩始终大于阻力矩致使转速不断上升;反之,当转速下降由n0变到n2时,又会因扭矩低于阻力矩而使转速不断下降直至停车。

为了避免出现上述高速时超速“飞车”和低速与怠速时不稳定运行的现象,必须在柴油机上加装调速器,以保证使柴油机输出扭矩Ttq能随转速n的上升而陡降,如图7-1b虚线所示。

除了上述防止超速与保持怠速稳定两项基本任务以外,调速器作为柴油机及其燃料供给系统的主要控制部件,还担负着其他重要功能,如保持怠速与最高转速之间各工况的转速稳定(全程调速)、起动加浓、扭矩校正以及增压与海拔补偿等,以满足柴油机在各种情况下的运转需要。

调速器的种类很多,以下将介绍其主要分类方式。

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