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柴油发电机调速器的结构原理是什么

文章出处:康明斯动力 人气:发表时间:2018-06-29

         调速器是一种自动调节喷油泵供油量的装置。它能够根据柴油发电机外部负荷的变化,自动地调节喷油泵的供油量,使柴油机以较稳定的转速进行运转,从而保证柴油发电机既不会产生超速,又不会在怠速时造成停机。调速器的种类较多,按工作原理可分为:机械调速器、液压调速器、气动调速器和电子调速器。按功用又分为:单程式调速器、两极式调速器、全程式调速器、极限式调速器和两用式调速器,目前国内柴油发电机使用较多的是全程式调速器。

1.功用

调速器的功用如下:

(1)根据负荷变化,迅速自动地调整供油量,使柴油机的输出功率与负载保持平衡,从而保持稳定的转速。

(2)限制柴油机最高转速,防止飞车。

(3)保证低速时的稳定性。

(4)根据起动运转中的预热规定,人为进行手动转速调节。

2.全程式调速器的结构

全程式调速器既能限制柴油发电机的最高转速和最低转速,又能在柴油机整个转速范围内起到自动调节的作用。操作手可以通过调速器的操纵机构调整柴油机的转速,并能够使调整后的转速保持稳定。下面以使用广泛的B型泵用调速器为例介绍其结构和主作原理。全程式调速器装配在喷油泵的泵体一侧,其传动端有喷油泵凸轮轴传动。调速器一般由灵敏机构、操纵机构、传动机构和壳体等部件组成。

(1)灵敏机构。灵敏机构的作用是感受转速或负荷的变化,并将此变化通过传动机构作用于喷油泵油量调节齿杆。当油量调节齿杆拉动时,就会相应改变喷油泵内部各柱塞的供油量。

灵敏机构主要由飞锤(飞铁或飞块)、调速弹簧和伸缩轴等部件组成。飞锤用两个销子固定在飞锤座架上,飞锤座架用两个滚珠轴承支承在托架上,托架用4个螺钉固定在调速器前壳体上,在飞锤的座架上铣有小齿轮,有固定在喷油泵凸轮轴上的调速齿轮带动旋转。座架内部的齿轮旋转时,飞锤由于离心力而张开,飞锤脚顶在伸缩轴上,在伸缩轴上安装有平面推力轴承。伸缩轴装配在飞锤座架上的青铜套孔内。当飞锤张开或合拢时,缩轴可以在青铜衬套内滑动。为了最大限度的减轻伸缩轴的磨损,在伸缩轴上加工了螺旋形油槽,以用来改善伸缩轴的润滑。

调速齿轮上安装有缓冲弹簧片,它由轮毂和齿轮所组成,其内由三片弹簧片连接在一起并由齿轮盖板和锁紧装置进行定位。轮毂安装在带有半圆健的凸轮轴上,放上弹簧垫圈后再用锁紧螺母固紧。当喷油泵凸轮轴转动时,调速齿轮带动飞锤座架内部安装的齿轮使飞诖转动。由于弹簧片的缓冲作用,当喷油泵凸轮轴转速突然升高或降低时就减少了調速齿轮和飞锤座架内部安装的齿轮之间的冲击和磨损

(2)操纵机构。该机构的作用就是调节柴油机的转速。它通过改变调速弹簧的弹力来实现转速的调节,这种改变调速弹簧弹力的装置称为操纵机构。

操纵机构主要由操纵手柄、操纵轴和摇杆等零部件组成。操纵手柄通过操纵轴带动摇杆摆动,从而改变调速弹簧的弹力。调速器操纵手柄按柴油机用途的不同有三种型式,

有微量调节操纵机构的操纵手柄安装在带有花键的操纵轴上,并用栓固紧。微量调节手轮安装在手柄的中间部位,其轮齿与调速器壳体上的扇形齿板相互啮合。当柴油机转速較低或较高时,只要转动手轮就可以对柴油机的转速进行微量调节。当需要大幅度改变柴油机的转速时,只要提起操纵手柄,使调节轮齿与扇形齿板分离就可扳动操纵手柄,以改变柴油机的转速。

(3)传动机构。传动机构主要由调速杠杆、滚轮和拉杆螺钉等零部件组成。其主要作用是把灵敏机构所感应到的负荷变化传给喷油泵的调节齿杆,油量调节齿杆拉动时,喷油泵内部各分泵柱塞的供油量就会改变。

调速器壳体内部的调速杠杆可在最下端的杠杆轴上摆动,在杠杆的中上部装有滑轴销以用来安装调速弹簧的一端,调速弹簧的另一端安装在摇杆头部,在调速弹簧弹力的作用下,调速杠杆中部安装的滚轮始终与伸缩轴保持接触。调速杠杆的顶端通过螺栓与喷油泵油量调节齿杆拉杆弹簧连接在一起。在拉杆螺栓上装配有弹簧,弹簧所起的作用就是减少调速器杠杆与喷油泵调节齿圈之间的传动间隙。停机手柄位于拉杆接头处,当油机电站操作人员扳动停机手柄时,拉杆便迅速拉动油量调节齿杆使喷油泵停止供油,这时,拉杆弹簧处于压缩状态。

(4)调速器壳体。壳体由前壳和后壳两个部分组成。前壳与后壳经密封后装配为一体,在调速器的上部有检查孔并用盖板封住。在盖板上开有加油孔,平时用软橡胶堵头堵塞。在后壳的一端安装有怠速稳定器和转速表接头。怠速稳定器由空心螺丝、锁紧螺母、弹簧和螺塞所组成。当柴油机怠速出现不稳定时,可用“—”字螺丝刀转动螺塞以改变弹簧的作用力,从而提高柴油机怠速时的稳定性。在后壳的下侧装有机油平面检查螺钉,以用来检查调速器壳体内的机油量。

(5)B型泵用调速器工作原理。

起动状态:柴油发电机在起动前,首先将调速器的操纵手柄放置在怠速位置。这时,调速器内部的调速弹簧便拉动调速杠杆和齿杆,并使喷油泵内部的油量调节齿杆拉动喷油泵内部各分泵柱塞处于供油位匱。柴油机起动后,喷油泵内部凸轮轴通过调速器齿轮带动飞锤旋转。随着柴油发电机转速的提高,飞锤的离心力逐渐增大。当离心力大于弹簧弹力时,飞锤张开并顶动伸缩轴,伸缩轴便顶动调速杠杆和拉杆,使喷油泵油量调节齿杆向供油量减少的方向拉动,直到飞锤的离心力与弹簧的弹力平衡时为止。此时,齿杆保持一定的供油位置并使柴油机在某一转速下稳定运转。

加速或减速状态:顺时针转动调速器细调手轮,柴油机的转速增高,此时,调速弹簧的弹力大于锤的离心力,调速杠杆带动喷油泵内部的油量节齿杆向供油量增加的方向拉动,随着柴油机转速的升高,飞锤的离心力也随着增大。当飞锤的离心力与调速弹簧的弹力达到新的平衡时,柴油机就在新的转速下稳定工作。反之,逆时针转动调速器细调手轮,柴油机的转速降低,此时,飞锤的离心力大于调速弹簧的弹力,调速杠杆便带动喷油泵内部的油量调节齿杆向供油量减少的方向拉动,随着柴油机转速的降低,飞锤的离心力也随着减小。当飞锤的离心力与调速弹簧的弹力达到新的平衡时,柴油机又会在降低了的转速下稳定工作。

负载变化时的状态:柴油机的外部负载发生变化时,转速也随着变化。当飞锤的离心力发生变化时,原有的平衡状态也随着发生改变。所以,柴油机喷油泵的供油量也会随负载的变化而变化,当外部负载处于恒定时,柴油机就会在恒定负载转速下稳定运转。

低速状态:柴油机在低速运转时,调速杠杆顶在低速稳定器的销轴上,稳定器内的弹簧通过销轴给调速杠杆以附加作用力,这样一来就限制了杠杆的来回摆动,从而保证了低转速的稳定性。


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