調(diào)速器(governor)是一種自動調(diào)節(jié)裝置,它根據(jù)柴油機負荷的變化,自動增減噴油泵的供油量,使柴油機能夠以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速運行。
調(diào)速器已經(jīng)在工業(yè)直流電機調(diào)速、工業(yè)傳送帶調(diào)速、燈光照明調(diào)解、計算機電源散熱、直流電扇等、得到廣泛應用。
調(diào)速器用于減小某些機器非周期性速度波動的自動調(diào)節(jié)裝置。
可使機器轉(zhuǎn)速保持定值或接近設(shè)定值。水輪機、汽輪機、燃氣輪機和內(nèi)燃機等與電動機不同,其輸出的力矩不能自動適應本身的載荷變化,因而當載荷變動時,由它們驅(qū)動的機組就會失去穩(wěn)定性。這類機組必須設(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關(guān)系,以保證機組作正常運轉(zhuǎn)。調(diào)速器的理論和設(shè)計問題,是機械動力學的研究內(nèi)容。調(diào)速器的種類很多。其中應用最廣泛的是機械式離心調(diào)速器。而以測速發(fā)電機或其他電子器件作為傳感器的調(diào)速器,已在各個工業(yè)部門中廣為應用。
①當機組轉(zhuǎn)速與設(shè)定值出現(xiàn)偏差時,調(diào)速器能做出相應的反應動作,同時又必須有一經(jīng)常作用的恢復力使調(diào)速器回復初始狀態(tài)。離心調(diào)速器中的彈簧就是產(chǎn)生恢復力的零件。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,
例如運動副中的摩擦,使調(diào)速器具有一定的不靈敏性,即當被控制軸的轉(zhuǎn)速稍微偏離設(shè)定值時,調(diào)速器不產(chǎn)生相應的動作。機械式調(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,也會由于機組正常運轉(zhuǎn)中周期性的速度波動而產(chǎn)生不應有的調(diào)節(jié)動作。
調(diào)速器是用來保持柴油機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的。在柴油機的負載變化的過程中,它的轉(zhuǎn)速是會相應發(fā)生變化的。當轉(zhuǎn)速降低時,如果調(diào)速器不調(diào)節(jié),柴油機最終將停掉;當轉(zhuǎn)速升高時,如果調(diào)速器不作用,柴油機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的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。另外,調(diào)速器還可以保持柴油機的最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速,防止,低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時熄火和高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時“飛車”,造成機械損壞。
按其工作原理
按其工作原理的不同,可分為機械式,
氣動式,液壓式,機械氣動復合式,機械液壓復合式和電子式等多種形式。但目前應用最廣的當屬機械式調(diào)速器,其結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,性能良好。
液壓調(diào)速器在感應元件和油量調(diào)節(jié)機構(gòu)之間加入一個液壓放大元件(液壓伺服器),使感應元件的輸出信號通過放大元件再傳到油量調(diào)節(jié)機構(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。
當負荷減小時,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。當轉(zhuǎn)速恢復到原來數(shù)值時,滑閥也回到中央位置,調(diào)節(jié)過程結(jié)束。
當負荷增加,轉(zhuǎn)速降低時,調(diào)速過程按相反方向進行。
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,因為感應元件直接驅(qū)動滑閥,無論它朝哪個方向往動,均難準確地回到原來位置而關(guān)閉油孔。這樣就使柴油機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定,而產(chǎn)生嚴重的波動。
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,減少柴油機轉(zhuǎn)速波動的可能性。這種裝置稱為反饋機構(gòu)。