柴油机调速
柴油机调速原理
柴油机调速原理
柴油机调速原理是指通过控制柴油机的燃油供应量来达到稳定的转速。
柴油机的调速原理可以分为机械调速和电子调速两种方式。
机械调速是指通过机械装置来调整柴油机的转速。
主要有以下几个部件：
1. 调速器：调节柴油机进气量或燃油供应量，在不同负荷条件下使柴油机保持稳定的转速。
2. 高速调节器：根据柴油机的负荷变化，通过调整进气量或燃油供应量来保持柴油机的稳定转速。
3. 低速调节器：根据柴油机的负荷变化，通过调整燃油供应量来保持柴油机的稳定转速。
4. 调速杆：用于手动调整柴油机的转速，一般在无电力供应或故障情况下使用。
5. 空气调速器：根据机械传动系统的变化，调整进气量，以保持柴油机的稳定转速。
另外，电子调速是通过电子控制器来实现柴油机的调速。
它采用传感器感知柴油机的负荷和速度，并根据预设的调整曲线来控制燃油喷射量。
电子控制器会根据采集到的信号来调整燃油喷射系统的工作状态，确保柴油机能够保持稳定的转速。
总体而言，柴油机的调速原理通过控制燃油供应量来实现转速的稳定。
机械调速利用机械装置来调整燃油供应量，而电子调速则通过电子控制器来感知和调整燃油喷射量。
这些调速原理的应用可以提高柴油机的工作效率和稳定性。
第八章 柴油机的调速
用来放大感应机构的输出能量。套筒 34 由驱动
轴 28 带动回转。
（4）调节机构 由动力活塞 23、输出轴 12
及油量调节杆 13 等组成。用来拉动调油杆调节
图 6-2-6 UG-8 表盘式调速器外形图
供油量。 （5）恒速（弹性）反馈机构 主要由大反
馈活塞 33、小反馈活塞 30、反馈弹簧 29、补偿针阀 31、反馈杠杆 45 和杆 40、可调支点 47、
第八章 柴油机的调速和操纵 第一节 柴油机的调速
作用：通过改变油量调节机构，将柴油机的转速调节到规定的转速范围，并且根据柴 油机负载的大小自动调节供油量，使其转速维持在一规定范围内。
一、柴油机调速的必要性
1．船舶主机的调速
船舶主柴油机有自动调速能力。若不严格要求 转速恒定不变，则不必装调速器。
我国有关规范规定，船舶主机必须安装可靠的 调速器（限速器），使主机转速不超过 115%标定转 速。
1．静态指标 l）稳定调速率 δ2
稳定调速率δ 2（静态速差率、速度降）定义：指当操纵手柄在标定供油位置时，空载 转速 nomax 与标定转速 nb 之差同标定转速 nb 比值的百分数，即：
2
nomax nb
nb
100 %
（6-1-1）
稳定调速率δ 2 用来衡量调速器的准确性，其值愈小，表示调速器的准确性愈好。
第二节 调速器
一、机械式调速器
机械式调速器主要由飞重 3、滑动套筒 4 及调速弹簧 5 组成。
调速器的工作原理：飞重离心力与弹簧作用力达到平衡状态时。油门到达所设定的
转速位置 机械调速器的工作特点：调速器不能保持柴油机在调速前后的转速不变，即δ 20。 当外负荷减少后，调节后的稳定转速要比原稳定转速稍高； 当外负荷增加时，调节后的稳定转速要比原稳定转速稍低。 产生这种转速差的根本原因在于感应元件与油量调节机构之间采用了刚性连接；
柴油机调速控制原理分解课件
执行器
根据控制器的指令调节柴 油机的供油量，从而改变 柴油机的转速和功率输出。
调速系统的工作原理
闭环控制
调速系统采用闭环控制方式，根 据柴油机的实际运行状态不断调 整供油量，使柴油机保持稳定运行。
PID控制算法
调速系统通常采用PID控制算法， 根据柴油机的转速偏差和负荷变 化计算出供油量的调整量，实现 精确控制。
04
CATALOGUE
定义
保持柴油机在负载变化时 转速恒定的控制策略。
实现方式
通过调节喷油泵供油量， 使柴油机输出扭矩与负载 扭矩平衡，从而保持转速 稳定。
应用场景
适用于需要恒定转速的负 载，如发电机、压缩机等。
极限调速控制策略
定义
在柴油机达到最高或最低转速时， 限制其继续加速或减速的控制策略。
原理
电子调速器的工作原理是基于闭环控制理论，通过不断地检 测柴油机的实际转速和设定转速的差值，经过控制算法处理 后输出控制信号，调节燃油供给量，使柴油机转速稳定在设 定值附近。
电子调速器的优点与缺点
优点
具有调节精度高、响应速度快、稳定性好、能够实现远程控制和自动化控制等 优点，可以适应不同工况和负载变化，提高柴油机的动力性和经济性。
对比诊断法 将故障柴油机与正常柴油机进行对比，通过观察 两者运转时的差异，判断故障原因。
柴油机调速系统故障排除实例分析
实例一
柴油机怠速不稳。经检查发现怠速调整不当，调整后故障排除。
实例二
柴油机游车。经检查发现调速器内部运动件磨损松旷，更换相关零 件后故障排除。
实例三
柴油机飞车。经检查发现调速器内机油过多，放出多余机油后故障 排除。
机械离心式调速器工作原理
• 当柴油机负荷减小时，转速升高，飞锤离心力增大，向外甩开， 通过调速杠杆拉动油门拉杆减小油门开度，使柴油机转速下降； 反之，当负荷增大时，转速降低，飞锤离心力减小，向内收拢， 通过调速杠杆推动油门拉杆增大油门开度，使柴油机转速上升。 如此反复调节，使柴油机在不同负荷下保持稳定转速。
柴油机调速控制原理技术介绍
液压式调速器
使用压力控制元件，将调节后的 压力传递到安装在柴油机上的调 速器，驱动机械部件从而控制柴 油机的转速。
柴油机调速控制系统
1 配电系统
负责电气传输和调度。
2 调速器系统
调节柴油机转速的部分，包括调速器本身和 阀门控制系统。
3 传感器系统
4 控制算法
用于监测柴油机的工作状态和环境参数的变 化，并将数据反馈给调速器，实现动态调节。
对收集到的监测数据进行处理，根据需求进 行合理的调整，完成柴油机的转速控制。
调速控制技术的应用
工业应用
广泛应用于重型运输、大功率 工程机械、发电机组等领域， 实现机器和设备的高效稳定运 行。
海洋工程
用于控制液压马达的输出扭矩， 驱动泵和配套设备来实现海底 修复和油气开采等任务。
农业领域
应用于各类农机设备，实现效 率优化和生产成本的控制，从 而提升产品质量和农业发展水 平。
总结和展望
总结
柴油机调速控制是实现柴油机高效稳定输出的 核心技术，广泛应用于各行业领域。
展望
未来柴油机调速控制会更加智能化、自适应化， 具备更高的精度和可靠性，为全球能源和环保 事业做出更大贡献。
柴油机调速控制原理
反馈控制原理
通过不断地检测柴油机的输出，与目标设置值进行比较，并通过调节喷油量来控制柴油机的 转速。
前馈控制原理
通过测定负载要求的改变来提前调节柴油机的转速，从而实现输出功率变化的实时调节。
调速器的分类
1
机械式调速器
使用永磁同步电机实现柴油机转速的调
电子式调速器
2
节。
使用微处理器实现机械信号的数字化处
柴油机调速控制原理技术 介绍
柴油机调速工作原理
柴油机调速工作原理
柴油机调速工作的原理是通过控制燃油供给量来调节发动机转速，从而达到稳定运转的目的。
具体步骤如下：
1. 柴油机通过喷油泵将燃油喷入气缸内，与空气混合并燃烧产生能量。
燃油供给量的控制是通过调节喷油泵的喷油量来实现的。
2. 调速器是柴油机调节转速的核心部件，它通过感应发动机转速信号，与控制器进行信息交互。
调速器能根据需要，自动调整柴油机的工作状态，使其保持在设定的转速范围内。
3. 当此时发动机工作转速低于设定值，调速器会向控制器发送信号，控制器则会调整喷油泵的运动，增加燃油供给量。
这样可以增加燃烧能量，从而提高发动机转速。
4. 当发动机工作转速高于设定值时，调速器会通过调整控制器的喷油泵工作状态，减小喷油量。
这样可以降低燃烧能量，从而减小发动机转速。
5. 调速器和控制器不断进行信息交互和调整，使发动机保持在设定的转速范围内，完成对发动机的调速控制。
通过控制燃油供给量的调整，柴油机调速工作原理实现了高效稳定的运转，能够适应不同负荷和工作条件下的需要。
柴油机调速器工作原理
柴油机调速器工作原理
柴油机调速器是控制柴油机转速的重要装置，它的工作原理对
柴油机的性能和稳定运行起着关键作用。
柴油机调速器的工作原理
主要包括机械式调速器和电子式调速器两种类型，下面将分别介绍
它们的工作原理。
机械式调速器是通过调节燃油供给量来控制柴油机的转速。
当
发动机转速下降时，调速器会感应到并通过机械装置调整供油量，
使发动机转速恢复到设定值。
这种调速器的工作原理比较简单，但
调节精度相对较低，容易受到外界环境因素的影响。
电子式调速器则是通过电子控制单元（ECU）来监测和调节柴油
机的转速。
当发动机转速发生变化时，传感器会将信号传输给ECU，ECU再通过调节喷油系统来控制燃油供给量，从而实现对发动机转
速的精准调节。
这种调速器工作原理更加精密，能够实现更高的调
节精度和稳定性。
除了以上两种基本类型的调速器，还有一些先进的调速器采用
了液压调速和机电一体化调速技术，工作原理更加复杂，但在提高
柴油机性能和燃油经济性方面具有显著优势。
总的来说，不论是机械式调速器还是电子式调速器，它们的工作原理都是通过监测和调节燃油供给量来控制柴油机的转速，从而保证柴油机在各种工况下都能够稳定运行。
随着科技的不断进步，调速器的工作原理也在不断创新和完善，为柴油机的性能提升和环保节能做出了重要贡献。
柴油机调速控制原理分解课件
常见的电子式调速器有电控调速器和电子燃油喷射系统等。
液压式调速系统
液压式调速系统是通过改变液压 油的流量来调节柴油机的转速， 通常与机械式或电子式调速系统
配合使用。
液压式调速系统调节精度高、响 应速度快，能够实现无级调速和
自动控制。
03
柴油机速控制
机械式调速系统
机械式调速系统是通过机械方式调节 喷油泵的齿杆位置来改变供油量，从 而达到调节柴油机转速的目的。
常见的机械式调速器有离心调速器和 气动调速器等。
机械式调速系统结构简单，可靠性高， 但调节精度和响应速度相对较低。
电子式调速系统
电子式调速系统是通过传感器检测柴油机的转速和负荷，并将信号传输给电子控制 器，由电子控制器根据设定的目标转速进行调节。
常见的液压式调速器有液力耦合 器和液力变矩器等。
04
柴油机速控制的用
船舶柴油机调速控制
01
船舶柴油机调速控制系统的组成
船舶柴油机调速控制系统主要由调速器、控制系统和执行机构组成。 Nhomakorabea02
船舶柴油机调速控制的作用
船舶柴油机调速控制系统的主要作用是调节柴油机的转速，以适应船舶
航行的需要，保持航行的稳定性和安全性。
调速控制系统的组成
转速传感器
控制器
用于检测柴油机转速，将转速信号转换为 电信号传递给控制器。
根据转速传感器的信号和设定的转速值， 计算出控制信号，控制执行器的动作。
执行器
反馈装置
根据控制器发出的控制信号，调节柴油机 的供油量、进气量或点火时间等参数，实 现柴油机的调速控制。
用于检测柴油机实际运行状态，将检测到 的信号反馈给控制器，形成闭环控制系统。
柴油机调速器的工作原理
柴油机调速器的工作原理柴油机是一种内燃机，通过燃烧柴油来产生能量，驱动机械设备进行工作。
然而，柴油机在工作过程中会遇到负荷的变化，这就需要调节柴油机的转速来适应不同负荷条件下的工作要求。
柴油机调速器就是用来控制柴油机转速的装置，其工作原理决定了调速器能够稳定地维持柴油机在预定转速范围内工作。
1. 调速器的基本原理柴油机调速器的基本原理主要包括负荷感应器、调速器控制装置和执行机构三个部分。
1.1 负荷感应器负荷感应器主要用于检测柴油机的负荷情况，将检测到的负荷信息反馈给调速器控制装置。
常见的负荷感应器有压力传感器、速度传感器和转矩传感器等。
1.2 调速器控制装置调速器控制装置是柴油机调速器的核心部分，通过对负荷信号进行处理和判断，控制柴油机的节气门开度，从而实现对柴油机转速的调节。
调速器控制装置主要由一个反馈环路组成，包括误差检测、控制算法和执行器等。
•误差检测：将负荷信号与设定值进行比较，计算得到误差信号，用于调节机械设备的转速。
•控制算法：根据误差信号，采用不同的控制算法来调整执行机构的工作状态，以实现对转速的调节。
•执行机构：根据控制算法的输出信号，控制机械设备的节气门开度，从而调节燃油的供给量，进而调节柴油机的转速。
1.3 执行机构执行机构主要由机械传动装置和节气门组成，负责将调速器控制装置的输出信号转化为节气门的开度，控制燃油的供给量，从而实现对柴油机转速的调节。
2. 调速器工作原理的详细解释柴油机调速器的工作原理可以进一步解释为以下几个步骤：2.1 负荷检测负荷感应器会不断地检测柴油机的负荷情况，例如压力传感器会检测到进气道的气压、速度传感器会检测到曲轴转速等。
这些检测数据会被传输给调速器控制装置。
2.2 反馈信号生成调速器控制装置根据负荷感应器的信号和设定值，通过误差检测计算得到误差信号。
这个误差信号代表了实际负荷与设定负荷之间的差异。
2.3 控制算法处理调速器控制装置根据误差信号，使用控制算法来处理。
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喷油泵的速度特性当柴油机负荷稍有变化 时，导致柴油机转速变化很大。 当负荷减小时，柴油机转速升高， 转速升高导致柱塞泵循环供油量增加， 循环供油量增加又导致转速进一步升高， 这样不断地恶性循环，造成发动机转速越 来越高， 最后飞车；
2019/3/16
2019/3/16
7
调速器的功用
调速器能根据发动机负荷变化而自动 调节供油量， 从而保证发动机的转速稳定在很小的 范围内变化。
调速器的主要类型
按调速范围分类
按执行机构分类
2019/3/16
8
按调速范围分类
极限调速器——只限制最高转速不超过 规定值，低于此值时不起调节作用。 定速调速器——在负荷变化时转速保持 在规定的范围内（标定值的±10%） 双制式限速调速器——能维持最低转速 并可限制最高转速，中间转速要人工调 节。 全制式调速器——在最低稳定转速到最 高稳定转速的全部运转范围内均能自动 调节喷油量以保持任一设定转速。
19
第五节
调速器的故障与管理
P190
调速器的常见故障
调速器的维护管理
2019/3/16
20
调速器的常见故障
柴油机工作中转速出现异常,通常考 虑以下三个方面: 柴油机工作性能恶化 调速器某些辅助设备失常
调速器本身失常
应进行以下检查
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确认柴油机负荷是否起出标定负荷
突加全负荷瞬时调速率 稳定时间 ts :
nmax nb 100% nb
nmin nmax 100% nb
突加或突减全负荷后转速波动的时 间
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静态指标
稳态调速率δ2 用来衡量调速器的准 确性。
nmax nb 100% nb
δ2值小则稳定性好,
船舶主机
船舶发电机δ2 ≯5% δ2 ≯10%
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转速波动率 Φ和转速变化率φ: 表征稳定转速下 柴油机转速的变化程度。
nc max (nc min x ) nm 100% nm
不灵敏度ε表示调速不灵敏区域的大小。
过大引起转达速不稳定, 严重时导致调速器失去 作用发生飞车。
检查各缸负荷是否严重不足,是否发火正常,喷油 器是否处于正常工作状态. 检查调速器与喷油泵之间的机构是否卡滞或间隙 过大而松动.
检查调速器负荷指针的零位与喷油泵的零位是否 一致.
检查调速器的设定机构、控制空气压力等是否正 常。 以上都排除之后调速器仍然不能正常工作则为调 速器自身故障。
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13
调速器的性能指标
调速器的性能的好坏直接影响柴油机 运转的稳定性和可靠性. 评定调速器性能的工作指标: 动态指标
静态指标
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柴油机突变负荷试验P176
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动态指标
瞬时调速率δ1: 要求不超过10%
突卸全负荷瞬时调速率
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液压式（间接作用式）调速器
船舶柴油机多用双反馈全制式
WoodwardUG型
杠杆式 表盘式——多用于发电机 WoodwardPGA型气动遥控式——主要 用于气动遥控系统的主机
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电子调速器
是一种电子控制系统，转速感测元件 采用电气方式的调速器 全电子调速器 电—液调速器或电—气调速器 液—电双脉冲调速器 电子调速器不使用机械机构，动作灵 敏，响应速度快，动态与静态精度 高，，装置简单，安装方便，便于实 现遥控与自动控制，是精密调速器。
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当负荷增大时，柴油机转速降低，
转速降低导致柱塞泵循环供油量减少，
循环供油量减少又导致转速进一步降低， 这样不断地恶性循环， 造成发动机转速越来越低， 最后熄火。
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要改变这种恶性循环，就要求有一种能根 据负荷的变化，自动调节供油量的装置 。 使发动机在规定的转速范围内稳定运转。 移动供油拉杆，可以改变循环供油量，使 发动机的转速基本不变。 因此，柴油机要满足使用要求，就必须安 装调速器。
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按执行机构分类
机械式（直接作用式）调速器
液压式（间接作用式）调速器
电子调速器
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机械式（直接作用式）调速器
机械离心式调速器是根据弹簧力和离 心力相平衡进行调速的。 工作中，弹簧力总是将供油拉杆向循 环供油量增加的方向移动；
而离心力总是将供油拉杆向循环供油
柴油机调速的要求
船舶发电用柴油机在用电负荷变化时要求调 速器在最低稳定转速到最高稳定转速的全部 运转范围内均能自动调节喷油量以保持恒定 的转速，以保证发电机的电压和频率恒定。 船舶推进主机具有自动调节转速以适应外在 负荷变动的能力。为保证特殊航行条件下的 安全用限速调速器限制最高转速。 现代柴油机常用调速器保证转速稳定。
第七章 柴油机的调速
第一节
柴油机的调速
柴油机的不同转速是通过改变循环喷 油量来获得的。 改变柴油机的油量调节机构，使其转 速调节到规定的转速范围内称柴油机 的调速。 调速器：根据柴油机负载的变化自动 调节供油量，维持柴油机在规定的转 速范围工作的装置。
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喷油泵的速度特性
规定标定转速时ε≤（1.5-2)% 最低稳定转速时ε≤ (10-13)%
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n2 n1 100% nm
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调速装置的工作原理与调速
调速器的工作就是调节高压油泵供油 量的大小来满足柴油机工作转速的需 要 机械式 调速器
液压式调速器
电子调速器
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喷油泵每个工作循环的供油量主要取决 于调节拉杆的位置。 还受到发动机转速的影响。 在调节拉杆位置不变时，随着发动机曲 轴转速增大，柱塞有效行程略有增加， 而供油量也略有增大； 反之，供油量略有减少。 这种供油量随转速变化的关系称为喷油 泵的速度特性。
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喷油泵速度特性对柴油机工作的影响