柴油机调速控制原理
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。
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。
柴油机发电机怎样调速
柴油机发电机怎样调速柴油发电机组是用来为各类用电负载供电和服务的。
因此，对机组性能的要求，也就是满足各类负载系统能够正常工作的条件所决定的。
包括油田在内的现代负载，除照明等生活用电外，多数为电动机和各类控制系统，他们对电压和频率都有稳定和波动尽量小的严格要求。
例如电动机（其转速为同步转速乘以（1减转差率），一般为同步转速的96~97%左右），n=60f/p，频率即柴油机转速，其变化直接影响负载转速波动）；（M=P/Ω=CeΦI`2COSφ、E=Ceφn），电压变化因为（U=IR），直接影响电动机负载的输出转矩变化，（发电机电压∝励磁电流）需要调整励磁电流来快速响应，从而稳定电压，进而稳定输出转矩。
综上，发电机组的要求主要就是是稳定柴油机转速（频率）和发电机电压。
柴油机发电机怎样调速如果把柴油机概念简化，可以把它看作以下模式：在一个相对密闭的汽缸内，把适量的柴油和一定量的空气充分混合，然后压缩到燃点温度后（冰箱、空调原理，压缩生温），混合气爆燃、膨胀，推动活塞向前运动做功，再由曲柄连杆机构将活塞的直线运动变为旋转运动（缝纫机），进一步形成周而复始的工作状态，持续带动外部负载工作。
在这个过程中，如果混合比合适，柴油多，产生的气体和热量也就多，推动活塞的力量也就越大，在外部阻力一定的情况下，机构运动速度将变得越来越快；当外部负荷变少、阻力变小的情况下，也产生同样的效果。
反之，亦然（上下坡推车）。
而如果混合比不合适时，便会产生燃烧不充分或者不能可靠点燃的情况。
所以现代柴油机围绕以上过程，进行了大量改进工作：围绕前者，也就是提高“调速”精度和系统反应速度，从而满足那些对转速稳定性和反应快速性方面有要求的负载。
针对混合比问题，除了采取增压充气技术外，又增加了检测空燃比变化的闭环控制回路，以双向控制进油和进气量，提高经济性和排放等指标。
通过简化的柴油机概念，我们可以知道：柴油机的调速可以通过两种途径----改变负载或者改变燃油量----当然，用恶劣的空燃比也能使转速改变，但是那不是我们这次讨论的合适话题。
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
柴油机调速器的工作原理是通过自动调节燃油供给量来控制柴油机的转速，从而实现稳定的转速输出。
调速器通常由调速机构、传动装置、控制装置和执行机构组成。
1. 调速机构：调速机构主要由调速齿轮、动铰链、调速杆和卸荷松紧螺栓等组成。
调速齿轮与柴油机输出轴相连，当柴油机转速发生变化时，调速齿轮的转速也随之变化。
动铰链将调速齿轮与调速杆连接起来，调速杆通过调速机构的传动装置传递运动力给执行机构。
2. 传动装置：传动装置将调速杆的运动转化为调节燃油供给量的变化。
通常采用液压机械传动方式，调速杆通过连杆将动力传递给传动杆，传动杆再通过连杆将运动力传递给控制油泵。
3. 控制装置：控制装置通常由调速器电子控制单元（ECU）和传感器组成。
传感器会检测柴油机转速和负载情况，将这些信息传送给ECU。
ECU根据接收到的信号，计算柴油机当前的
转速与目标转速之间的差异，并控制执行机构进行相应的调节。
4. 执行机构：执行机构主要包括控制油泵和调节器。
当ECU
根据转速差异计算得出调整燃油供给量的指令后，通过控制油泵输出相应的油压，再通过调节器调整喷油嘴的工作状态。
调节器根据油泵输出的油压来调整喷油嘴的开启时间和喷油量，从而调节柴油机的燃油供给量，实现转速稳定输出。
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精选课件
21
工况判断
❖ 从系统设计的柴油机工作模式来看，需要 作出两个基本判断：发动机是否处于启动 工况；发动机的转速是否稳定。
❖ 启动工况的判定根据输入的启动开关信号 和实际转速信号来判断柴油机应处于启动 工况还是常规工况：拧下点火钥匙（启动 开关）发出启动信号，转速到一定值后启 动信号关闭。
精选课件
内燃机电子控制
柴油机喷油控制原理
精选课件
1
本课程的结构
发动机特性 负载特性
提前角 共轨压力
EGR 喷油模式
发动机模型 控制器设计 控制性能分析
排放原理 排放特性 各系统的特性
动力特性 能控型参数
自控分析 排放性能及控制
柴油机控制
共轨蓄压 HEUI
高压共轨
汽油机系统 柴油机系统
典型系统/原理
电控起源
nn0 ns
精选课件
24
2、进入稳态的判据
❖ 模拟的调速过程如图
精选课件
25
❖ 将转速误差对时间的积累效应作为判别
标准：
t
h | n n0 |dt
0
精选课件
26
tt
❖ 修改判据： ht | nn0 |dths 时， 进入稳态
t
精选课件
27
油量调整
❖ 基本上起着系统调速的功能：
LSG HSG RSG
汽油机发展历史 柴油机发展历史
电控
电控结构
精选课件
传感器 ECU 执行机构
结构类型 工作原理 传输技术 量化原理 结构 控制策略
实现技术
汽油机策略 柴油机策略
嵌入式设计 实时操作系统 RCP/HILS
汽油机系统 柴油机系统
2
柴油机电控
❖ 电控使结构变得复杂，成本远高于机械控制 系统。该技术的生命力取决于其带来的性能 改善程度。
精选课件
9
工况查表模式
❖ 燃油量是油门和发动机转速的函数 ❖ 函数形式以遍历性表格形式给出 ❖ 非标定工况点按照邻近标定工况的数据插值
给出 ❖ 表格数据采取试验方法标定得到 ❖ 表格中的数据可在一定条件下进行修改
精选课件
10
全制式调速模式
❖ 油门直接控制转速。就是说，油门信号代表 了目标转速信号，供油量的多少由调速控制 算法决定，这种模式的好处在于速度稳定， 易操作，但是操作员对发动机的负荷缺少直 观把握。
怠速控制：根据水温等条件搜寻经济点
全工况优化：标定
涡轮增压控制：根据发动机工况改变喷嘴环参数
精选课件
4
喷油控制
❖ 柴油机电控当中最核心的内容是喷油控制， 它又可分为两个控制内容：喷油量控制和喷 油时刻控制。前者是对发动机转速和负荷的 响应，后者是为了满足经济性和排放法规进 行的控制。
精选课件
5
电控喷油量控制逻辑结构
22
稳态工况判断
❖ 稳态工况判别模块接受转速信号n和目标转 速信号no（油门踏板信号），通过比较实 际转速与目标转速，判断系统处于稳态或 动态。
❖ 在目标转速已知的情况下，发动机转速稳 定与否的判别需要定量化的判据。
精选课件
23
1、进入动态的判据
❖ 稳态下转速是一个稳定在目标转速附近的值， 它可能有波动，其波动范围取决于动态控制 模块的稳态误差指标。所以一旦目标转速与 实际转速之差超出了临界值ns（由实机试验 确定），即进入动态工况。
❖ 柴油机的问题有：冷起动性能、NOx排放， PM排放、控制游车、怠速控制、全工况优化、 涡轮增压控制等等。
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3
电控的处理方式
❖ 针对各种工况处理相应的参数或附属装置：
冷起动性能：增大喷油提前角、电热塞等等
NOx排放：EGR、减小喷油提前角等
PM排放：增大喷油压力（低速时）
控制游车：采用稳定性较高的控制算法
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18
举例说明B
精选课件
19
方案B
❖ 方案B接受转速信号和目标转速信号（油门踏 板信号），通过比较实际转速与目标转速， 判断系统处于稳态或动态，并将判别信号输 出到工作模式编码模块进行处理。
精选课件
20
两者的区别
❖ 方案A与方案B在工作模式上的区别在于：A 将动态模式细分为目标过渡模式和动态调速 模式两个子模式，B则未加以细化。
精选课件
16
举例说明A
精选课件
17
方案A
❖ 方案A接受转速信号和目标供油量信号（油门踏板 信号），当目标供油量信号发生变化时，输出工况 判别结果dyn1，请求系统处于目标过渡模式，并清 除当前的目标转速。当目标供油量信号不发生变化 时，判断转速是否稳定，如果转速稳定，则输出工 况判别结果stable，将当前稳定转速设定为目标转 速并输出，请求系统进入稳态工况。如果转速不稳 定，则输出工况判别结果dyn2，请求系统处于动态 调速模式。
精选课件
11
全制式调速模式
❖ 工作区域相对于查表法具有可调整性 ❖ 油门踏板位置对应于目标转速控制信号 ❖ 具备累进式速度控制和通讯调节速度控制功
能
精选课件
12
全制式调速特点
❖ 由双PID或多PID控制器组成调速控制器 ❖ 对输入项采取滤波和微分处理 ❖ 采取同步控制 ❖ 对于输出量有超前滞后补偿 ❖ 具有多组增益设定值 ❖ 调速控制逻辑可重新设定 ❖ 具备稳态误差控制和加速误差控制功能
精选课件
13
带故障运行模式
❖ 主要用于部分非重要的传感器或其他机构失 效的情况下，属于根据工况点查表模式一类， 但是没有优化的修正值。
精选课件
14
怠速模式
❖ 一种点工况，但是要根据具体的环境参数进 行修正。
精选课件
15
喷油的两种主要模式
❖ 油门踏板信号对发动机的动力参数提出要求。 在一般机械式控制的发动机的工作中，油门 踏板都是给出目标供油量，在电控柴油机的 控制中，可以沿用这种控制方案，在此称为 方案A。也可以设计另一种方案：油门踏板给 出目标转速，在此称为方案B。一般来说，两 种方案的区别仅限于喷油控制方面。
精选课件
6
喷油量控制的特点
基本喷油量
燃油限制 油量调整
综合处理
精选课件
7
基本喷油量
❖ 根据工况查表确定 ❖ 全制式调速模式确定 ❖ 带故障运行模式 ❖ 怠速运行模式 ❖ 其他模式
由工况判断模块对当前工况进行判定， 然后选择相应的基本喷油量模式
精选课件
8
根据工况点查表模式
❖ 实质上是由油门直接控制喷油量。即调负荷 的方法。以车用机为例，在喷油量直接受控 于油门时，发动机转速的大小是由操作员掌 握的。由人的经验来决定油门的大小。
精选课件
28
调速控制
❖ 全制式调速或两极式调速都基本上 采用了PID控制方发生变化两种情况。