【船机帮】UG-8液压调速器知识分享

1.油池.2.传动轴.3套筒.4动力活塞.5飞铁.6紧急停车杆.7摇臂.8.输出轴.9小连接杆10.调节芯子.11摆杆.12.调节齿条.13.调节凸轮.14.圆头销轴.15.扇形齿板.16.调节轴. 17.补偿杠杆.18.带滑灵的摇杆.19.调速弹簧.20.从动轴部件. 21.浮动杠杆. 22.控制滑阀. 23.恒压室.24.大补偿活塞.25.小补偿活塞. 26.针阀. 27.油泵齿轮.28.负荷限制旋钮29.调速杆

1、驱动机构

调速器的传动轴2由柴油机驱动，通过油泵主动齿轮27、油泵从动齿轮、从动轴20及其上端的传动齿轮，带动飞铁座架旋转。

2、感应机构

速度感应机构主要由飞铁5和调速弹簀19所组成。飞铁在飞铁座上可以绕飞铁轴摆动，飞铁脚作用在调速导杆上端的平面轴承底平面(参看图5-12)。

调速导杆可在飞铁座架的孔中上、下移动。调速导杆的上端通过平面轴承受弹簧19的作用，下端与浮动杠杆21的A点铰接(参看图5-12)。

浮动杠杆21的C端与小补偿活塞25的活塞杆铰接，在AC之间的B点又与控制滑阀22的杆端铰接铰接。

这样,在转速变化时飞铁就会张开或合拢，并通过飞铁脚及调速导杆等传动件,转化为控制滑阀的上、下位移。

3、油路控制机构

油路控制机构主要由控制滑阀22及与其相偶配的套筒3等组成。

由控制滑阀22来控制动力活塞4下部的油压，从而控制动力活塞的运动方向及位移大小。

当柴油机稳定运行时,控制滑阀22正好将套筒3中间的控制口封住;当转速升高时，飞铁张开, 控制滑阀向.上移动，动力活塞下部通过控制口与油池1相通(参看图5-13),动力活塞在上部高压油作用下下降——减油;

当转速降低时，飞铁合拢,控制滑阀向下移动,动力活塞下部通过控制口与高压油路相通(参看图5-16),虽然动力活塞上、下油压相同,但其作用面积不同,所以动力活塞上升——增油。

该机构又称为动力放大系统,它把感应机构传来的转速变化信号，变成了动力活塞的强力移动。

4、燃油量调节机构

燃油量调节机构主要由动力活塞4、连接杆、摇臂7及输出轴8等组成。

动力活塞的上、下运动;通过连接杆及摇臂转动输出轴。

输出轴的转动,传动喷油泵的拉杆或齿条,从而调节喷油量。

5、液压补偿机构

液压补偿机构主要由大补偿活塞24、小补偿活塞 25、补偿针阀26、补偿杠杆17、浮动杠杆21及反馈油路等组成。

动力活塞带动输出轴8转动的同时，经过补偿杠杆17、大补偿活塞24、再经过反馈油路的液力作用，驱动小补偿活塞25,使浮动杠杆21绕A点摆动(参看图5-12)，从而带动控制滑阀22向上或向下移动。

由于作反馈的小补偿活塞的运动方向与控制滑阀原来的移动方向相反，所以促使控制滑阀迅速地回到原来的位置上,以避免产生燃油调节过度的现象。

反馈作用的大小，可以通过带滑灵的摇臂18和补偿针阀26进行调整。

滑灵向大补偿活塞杆一端滑动,补偿作用减少，反之,则补偿作用增大。

补偿针阀开度大,补偿作用小;反之，则补偿作用大。

6、不均匀度调节机构

不均匀度调节机构是由摆杆11、调节凸轮13及小连接杆9等组成。

它使输出轴与调速弹簧之间发生刚性反馈。

不均匀度调节机构的作用原理,如图5-11所示。

摆杆11插在调节凸轮13的长方形槽内，调节凸轮可沿摆杆轴向移动,二者之间的相对位置,由槽口上的小螺栓固定。

摆杆的前端由圆头销轴14铰接在调节齿条12上,而后端与小连接杆9连接杆的上端铰接。

调节凸轮的轮廓面压在调节齿条内的调节芯子上。

当调节器的输出轴8转动时,摇臂7上的摇臂销便带动小连接杆9向上或向下移动,并使摆杆11绕圆头销轴14摆动,调节凸轮13随摆杆11一同绕圆头销轴14摆动,并在摆动时通过芯子10稍压紧或放松调速弹簀19。

图5-11a)中，调节凸轮的固定点推到摆杆长槽中的最后端，圆头销轴正处于凸轮圆弧面中心。

因此摆杆带动凸轮摆动时,不能下压或放松调节芯子，调速弹簧的压缩程度不变，及不均匀度为零。

图5-1b)中，调节凸轮的固定点拉到摆杆长形槽口中的最前端，凸轮圆弧面的中心与圆头销轴不同心，形成偏心凸轮。

因此,摆杆带动凸轮摆动时,就下压或放松调节芯子,使调速弹簧的压缩程度发生变化,即产生不均匀度,且此时是处于最大不均匀度状况。

因此调整调节凸轮在摆杆长形槽口中固定的位置,便可改变不均匀度的大小。

调速器的不均匀度机构,在调有不均匀度的情况下有两个作用。

(1)改变柴油机的调速特性,保证并在运行的各台柴油机间负载分配均衡；

(2)促进柴油机转速的迅速稳定。

7、调速机构

调速机构主要由扇形齿板15、调节齿条12、调速弹簧19等组成。

通过调速器壳外的转臂转动调速轴16和扇形齿板15,使与扇形齿板15相啮合的调节齿条12向上或向下移动，改变调速弹簧19的张力， 从而改变柴油机的转速。

8、恒压系统

恒压系统主要由油泵齿轮和恒压室等组成。由油泵齿轮27输出的高压油输入恒压室内。恒压室内有浮动活塞和弹簧,侧壁有调压孔，以维持油压恒定(800kPa)。

齿轮油泵的吸入端和输出端各有两个球形止回阀，使齿轮油泵在齿轮正、反转时,输油方向不变。

1、柴油机稳定运行

(1)飞铁.调速导杆.控制滑阀和小补偿活塞均处于正常位置，套简上的控制口被控制滑阀上的圆盘封住(见图5-12)。

(2)动力活塞和输出轴处于静止状态。

2、负荷减小

(1) 负荷减小，柴油机在原供油量情况下转速升高(见图5-13);

(2)转速升高，飞铁张开，提起调速导杆和浮动杠杆的内端A,同时提起控制滑阀,打开了套筒的控制口:

(3)控制口被打开,动力活塞的下部与调速器油池相通，动力活塞由于上部仍受高压油的作用而向下运动; .

(4)动力活塞下降,带动输出轴朝减油方向转动(见图5-14);

(5)动力活塞下降，大补偿活塞就上升,小补偿活塞被吸下，小补偿活塞的上弹簧受到压缩，浮动杠杆外端C被拉向下,同时带动控制滑阀下移;

(6)动力活塞、大补偿活塞、小补偿活塞和控制滑阀继续动作，直到套简上的控制口被控制滑阀的圆盘封住;

(7)一到控制口被封住，动力活塞和输出轴就停止运动,使之停留在柴油机于减少负荷的情况下仍然维持原来转速所需的供油量位置上(燃油供给量减少了);

(8)因为燃油供给量减少，所以转速就相应降低,使柴油机向原来的转速回复，同时飞铁也向原来的正常位置回复,这时在调速弹簧的作用下，调速导杆也向正常位置回复(见图5-15);

(9)小补偿活塞在上弹簧的回复力作用下，以与调速导杆相应的复位速率向正常位置回复，使套简上的控制口在这一复位运动过程中始终保持被控制滑阀的圆盘封住的状态，也就是说控制滑阀在这一过程中保持不动，当小补偿活塞向上运动时，活塞下部的油是通过补偿针阀流入的，所以小补偿活塞复位的速度取决于补偿针阀节流的大小;

(10)经过以上一系列动作，飞铁、调速导杆、控制滑阀和小补偿活塞均处于原来的正常位置。

而动力活塞和输出轴相应的处于柴油机负荷减少、但转速仍维持恒定的位置。

3、负荷增加

(1)负荷增加，柴油机在原供油量情况下转速降低(见图5-16);

(2)转速降低,飞铁合拢,调速导杆在调速弹簧作用下下降使浮动杆绕C点摆动,控制滑阀因之下降,套筒上的控制口被打开;

(3)因控制滑阀向下打开控制口，高压油就通过控制口流入动力活塞的下部,由于动力活塞下部的面积大于上部的面积,所以在上、下同样高的油压作用下,迫使动力活塞向上运动;

(4)动力活塞向上运动，带动输出轴向增加供油的方向转动(见图5-17);

(5) 动力活塞上升,大补偿活塞下降,小补偿活塞就被压上,小补偿活塞的下弹簧受到压缩，浮动杆的外端C向上移动,同时带动控制滑阀上移;

(6)动力活塞、大补偿活塞、小补偿活塞和控制滑阀继续动作直到控制滑阀的圆盘封住套简上的控制口;

(7)一到控制口被封住,动力活塞和输出轴就停止运动,使之就停留在柴油机于增加负荷的情况下仍然维持原来的转速所需的供油量位置上(燃油供给量增加了);

(8)因为供油量相应的增加，所以转速就相应升高,使柴油机向原来的转速回复,同时飞块也向原来的正常位置回复，调速导杆在飞铁回复力的作用下，也向正常位置回复(见图5-18);

(9)小补偿活塞在下弹簧回复力的作用下，以与调速导杆相应的复位速率向正常位置回复，使套简上的控制口在这一复位运动过程中始终保持被控制滑阀的圆盘封住的状态,也就是说控制滑阀在这一过程中保持不动。当小补偿活塞向下复位时，活塞下部的油是通过补偿针阀流出的,所以小补偿活塞复位的速度取决于补偿针阀节流的大小;

(10) 以上一系列的动作，飞铁、调速导杆、浮动杆、控制滑阀和小补偿活塞均处于原来的正常位置。

而动力活塞和输出轴则相应地处于柴油机负荷增加,但转速仍维持恒定的位置。

在动力活塞带动输出轴进行增油或减油的动作中，同时带动了不均匀度机构。

在调节不均匀度的情况下，当负荷减少,输出轴向减油方向转动时,不均匀度机构使调速弹簧稍有压紧,于是新的稳定转速就稍高于原来转速;当负荷增加，输出轴向加油方向转动时，不均匀度机构使调速弹簧稍有放松,于是新的稳定转速就稍底于原来转速。

转速稍高或稍底的程度,取决于不均匀度的大小。

4、转速控制

若提高转速:

(1)通过操纵机构转动调节器的调节轴,使扇形齿板向下转动;

(2)齿板向下转，带动调节齿条下移，压缩了调速弹簀;

(3)调速弹簧张力增大，超过了飞铁的离心力;

(4) 于是，通过调速导杆和浮动导杆，使控制滑阀下移，开启控制口;

(5)高压油进入动力活塞下部，使动力活塞上移,并带动输出轴向增油方向转动;

(6)同时，补偿机构动作、减小或封住控制口;

(7)油量既增，转速提高，飞铁离心力增大， 开始复位; 

(8)同时，补偿机构也在复位;

(9)飞铁离心力与弹簧张力又相平衡时，达到了新的、已提高了的稳定转速。

若降低转速，情况与上述过程相反。

5、紧急停车

(1)按下紧急停车推杆6 (见图5-10);

(2)推杆下移，通过小杠杆的作用提起控制滑阀，打开了套筒控制口; 

(3)控制口被打开，动力活塞的下部与调速器油池相通:；

(4)在动力活塞上部的高压油作用下，动力活塞下移，带动输出轴向减油方向转动，直至停止供油;

(5)等到柴油机转动停止了，再放松推杆。

6、静止状态

(1)停车后(包括正常停车和紧急停车)，在调速弹簧的作用下，飞铁合拢，调速导杆下降，促使控制滑阀下降;

(2)控制滑阀下降，套简上的控制口被打开;

(3)因控制滑阀向下打开控制口,恒压室内积蓄的高压油在弹簧和浮动活塞的推动下，流入动力活塞的下部，仍由于动力活塞上、下面积差的缘故，迫使动力活塞向上运动，直到最上端为止;

(4)动力活塞位于最上端，输出轴处于最大供油量的位置。

但是，由于柴油机(包括负载)运动件的惯性作用，转速不能一下就变化到新负荷所对应的转速，而是逐渐变化的。

在转速变化的初期，调速器的感应机构便发生作用，带动控制滑阀开启控制口，通过动力活塞的移动，调节供油量，使转速不再向原供油量所对应的转速猛变。

同时，在补偿机构作用下，使控制口关小，减慢动力活塞的移动速度,供油量的调节也缓慢下来。

在补偿作用合适的情况下，当供油量正达到与新负荷相适应时，控制口恰被封住，并在复位过程中也始终不重开，动力活塞便停止在与新负荷供油量相适应的位置上。

如果补偿作用不合适，有以下两种情况:

1)若补偿作用过小，起不到应有的补偿作用，必然是调节油量过度，柴油机转速游高、游底，不但转速游动大，甚至运行不稳定:

2)若补偿作用过大，当负荷变化时，由于反馈过强，控制口刚开启就立即减到很小乃至封住，造成动力活塞并油量调节机构的动作过于缓慢，不但达到稳定转速的时间长，而且瞬时调速率过大。

在补偿作用的过大与过小间，我们要求一个合适的( 或较理想的)补偿作用，在这个补偿作用下，当负荷变化时，柴油机重新达到稳定转速的时间短瞬时调速率小，且转速不游动。

那么，补偿作用的大小都与哪些因素有关呢?

对于已经制成的调速器(即大、小补偿活塞的直径已定)，补偿作用的大小，就取决于补偿杠杆的杠杆比和补偿针阀的开度。

其中:

1)补偿针阀的开度，在补偿过程中的影响稍小(因为针阀开度很小，在大补偿活塞运动的瞬时，工作油能流过针阀的容积与大补偿活塞扫过的容积相比，很小)。

但是，它在复位过程中的影响很大(因为小补偿活塞的面积小，且复位时间相对较长，针阀的液流作用相对增大)，直接关系到补偿复位件的复位速度问题。

针阀开度小(节流大),补偿复位件的复位速度快。

然而，补偿复位件(小补偿活塞)的复位速率，又必须与感应机构(飞铁)的复位速率相应，使浮动杠杆的两端(A与C点)同步，以保证复位过程中控制滑阀始终不动，控制口不重开。

至于感应机构的复位速度，除与柴油机的运动机件的转动惯量大小有关外，还同柴油机负载(如发电机，螺旋桨等)的转动惯量大小有关。

它们的转动惯量小，柴油机转速回复快，则飞铁的复位速度快，它们的转动惯量大;

机转速回复慢，则飞铁的复位速度慢。

所以，无载与有载的复位速度是有差异的。

调速器应在装机后并在有载的情况下进行一次调整。

如果补偿针阀的开度不合适，小补偿活塞与飞铁和调速导杆的复位速率不相应，造成控制口的重开，就会使柴油机的转速游动，稳定下来的时间长。

实践证明，针阀的开度不能小于1/4圈，因为，完全关死针阀会引起调速器的工作不正常或飞车，而针阀虽不完全关死但开度很小，也会使柴油机在负荷变化后，恢复到原转速的时间迟缓;

但是，针阀也不允许开得太大，最大不能大于3/4圈，如若开得太大，则补偿作用减弱，或完全失去补偿作用。

一般，针阀开度以1/2~3/4圈为宜。

2)补偿杠杆的杠杆比在补偿过程中的影响很大。

在实际结构中，调整杠杆比的大小是靠摇臂上滑灵的移动来实现的，滑灵(杠杆支点)离补偿小活塞杆的距离愈远，杠杆比就愈大;反之则小。

①杠杆比大，小补偿活塞会产生过量的位移，易造成控制口过早关小或过早封住，使油量调节不足，需二次或几次开启控制口进行复调。

所以，柴油机达到稳定转速的时间长，且瞬时速率过大。

若杠杆比过大，还会引起调速器失灵，柴油机或飞车、或熄火;

②杠杆比小，小补偿活塞的位移不够，易造成控制口过迟关小或过迟封住，使油量调节过度，需反调或反复调。

所以，柴油机转速游动大，甚至运行不稳定。

若杠杆比过小，则补偿作用特弱，或失去了补偿复作用。

在调整时，转动补偿指针，摇臂就带动滑灵移动，因而变更了杠杆比。

滑灵左、右移动的最大位置，受补偿指针的转角极限所限制，即杠杆比实际上是受到限制的。

所以，调整中不会出现杠杆比过大或过小的现象。

但是，在道理上我们要认清杠杆比过大或过小带来的弊病以及会发生的问题。

显然，杠杆比的大小，在复位过程中毫无影响，因为此时动力活塞(及大补偿活塞)已处于停止状态，补偿杠杆也就不能摆动。

上面，分别分析了杠杆比和补偿针阀的开度在补偿过程中起的作用。

但是，二者之间是有影响的。

比如针阀开度的大小对杠杆比起的作用，就直接有影响。

在调整中宜先调整杠杆比，然后调整针阀开度。调整杠杆比相当于粗调，调整针阀开度相当于细调。

(2)调整方法

当调速器的工作油温达到正常使用的温度(一般为50~70℃)时，就可以对调速器进行补偿调整。

1)松开补偿指针外端的锁紧螺母，并轻敲指针,将补偿指针调到上面的极限位置(补偿最大)，然后拧紧锁紧螺母;

2)松开补偿针阀外端的锁紧螺母，用旋凿将补偿针阀往外(逆时针方向)旋出3-4转。让柴油机游车半分钟，将调速器油路系统内的空气排除出去;

3)再松开补偿指针外端的锁紧螺母，将针阀调到下面的极限位置(最小补偿)。

然后用旋凿逐渐关小针阀(顺时针方向旋转)，直到转速波动停止为止。

把这一针阀位置用划针在壳体上划一标记， 再把针阀往里旋，检查一下针阀在这一位置的开度(即针阀离全闭位置差多少转)。

又重新把针阀旋出到标记的位置,调节柴油机转速,鉴定补偿的效果。

如果转速稳定，满足要求，则调节完毕。将锁紧螺母锁紧。

4)如在针阀最小开度的情况下，仍不能使柴油机转速稳定，则将补偿指针旋上两格刻度。然后，将补偿针阀旋出3-4转，让柴油机游车半分钟;

5)再按3)中调整针阀的方法调整针阀，再检查开度，鉴定结果;

6)如果还不满意，可继续4) 5)方法进行调整，直到柴油机的运转达到满意为止,即柴油机在调整过程中既迅速又稳定。

上面我们曾谈到，调速器在补偿机构作用下，当负荷变化，调节油量时，控制口一旦关闭，所调节的油量就恰如其分地正好满足负荷变化的要求,不再重开，即不需要复调或反调。

实际上，是不会达到如此理想的程度的。

当负荷变化，调速器在调速过程中发生一、二次反调是正常的现象。

不过，反调的时间非常短暂，控制口瞬开即闭，供油量变化/极微，可以说是供油量的微调过程。

正因为有这个类似微调的过程，供油量才能较精确的与负荷的需要相适应，使柴油机在稳定状态下运转，转速波动率非常低。

因此,在调速器的实际调整中,是不能以所描绘的那种理想动作作为调整的要求条件的。

END