课题08调速装置 船舶主机

课题八 调速装置目的要求：1了解调速器的作用、分类。 2掌握机械调速器的结构和工作原理。 3掌握调速器的静态、动态性能指标。4熟悉液压调速器、电子调速器的工作原理。 5熟悉液压调速器的典型结构。 6掌握液压调速器的调节。重点难点：1调速器的静态、动态性能指标。2液压调速器稳定调速率的调节。教学时数：4学时教学方法：多媒体讲授课外思考题：1按调速范围可将调速器分成几种？简述其调速特点及应用场合？2为什么船舶发电柴油机必须装定速调速器？3调速器中的哪些参数反映灵敏性、稳定性、准确性？ 4调速器的动态性能指标与静态性能指标是什么？我国有关规定对它们有什么具体要求？5什么叫调速器标定工况的稳定调速率2？它的作用是什么？6试述Woodward UG-8型液压调速器面板上四个旋钮的名称及作用是什么？7什么叫电子调速器？与普通的调速器相比有哪些优点？课题八 调速装置第一节 柴油机转速的调节一、调速器的作用 柴油机的不同转速是通过改变每一循环的喷油量获得的。在一定的外界负荷条件下，供给柴油机一定燃油量，使柴油机发出的功率与外界负荷相平衡，柴油机就在某一转速下稳定运行。 船用柴油机的外界负荷是经常变动的，欲使柴油机的功率与新的外界负荷相适应，就应及时改变喷油量。为了使柴油机在选定的转速下稳定运行，必须装有专门的调速装置一调速器，通过它自动地改变柴油机喷油泵的喷油量，以适应外界负荷的变化。 发电柴油机要求在外界负荷（用电量）变化时能保持恒定的转速，以保证发电机输出的电压和频率恒定，满足并车及供电需要。所以发电柴油机必须装设定速调速器，确保外界负荷变化时，柴油机的转速基本不变。 用作船舶推进的柴油机，受装载、风力、波浪及水流等影响，外负荷（船舶阻力）会忽大忽小。但为了保证主机在特殊航行条件下（风浪中螺旋桨露出水面、断轴、掉桨）的安全，根据我国有关规定必须装“极限调速器”（简称限速器），当主机转速增至115标定转速时自动切断燃油供给。另外，为了避免海况变化造成的主机转速上下波动，提高柴油机的工作可靠性和工作寿命，通常都在主机上装设“全制式调速器”，使转速不随外界负荷变化而产生波动。二、调速器的分类1接转速调节范围分类 （1）极限调速器（限速器）（2）定速调速器（单制式调速器） （3）双制式调速器 （4）全制式调速器2按作用原理分类 （1）机械调速器（直接作用式）：它直接利用飞铁（飞重）产生的离心力与调速弹簧张力之间的不平衡力去移动油量调节机构来稳定柴油机的转速。其结构简单、工作可靠、维修方便，广泛用于中、小型柴油机。其缺点是工作能力较小，不能实现恒速调节。（2）液压调速器（间接作用式）：它利用飞铁产生的离心力与调速弹簧张力之间的不平衡力去操纵液压伺服器（油压放大器），利用液压作用产生更大的动力去移动油量调节机构来调节柴油机的转速。液压调速器转速调节范围广、调节精度高、稳定性好、通用性强，但其结构复杂、调试及维护所要求的技术较高，它广泛用于大、中型柴油机。（3）电子调速器：信号监测或执行机构采用电气方式的调速器称电子调速器。三、超速保护装置此种超速保护装置是一种运转安全装置，它与调速器不同，它只能限制柴油机转速，本身无调速特性，在柴油机正常运转范围内不起作用，只在柴油机转速达到规定限值时才发生动作使柴油机立即停车或降速。按规定，超速保护装置必须与调速器分开设立而独立工作，无论柴油机的操纵机构处于什么状态，该装置的保护性动作必须迅速而准确。第二节 机械式调速器一、机械式调速器的结构和工作原理（图8-1）图8-1 机械式调速器原理图柴油机运转时，飞铁座架和转轴一同旋转，飞铁便产生离心力，通过推脚向上作用在滑动套筒下端，滑套的上端受调速弹簧向下的张力作用。当柴油机发出的功率与外界负荷刚好平衡时，其转速稳定，飞铁的离心力与弹簧张力相等，柴油处于稳定运转。 若外界负荷减小，则柴油机发出的功率会大于外界负荷而使转速增加，这时飞铁离心力将大于弹簧的预紧力而使滑动套筒上移，通过直角形杠杆迫使油量调节机构向减油方向（右）移动（图中虚线所示）。随着喷油量减少，柴油机转速便下降，飞铁离心力也减小了，直到其离心力与调速弹簧张力又平衡为止，此时柴油机又重新稳定运行。从图中虚线可以看出，新的滑动套筒位置稍高于原来位置，调速弹簧又稍被压缩。说明：外负荷减小后，在新的稳定位置，飞铁的离心力比原先的大，经调速器自动调速后的转速比原来稍高，出现“转速差”。这是机械式调速器所固有的特性，是避免不了的。 同理，当外界负荷增加时，调速器的动作与上述相反，飞铁离心力与弹簧作用力在彼此都减小的情况下重新稳定的转速比原转速稍低。 另外，若想提高柴油机的转速，可以将调整螺钉向下旋动，加大调速弹簧5的张力，使油量调节机构左移加油。同理也可通过调整螺钉降低柴油机的转速。二、调速器的性能指标（图8-2）1调速器的静态指标1）稳定调速率2调速器标定工况下的稳定调速率2是根据标定工况突卸全部负载求得的。它是指当操纵手柄在标定供油位置不变，柴油机在标定工况稳定运行时突卸全部负载，调速器起作用使柴油机重新稳定运行后，其最高空载转速（空车稳定转速）n0max与标定转速nb之差同标定转速nb比值的百分比，即 稳定调速率2用来衡量调速器的准确性。调速器存在调速率（也称速度降）说明当外界负荷变化时，柴油机的转速会有少量波动，其值较小就表示准确性好；如果2过大，不仅对被带动的工作设备的稳定工作不利，即便对空转时柴油机零件的磨损也是有害的。 稳定调速率的大小应根据柴油机的用途和要求而定，我国海船建造规范规定，船用主机调速器的稳定调速率应不超过10，船用发电柴油机调速器的稳定调速率应不超过5。对于单台柴油机允许20，它表示柴油机的转速不会随外界负荷变化而保持恒速运转。但在几台柴油机并联工作时，为了按比例均衡分配负载，各柴油机的稳定调速率2必须相等且不为零。图8-2 突卸、突增负载时转速调节过渡过程 2）转速波动率或转速变化率柴油机在稳定运转时，转速也会产生微小的波动，转速的变化程度可用“转速波动率”或“转速变化率”来评价，两者定义不同，均用来衡量调速器的稳定性。一般让柴油机在某转速稳定运行15min，测定其间的转速波动情况。 转速波动率表征稳定工况下转速波动的大小，转速变化率表征其转速变化的大小。为保证柴油机可靠运转，一般规定在标定工况时，0.250.5，0.51。如果超过规定范围，就表示调速系统的工作不正常。 3）不灵敏度调速器在工作时，因为调速器内的运动元件之间存在摩擦阻力，从调速器到喷油泵之间的传动件（拉杆、杠杆、销轴等）之间有间隙，各零件运动时有摩擦阻力和惯性力。因此当柴油机外界负荷有点变化并引起转速微量增加或减少时，调速器不会立即作出反应去改变供油量，而要到转速变化量足够大时，调速器才开始起到喷油量的调节作用。这种现象称为调速器的不灵敏性，通常用不灵敏度来表示不灵敏性的大小：不灵敏度过大会引起柴油机转速不稳定，严重时会导致调速器失去作用，甚至产生飞车事故。不灵敏度随柴油机转速高低会有差异，当柴油机转速较低时，因调速器预紧力较小，产生张力也小，而传动机构的阻力却反而增大，造成不灵敏度加大。 一般规定在标定转速时1.52，在最低稳定转速时1013。2调速器的动态指标由一个平衡转速过渡到另一个平衡转速之间所反应的调速系统的特性，称为调速器的动态特性，用作评定调速系统调节过渡过程性能的动态指示，通常采用下列二项。 1）瞬时调速率 根据试验时负荷的突卸与突加，可分为突卸负荷瞬时调速率和突加负荷瞬时调速率两种。 突卸负荷瞬时调速率：指柴油机先在标定工况下稳定运行，然后突然卸去全部负荷，测定转速随时间的变化关系。突加负荷瞬时调速率：与突卸负荷情况相似，当柴油机在最高空载转速nmax 下稳定运转时，突加全部负荷，转速也会突然下降，最低瞬时转速为nmin，再经几次收敛性的波动后，才会稳定在标定转速nb运行。船用主机一般要求1012，对船用发电柴油机要求10。 2）稳定时间ts 过渡过程的稳定时间是指突卸（或突加）全负荷后，转速开始波动到转速达到新的稳定范围（指转速波动率不大于规定值）为止的时间，表明消除过渡过程中波动现象的快慢，以秒计。 稳定时间ts越短，说明转速消除得快，调速器的稳定性越好。ts一般限制在5s10s，对于船用柴油发电机，要求ts5s。一个好的调速系统，其调速过程应满足三个条件：一是过渡过程的转速波动是收敛的，即转速波动的幅度随时间增长而减小；二是过渡中转速瞬时波动的幅度不应过大，以免柴油机超速而影响其可靠性；三是过渡时间不应过长，转速应迅速达到稳定。第三节 液压调速器 对于大功率柴油机，移动油量调节机构需要较大的力，为此在感应元件和油量调节机构之间插入一个液压放大元件（液压伺服器），利用放大了的动力去拉动油量调节机构；为了改善调节性能，在感应元件和驱动机构之间还设有“反馈装置”。一、液压调速器的工作原理1无反馈简单的液压调速器（图8-3） 在稳定运行时，飞重3的离心力和调速弹簧4的张力平衡，滑阀7处于图示位置，正好切断伺服器油缸的工作通路，齿轮油泵8产生的压力油经溢流阀9回流。当外负荷减小时，柴油机转速增高，飞重3的离心力增加，推动速度杆2右移，于是摇杆5以A点为中心逆时针摆动，使节点B带动滑阀7右移，控制孔打开，压力油进入油缸6的右腔；同时油缸6的左腔与低压油路相通，在压差作用下，伺服活塞带动油泵齿条10左移，减少供油，使柴油机转速回降至原来转速。速度杆2和滑阀7又回到原来平衡（中央）位置，切断伺服油缸的工作油通路。此时，动力活塞停止在新的位置，调节过程结束。 当外负荷增加时，柴油机转速降低，调节过程按相反方向进行。这种无反馈装置的简单调速器，在调速过程中，由于惯性使滑阀和动力活塞的运动总是滞后于发动机转速的变化，因而其油量的增减不可能根据负荷的变化而做到“适可而止”，调节总是位移过度，而又总是企图维持原速，最终使转速连续波动而不能稳定工作，甚至有可能发生急剧波动而根本不能工作。图8-3 无反馈简单的液压调速器工作原理图 图8-4 刚性反馈液压调速器简图2刚性反馈液压调速器（图8-4） 要想使液压调速器能稳定调节，在调速器中还要加一个“反馈机构”（又称补偿装置），其作用是：在伺服活塞移动的同时，对滑阀产生一个反作用，使其向平衡位置方向移动，防止油量调节过度，使增减油“适可而止”，提高调速系统的稳定性。与前述无反馈的简单液压调速器不同的是杠杆AC上端A不安装在固定的铰链L，而是改为用销轴与伺服活塞3的活塞杆相连。这样动力活塞的位移就通过杠杆反馈至滑阀6上，反馈环节采用机械连接，故称为“刚性反馈”。 但是这种调速器调速终了时，滑阀回到原位，伺服活塞（连同油量调节杆）移到了一个新的平衡位置，故A点已不在原位而随着外负荷大小而变动。与滑阀6相连的B点在任何稳定工况下均回到原来位置，因而C点就稳定在新的位置，此时调速弹簧的新张力就不同于原来的张力，故柴油机不能回复到原有的转速。从图8-4的情况分析可知：当外负荷减小时（弹簧又稍被压缩），新的稳定转速将比原来转速升高；反之当外负荷增加时，新的稳定转速将比原速稍有降低。其结论是：刚性反馈液压调速器不能实现“无差调速”，其稳定调速率2不能为零。3弹性反馈液压调速器（图8-5，P203）图8-5 弹性反馈液压调速器原理图 这种反馈形式是在刚性反馈的基础上增加了一个弹性环节，它由缓冲器5、补偿活塞6、补偿弹簧7、节流针阀8组成。缓冲器油缸内充满了工作油，左右两空间通过管道及针阀8接通。当缸体5受力后左右移动时，缸内液体从一空间经针阀流到另一空间，由于针阀的节流使活塞6的移动比缸体5的移动滞后，起到缓冲作用。图8-6 双反馈液压调速器简图 由于被压缩的补偿弹簧7有弹性复原的功能，使A点带动补偿活塞6在缓冲器油缸内向右移动，回到原来位置，补偿活塞右方油缸中的油经节流针阀8回流至左方，最后弹簧7及杠杆AC均恢复到原来位置，使速度杆也回到起始位置。这样，调速过程结束后的发动机转速能保持原速不变，稳定调速率2可以为零。4双反馈液压调速器（图8-6）当柴油机并车运行时，除了要求调速器应有良好的稳定性外，还应按正确的比例分配各机承担的负荷。由此，调速器应具有弹性反馈机构以保证调节稳定性；同时还应具有刚性反馈机构以使调节过程中具有一定的稳定调速率，保证各机按比例分配负荷。图中刚性反馈杠杆EFG和弹性反馈机构（缓冲器K、补偿弹簧S、节流针阀C）由动力活塞杆带动。当外界负荷降低，柴油机转速升高时，飞重向外飞开，带动杠杆AB以A点为支点逆时针转动，使滑阀杆D上移，工作压力油进入伺服器动力活塞的下方而由其上方泄回低压空间。由此，动力活塞上行减油。一方面使刚性反馈杠杆EFG绕G点顺时针转动，由F点增加弹簧预紧力，使其稳定后转速较原转速稍有提高（即20）；另一方面通过弹性反馈机构保证恒速稳定调节。通常在这种双反馈调速器中，可通过弹性反馈中节流针阀的开度大小调节其稳定性。通过刚性反馈EFG的两臂比例调节稳定调速率的大小，如使F与G重合，则20。这种调速器具有广阔的转速调节范围，且稳定性好，调节精度高，灵敏度高，在船用柴油机中得到了广泛使用。二、液压调速器的典型结构 船用柴油机使用的液压调速器大多为双反馈全制式。其中以 Woodward UG和 Woodward PGA型液压调速器应用最普遍。其UG型分为杠杆式（The lever option）和表盘式（The dial option）两种；PGA型为气动遥控式，多用于遥控主机。1Woodward UG8表盘式液压调速器在其正面的表盘上有四个旋钮：调速旋钮、静速差旋钮、负荷限制旋钮、转速指示器。它的结构原理如图8-8所示。 图8-8 UG-8电表盘式液压调速器原理图 当柴油机在某一负荷下稳定运转时，飞重39的离心力与调速弹簧8的预紧力相平衡，滑阀38处于图示中间位置将控制孔27封闭，使动力活塞23下方空间封闭。由此动力活塞固定不动，输出轴12和油量调节杆13等均固定在某一位置，使柴油机有一个相应于外负荷的供油量。柴油机在由弹簧8所设定的转速下稳定运转。 当柴油机负荷增大时，转速下降，这时飞重的离心力小于调速弹簧的弹力，使飞重向内收拢，调速弹簧推动调速杆38向下移动，使浮动杆35以右端C为支点向下摆动，推动滑阀36下移并打开套筒上的控制孔27，让高压油进入动力活塞23的下腔。由于动力活塞下部面积为上部面积的两倍，即为差动式，高压油向上的作用力大于向下的作用力，使动力活塞向上移动，带动输出轴12朝加油方向（逆时针方向）旋转，使柴油机供油量增加，转速回升。当动力活塞上移转动输出轴12的同时，使反馈杠杆45左端上移，右端下移，带动大反馈活塞33下移，压缩反馈油路中的滑油，迫使一部分滑油从补偿针阀31的小孔流出。由于针阀的节流作用，反馈油路中的油压仍有上升，克服反馈弹簧29的弹力，使小反馈活塞30上移。这时浮动杆35以左端A点为支点逆时针转动，带动滑阀36上移，使其提前返回原来的平衡位置，重新封闭控制孔27，切断压力油，使动力活塞23停止加油。此后，由于反馈弹簧29的作用，使小反馈活塞30逐渐下移复位，多余的滑油经针阀31排出。此下移速度与调速杆38的上行速度相适应，使滑阀36处在中央位置不动，柴油机恒速转动。这一恒速反馈机构的作用是防止调速器加油过量。此时，飞重39、调速杆38、滑阀36和小反馈活塞30回到原先的平衡位置，而动力活塞23、输出轴12和大反馈活塞33就停在对应于负荷增加后所需的供油量位置上，柴油机在原先的转速下稳定运转，获得新的平衡。这样实现了恒速反馈调节。为了保证调速过程有一定的静态速差，即调速器具有一定的稳定调速率2，调速器中设有静速差机构（即刚性反馈机构）。当外负荷增加时，输出轴12向加油方向（逆时针）转动的同时，静速差杆7绕支持销6也按逆时针方向转动，其右端上移，调速齿轮44和中心螺杆随即一起上移，并将调速弹簧8稍微放松。由于调速弹簧的预紧力减少了，要使飞重、滑阀回复原来位置就必须降低柴油机的转速，即存在所谓“静速差”。也就是当负荷增加时，使柴油机在稍低于原来的转速下运转。反之，当负荷减小时，则稍高于原来转速。 当柴油机负荷减小时，调速器的调节过程与上述相反。2Woodward PGA调速器PGA调速器是由原PG型调速器与遥控气动速度设定机构组合而成的一种调速器。它是一种双反馈、气动速度设定的全制式液压调速器。它的速度降仍由刚性反馈机构实现，而弹性反馈机构改用一种阻尼补偿系统（由阻尼活塞、弹簧和针阀组成）。 1）调速器主体部分 当柴油机的输出功率与外负荷平衡时，柴油机以恒速运转，此时飞重30产生的离心力与调速弹簧29的预紧力平衡，飞重处于图示垂直位置，滑阀柱塞8的控制环带6封闭套筒9上通向阻尼活塞12左方的油路，伺服油缸17内的动力活塞固定不动，输出轴16固定。柴油机稳定恒速运转。 当柴油机的外负荷增大时，柴油机转速下降，飞重产生的离心力减小，滑阀柱塞8下行。其控制环带6开启通向阻尼活塞12左方的油路，压力油进入阻尼活塞左侧并推动它向右移动，并将右侧的油压入伺服油缸17内动力活塞的下部，推动动力活塞上行，加大油门使柴油机加速。与此同时阻尼活塞12左右两侧的油压同时作用在位于滑阀上部的补偿环带7的两侧，且作用在下侧的油压大于上侧油压，产生向上的补偿力，使滑阀8上移提前复位，即由补偿力产生负反馈作用。由此，滑阀8可在柴油机转速达到原转速之前提前回复至中央位置，关闭控制孔，避免了因调速系统的惯性而形成的过分加油。在此后柴油机的加速过程中，此补偿力将由阻尼活塞的缓慢左移复位而通过补偿针阀进行调节，使之逐渐减小。如果补偿针阀开度适当，则可使此补偿力的减小速度与飞重离心力的增加速率相同，使滑阀在中央位置不动。最后当转速恢复至原设定转速稳定运转时，补偿力消失，飞重回复至垂直位置，滑阀与阻尼活塞均回复到原中央位置，而动力活塞稳定在新的位置上，柴油机在增大的供油量下稳定运转。 如果柴油机外负荷大幅度增减，滑阀柱塞8移动较大，则阻尼活塞12迅速移向其极端位置，开启旁通口使高压油直接进出动力活塞下部空间，可大幅度加减油量。而且此时在补偿环带上下不产生压差，无补偿力，可减少调速器的瞬时调速率1，使调速过程能与外负荷的大幅度变化相适应。 2）速度设定部分 PGA调速器的速度设定机构由气压设定与手动设定机构两部分构成。前者使用的控制空气压力范围为（0.490.50）MPa，允许的最低压力为0.021 MPa，允许的最高压力为0.71MPa，速度设定值与控制空气压力值成正比；后者，使用手动旋钮可在切断控制空气的情况下任选一速度值。 3）速度降机构 本机构即为前述双反馈中的刚性反馈机构。该机构可在增加燃油量的同时，使柴油机的稳定转速成比例地降低以补偿负荷的增加。其反馈作用的实质是在负荷增加的同时，稍微降低调速弹簧的预紧力。本调速器的速度降机构由动力活塞上的尾杆18、速度降杆20以及速度降凸轮23等组成。当动力活塞上移增加供油量时，尾杆18上行推动速度降杆20通过速度降凸轮23的锁紧螺钉使速度降凸轮转动，从而速度降柱塞24稍微上移放松调速弹簧29的预紧力，以保证一定的稳定调速率。反之当动力活塞下行减油时，速度降凸轮稍许增大调速弹簧的预紧力。显然，调节凸轮的安装位置可调节稳定调速率的大小。三、液压调速器的调节1稳定调速率的调节 1）几种调速器的稳定调速率2 机械式调速器由于本身的结构特点，其调速的准确性差，只能进行有差调速，它的稳定调速率20。除非更换调速弹簧或飞重等零件，其2值一般不能调节。 具有弹性反馈装置的液压调速器，具有很高的调速准确性，可以实现恒速无差调速。可使柴油机转速非常稳定，在单机运行时可以采用。 为了柴油机并联运行的需要，在液压调速器内人为地增设一套速度降机构，使它具有可调节的静态速度差（稳定调速率2），满足在加油的同时稍稍降速的要求。通常是通过调节其刚性反馈作用的大小来获得所需的2值。 2）并联运行的柴油机对稳定调速率2的要求（图8-10）图8-10 柴油机的调速特性曲线 图8-11 2相同负荷均匀分配 图a)表示稳定调速率见2=0的调速特性，为恒速无差调节，调速前后无论工作点在1、2、3点，其转速均为nb。 图b）表示稳定调速率20的调速特性，为有差调速，特性线斜率越大，调节后转速的差别也越大。 对于并联运行的多台柴油机，要求每台机承担的负荷份额与其标定功率（或转矩）之比均相同。若标定功率相同，则每台机承担的负荷亦相同。若彼此的标定功率不同，则承担的负荷与标定功率之值成比例，即标定功率大者多承担负荷，小者少承担负荷。当总负荷增加至全负荷时，大小两者应同时达到全负荷。 图8-11表示两台柴油机并联运行，其2值相等并都大于零。两台机有重合的调速特性，M合为两台机合成的调速特性线。当n=n1时，每台机都在2点运行，合成工作点为1，两机负荷均匀分布。当外负荷增加时，两机同时加油，但两者转速也同时下降到n2，每台机运行点为2，合成工作点为1。其负荷分配仍然均匀。图8-12 2不同负荷分配不均匀 图8-13 并联运行负荷分配的特性曲线图8-12表示若两台机的2不等，设(2)1(2)2,两条调速特性曲线具有不同的倾斜度，2小者陡峭。若此时调节调速器的设定转速，使两台机同时运行在点2（见图8-13），即让其调速特性曲线沿n轴平移后的两线交点2，这时两机负荷虽然相同，但这种均衡只是暂时的，严重时会一台机超负荷而使全船失电。 综上所述，调速器的2决定了并联运行的柴油机间的负荷分配情况，对于单台运行的柴油机2可以为零。但并联运行的各台柴油机的2值必须相等且均大于零，在满足调速系统稳定性要求的前提下，尽量选用小的2值。 3）稳定调速率2的调节 表盘式调速器可通过静速差旋钮进行调节。如将旋钮刻度旋转至“3050”）之间，则表示相应的2值约为35。实践中应通过并联运行柴油机的负荷分配比例进行调节，如果并联机承担负荷小，则应减少该机的2数值。 杠杆式PGA型调速器其外部无2调节机构。如需调节2值，应打开调速器顶盖旋松速度降凸轮上的锁紧螺钉，则速度降凸轮可沿支架销L的槽道滑动。若将速率降凸轮沿槽道向右移动，即朝动力活塞尾杆18的方向移动凸轮，则2值增加；反向移动凸轮则2值减小，若使凸轮中心线与支点销中心线重合，则2 值为零。决不允许使速度降凸轮移动超过“0”稳定调速率的位置，因为此时发生负的速度降而使调速器动作非常不稳定。在这些调速器中2的调节约为012。 机械调速器的2值与其结构参数有关，除非更换调速弹簧（刚度）或飞重等零件，一般是不可调整的。若调速弹簧换用刚度小行，则其2变小，准确性提高，但稳定性降低。2稳定性调节 为了保证调速过程稳定，在液压调速器中设有反馈系统，以使调速器具有良好的稳定性。通常在调速器换新或修理后装机时应对反馈系统进行综合调节，以获得尽可能小的瞬时调速率1和尽可能短的稳定时间ts。 反馈系统调节的环节主要有两个（见图8-8）：一是扳动反馈指针46，借以改变活动支点47的位置，用以调节反馈行程的大小；二是调节补偿针阀31的开度，用以调节反馈速度的快慢。如果反馈指针的位置和补偿针阀的开度调节得正确，控制滑阀36提前复位后，在飞重和小反馈活塞30的复位过程中，控制滑阀36在中央位置上一直保持不动。3）速度设定的调节（ PGA调速器）速度设定的调节主要包括气动低速设定值调节，控制空气压力与相应转速范围调节，以及手动设定旋钮的最高转速调节。第四节 电子调速器电子调速器是一种电子控制系统，凡转速感测元件或执行机构采用电气方式的调速器。通常包括三种：全电子调速器；电一液或电一气调速器；液一电双脉冲调速器。 电子调速器不使用机械机构，动作灵敏，响应速度快，响应时间只有液压调速器的1/101/2；动态和静态精度很高；无调速器驱动机构，装置简单安装方便，便于实现遥控和自动控制，是近代发展起来的精密调速器。一、电子调速器的工作原理（图8-14） 工作时，先通过转速设定器，利用可调节的电位器设定所需的转速，将其产生的转速设定信号以直流电的形式作为“正信号”输入放大器；柴油机起动运转后，速度传感器（或负载传感器）将磁性测速头感应的转速情况转化成直流电的形式作为“负信号”输入放大器，在放大器内将两种信号相加，当两者之和为零时，不向执行器输出控制信号，柴油机即在设定的转速运行。图8-14 电子调速器原理框图 当外负荷变化使柴油机转速增加时，磁性测速头感应产生的交流电压频率立即增加，经速度传感器转换后的直流电压也随之增加。在放大器内它与转速设定信号之和变为“负值”，此时放大器即向执行器输出“减油”的信号，通过执行器使柴油机的燃油量减少，转速随之下降。同理，当柴油机转速减小时，放大器会立即向执行器输出“加油”的信号，通过执行器使柴油机加油，提升其转速。放大器在工作时，根据转速变化不断地输出“加油”或“减油”信号，由于其反应极为灵敏，很难做到根据转速变化“适可而止”地改变喷油泵的供油量，柴油机转速不易很快稳定而产生转速的波动。为此，在放大器中专门设置了“增益控制单元”和“复位单元”，使电子调速器能稳定地工作。“增益控制单元”用来控制反馈信号的大小，如果增大增益，则执行器的输出轴转角随放大器输入偏差而增大。“增益控制单元”在这里起着液压调速器中的“补偿机构”的作用。“复位单元”用来给定放大器的复位时间常数，用以改变放大器的响应时间，如果增大复位的给定值，复位时间常数将增大。只要通过合理的调节就能提高控制回路的稳定性，满足柴油机稳定运行的要求。“复位单元”在这里起着液压调速器中的“针阀”作用。二、典型电子调速器简介Woodward 2301型电子调速器是一种使用广泛的电子调速器，它属于电一液调速器，其测速传感器采用磁电式，控制单元采用2301型电子控制器，控制机构采用EG3P液压执行器。它有单纯调频型（单脉冲）和调频调载型（双脉冲）两种。前者用于单机运行，其瞬时调速率1一般在57，稳定时间ts在3s5s范围内；后者用于并联运行机组，其瞬时调速率一般不大于2，稳定时间ts不大于1s。图8-15系单脉冲2301型电子控制器外形图。其正面面板上有四个调节旋钮，自左而右分别有： 怠速(Low idle speed)调节旋钮用于调节滑油低压，保护运转时的最低转速；设定转速（Rated speed）调节旋钮用于调节设定转速；稳定度（Stability）调节旋钮用于稳定性调节；增益量如（Gain）调节旋钮用于稳定性调节。图8-15 单脉冲2301型电子控制器外形图13