§8－2 调速器的结构和工作原理 一、机械式调速器 全制式机械调速器原理 二、液压调速器的工作原理 1、无反馈液压调速器 ,动画 为了使液压调速器能够稳定调节，在调速器中需加入一个环节，这个环节在动力活塞移动的同时作用于滑阀机构，使其向平衡位置方向挪动，即，使滑阀提前恢复至平衡位置。 这个环节称为反馈（或补偿）机构，其对滑阀产生的反作用动作称为反馈或补偿。 2、刚性反馈液压调速器 工程上把这种由滑阀的移动控制伺服活塞的运动，反过来，伺服活塞的运动又控制滑阀的移动的动作叫做“反馈”；由于滑环、滑阀和伺服活塞三者之间用摇杆刚性连接，故称刚性反馈。 2、刚性反馈液压调速器 当负荷下降时，转速上升，托架1和飞球3转速也上升，弹簧4被压缩，从而滑环2右移，使杠杆5以C点为中心沿逆时针方向旋转，带动7右移，于是控制孔打开，使饲服器油缸右部空间与压力油路相通，左部空间与泄油油路相通，伺服活塞在压力油推动下带动10向左移动。 2、刚性反馈液压调速器 伺服活塞的左移又通过杆杆5影响滑阀的位置，带动滑阀左移，把孔关小，伺服活塞速度渐渐变慢，最后滑阀将孔口全部关死，伺服活塞就停止在新的平衡位置。 影响滑阀位置的是滑环点A的位置和伺服活塞的运动。 3、弹性反馈液压调速器 弹性反馈液压调速器结构原理 当转速处于稳定状态时，滑阀9将上下控制孔关闭，小补偿活塞6的两根弹簧受压状态相同，其位置不变，因此杠杆11上的B、C两点均在原来的一定位置上，A点的位置也是一定的，故所对应的转速也一定。 当外界负荷减轻时，转速上升，飞球离心力增加，A点上移，于是通过11使9上移（此时由于阻力存在，C点不动）。这时，伺服缸上腔通入压力油，下腔泄油，伺服活塞下移，于是带动调节杆向减油方向挪动。 与此同时，伺服活塞通过连接杆件带动补偿杆3以D为支点逆时针转动，使4稍稍上升（由支点D位置确定),由于两个补偿活塞之间的空间是充满油的，并通过节流针阀孔与油池相通，而且由于节流针阀孔很小，油一时来不及进入补充，于是由于线又以A为支点瞬时针转动，通过B使滑阀下移，使控制孔趋于关闭，此瞬间与刚性反馈动作完全相似。 随着调速过程的进行，被小补偿活塞6多压缩的上补偿弹簧8有力求恢复的趋势，而油池中的油也通过节流针孔慢慢进入，结果使6回升，又将滑阀上移一点，伺服活塞再下移一些，又重复上述过程（积分作用，消除静差），但调整幅度减小，过程逐步结束。 最后杠杆的A、B、C点均恢复到原来位置，转速也恢复到原来大小。 调整节流针阀开度的大小，即控制了小补偿活塞恢复原位的快慢，也就是调整恢复到原转速的过渡时间长短。 4、双反馈液压调速器 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。 所以，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。 如图8－7 刚性反馈杆EGF和弹性反馈机构（K、S、C） 三、液压调速器的典型结构 1、Woodward UG-8表盘式液压调速器 （1）结构 1）驱动机构 2）转速感应机构 3）伺服放大机构 4）调节机构 5）恒速反馈机构 6）静速差机构（速度降机构） 7）速度设定机构 8）负荷限制机构 9）液压系统 2、Woodward PGA调速器 通过输入轴带动旋转衬套转动，同时驱动齿轮油泵25。油泵通过两个储压器39向转速设定滑阀11及主滑阀24供油。转速设定滑阀11控制转速设定伺服器油缸31中压力油的进出，主滑阀24控制缓冲油缸压力油的进出，从而改变动力活塞38的位置，使控制信号放大，去带动油量控制机构。 当柴油机负荷变小时，转速增加，飞块33移，致使动力活塞38向下运动，供油量减少，缓冲油缸两侧油压将加在主滑阀补偿环23的上、下两侧，起负反馈作用。 缓冲油缸中设有缓冲弹簧的目的是为避免主机扭振传到调速器时，调速器把它看成速度信号而产生反应，使调速器产生振荡。但缓冲弹簧预紧力要适当，否则将造成静区（不起作用的转速范围）太大。 该调速器是由气动信号来实现对主机转速的控制。气动信号的压力一般为0.049～0.5MPa。 但气体压力作用在波纹管9上时，波纹管被压缩，并作用于C型杆10使其向下运动，致使转速设定滑阀11向下运动，控制环带把衬套上的口打开，压力油进入转速设定伺服器活塞29上部，推动活塞下行并压缩调速弹簧32，从而推动主滑阀下移，打开阀口，缓冲油缸左侧进油。 在缓冲活塞作用下，动力油缸下部进油。动力活塞38上移，使供油量加大。 同样，补偿环两侧油压不同，使主滑阀向上移动，由于节流针阀35作用，逐渐平衡，最后飞块组和调速弹簧在新的力系作用下平衡，主滑阀复位，缓冲油缸两侧压力也趋于平衡。 同时，由于速度设定伺服活塞29下移，复位杆14绕可调支点19作瞬时针旋转，拉紧复位弹簧15并使C型杆向上运动，一旦弹簧力和作用在波纹管的空气压力达到平衡时，转速设定滑阀复位，此时速度控制管理系统也处于新的平衡状态，可见，对应于每一个速度设定压力信号值，转速设定伺服活塞就有一相应位置，复位弹簧就有一定的恢复力。 在C型杆上还设有调节螺钉16。当手动最低转速调节螺钉16调到与限位销17相碰时，复位弹簧不能通过C型杆拉动转速设定阀向上移动，供油量也就不能再减了，转速也不再下降了。但为了安全起见，柴油机上应装有一套辅助停油装置。 在转速设定饲服器油缸31上部设有一只伺服活塞行程限位螺钉28，防止伺服活塞在切断供油位置后不至于上移碰到油缸顶面，这样更有助于下次动作时迅速进油。 油缸上部的另一侧装有最高转速限止阀22，当转速设定伺服活塞处在110％额定负荷、104％额定转速的位置时，限止阀被装在活塞杆上的限止阀调节螺钉21顶开，这时油缸开始泄油，使活塞不能下移，转速设定就不能再增加。 当控制空气出现故障时，能够最终靠手动转速调节旋钮5使活动螺母6前后移动，通过连杆4使停止轴环2作上下运动，带动T型转速设定螺钉杆件8也作上下运动，使复位杆14转动，改变复位弹簧15拉力，从而起到控制转速设定滑阀位置的作用，即实现对柴油机转速的调节。 在使用控制空气操纵时，手动旋钮应放在最小位置并松尾部螺母，这样才可以保证控制正常操作。 考虑到废气涡轮增压器的转速增加往往比柴油机慢，这样会造成燃油和空气比例失调而导致燃烧不良，扫气压力燃油限制装置由扫气压力感受器、凸轮、连接杆等组成，扫气压力作用于波纹管43内腔。波纹管另一端与锥形阀相接触。当锥形阀上下压力不平衡时，阀就产生运动，阀上移时，阀门开大释放低压油，使感受活塞46下移，弹簧力增大，实现新的配合。 对应于每一扫气压力，感受活塞就有一位置，并通过斜面凸轮47使拉杆转动一定位置，拉杆49另一端与动力活塞尾杆相连，而拉杆中部在限止杆下通过，当拉杆调节（57调节）到足够高度时，就抬起主滑阀，使缓冲油缸左部放油，这样动力油缸无法再进油只能保持原位。从而限制了油门进一步加大，起到了按扫气压力大小限制供油量的作用。 还设有扭矩限止器，按一定转速设定值来限止相应位置上的最大供油量。能使柴油机的转速和供油量比例不失调，避免造成超负荷运转。 在不同转速设定压力下，调速器转速设定饲服器活塞有一定位置，通过固定在活塞杆上的极限调节螺钉58使摇臂50也具有一对应位置。摇臂通过连杆51与横杆52相连，这样在一定转速设定压力下时，连杆有一固定位置。 当动力活塞尾杆升高到一定位置时，横杆会绕支点59作逆时针转动，使限止杆53作瞬时针运动而拉动断油杆54，同样会使动力油缸无法再进油（即保持原位），起到按转速设定来限制供油量的作用。 四、液压调速器的辅助装置 1、扫气压力燃油限止器 ～根据增压空气压力的改变而限制机器的供油，以保证负荷变化时，燃油有足够的空气完全燃烧。 在加速的瞬间也能依据相应的供气量而限制燃油，减少浓烟，提高发动机的加速性。 2、负荷（螺距）控制管理系统 它可以在相应于每一设定转速值限制或维持柴油机发出规定的输出功率，即在外界负荷变化而调节供油量的同时，自动调节螺距，以维持柴油机输出的功率达到一个预定值。 3、电磁阀切断装置 ～由被监控的保护电路中的开关触发。触发时，此装置在调速器内能触发一系列动作，使柴油机断油停车。 * * 操纵杆 支承盘 飞重 滑动盘 调速弹簧 杠杆 喷油泵齿条 托架 滑环 伺服活塞 调速弹簧 杠杆 飞块 滑阀 油量调节杆 泵轴 油泵 溢油阀 托架 滑环 伺服活塞 调速弹簧 杠杆 飞块 滑阀 油量调节杆 泵轴 油泵 溢油阀 托架 滑环 伺服活塞 调速弹簧 杠杆 飞块 滑阀 油量调节杆 泵轴 油泵 溢油阀 飞块 补偿杆 大补偿活塞 节流针阀 小补偿活塞 上补偿弹簧 下补偿弹簧 滑阀 伺服活塞 杠杆 滑环 （1）表盘上有四个旋钮：①调速旋钮：位于面板右上方，作用是调节设定转速。②转速指示旋钮：位于面板右下方，作用是指示设定转速的高低，该旋钮不可调。③速度降旋钮：位于面板左上方，作用是调节δ2。④负荷限制旋钮：位于面板左下方，作用是限制喷油泵循环供油量的加油份额。 Sectional view of UG8L governor 1-高速停止螺钉；2-停止轴环；3-停止销；4-连杆；5-手动转速调节旋钮；6-活动螺母；7-手动转速设定螺母； 8-T型转速设定螺钉杆件；9-波纹管；10-C型杆；11-转速设定滑阀；12-转速设定滑阀导筒；13-负荷弹簧；14-复位杆；15-复位弹簧；16-手动最低转速调节螺钉；17-限位销；18-滚花螺母；19-可调支点；20-球轴承枢轴；21-限止阀调节螺钉；22-最高转速限止阀；23-补偿环；24-主滑阀；25-齿轮泵；26-速度降凸轮；27-活塞杆； 28-伺服活塞行程限位螺钉；29-转速设定伺服器活塞； 30-伺服器活塞弹簧；31-转速设定伺服器油缸；32-调速弹簧；33-飞块；34-旋转衬套； 35-补偿（节流）针阀；36-缓冲弹簧；37-缓冲活塞；38-动力活塞；39-储压器；40-输出轴；41-扫气空气接管；42-调节螺钉B；43-波纹管；44-锥形阀；45-弹簧；46-感受活塞；47-斜面凸轮； 48-连接杆；49-拉杆；50-摇臂；51-连杆；52-横杆；53-限止杆；54-断油杆； 55-速度设定燃油限止；56-速度降连接杆；57-调节螺钉； 58-极限调节螺钉；59-支点；60-最小极限调节螺钉； 61-尾杆；62-补偿油道 动画演示工作原理 Pk增压空气压力 可调螺钉 在上述的负荷减小工况时，补偿环23上部油压大于下部油压，产生一个向下的力而使主滑阀下移，通过补偿（节流）针阀35的延时作用，补偿环上、下部油压最后达到平衡。 补偿针阀的开口大小即可改变达到平衡的时间。随着供油量减小，柴油机转速下降，飞块收拢使主滑阀最后恢复到原位。 一般希望在飞块达到原转速稳定时，补偿针阀两端压力平衡，缓冲活塞复位，这样能取得最好稳定效果。负荷增加时与上述过程相反。

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