实用伺服调速器的工作

    发动机的速度调到那一级取决于调速器弹簧的弹力与飞 铁离心力的平衡状况。改变弹簧的预紧力可以变动给定速 度。在实际使用中,可以按下面介绍的多种方法来获得给定速度。

   设想发动机在正常转速下运转,弹簧力与 飞铁离心力是乎衡的。飞铁处于垂直位置,导南阀关闭,动 力活塞由液力锁定在某一位置,准确控制发动机的油耗率, 使发动机在常用载荷下保持一定的转速。假如现在负荷略有 增加,引起转速稍降,随之而来离心力下降,在调速弹簧作 用下、飞铁将略微向内收拢,于是导向阀下移,打开控制 口,使高服油从总泵一储尾系统(或从一些简易的外部高压 源)通到动力活塞上,并克服动力活塞下端部分面积上油压 产生的恒定回位力,使动力活塞下移。有时用弹簧产生回位力,但这个力的大小取决于行程的大小。

    这种滑阀一活塞机构称为三通阀系。可以使用一种四通 阀系操纵液压油流向活塞的两个端面,从而使响应更加对 称。但是,由于导向阀与导向套在位置控制区要求的精度很 高,因此完善边缘响应性能并不能补尝导向阀与导向套相配 的成本费用。 

    动力活塞运动,促使供油率改变,活塞位置的改变又反 馈到调速器弹簧的顶部,稍稍地减弱弹簧的预紧力,即动力 活塞下移时,点A向上移动,使杠杆 AB 绕 B 点移动,中 间点C 升起,从而减弱弹簧的预紧力。在给定速度下,减 弱弹簧预紧力,会得到稳定的降速特性。 

    动力活塞下行还传给反馈活塞,后者将液压油压至补尝 机构,推动补尝活塞压缩弹簧,补尝机构增高的压力反馈给 导向阀的下端面,短时将它上推,切断向动力活塞供油。这对调速器内发生的瞬态变化产生缓中效应,从丽提高了工作的稳定性。

    反馈油压经过可调的节流阀逐渐泄漏,使达到新的可控 形式的平衡状态。于是发动机在略高的负荷下运行,转速稍有降低。 

    所以液力反馈仅在瞬间起作用,瞬时使速度降增大,以 提高控制稳定性。液力反馈以节流阀的衰减率确定速度的瞬 态特性。 

    当负荷急剧变化时,补尝活塞前移至露出旁通孔的位置, 短暂地让液力反馈的缓冲作用失效,并立即使速度校正更快 地出现,于是减少了发动机转速的瞬时波动。 

    柴油机调速器需要的另一个十分重要的部件,装在转子一端的弹簧驱动器。它实际上是一个能减弱出现于驱动过程中周期性转速变化的低通滤波器。

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    弹簧驱动器由一个联接在驱动轴和飞铁系统之间的小弹簧和一个叶片或液压缓冲器组成,并由导向阀泄漏孔供油。

    根据其应用情况,弹簧驱动器的自然振荡频率在1.5~ 6Hz 范围内选择。弹簧驱动的参数对与负荷柔性联接运转的 发动机是十分重要的,因为弹簧驱动参数对柔性联接非稳态 的影响不是减弱就是增强。

    广泛使用的商用调速器,欧洲调速器有限公司1100型调速器就是按照上述原理工作的。 带阻尼反馈的调速器,除导向阀由机械 杠杆带动工作以外,工作原理也很类似。机械杠杆感受飞块的运动和反馈压力,反馈压力又通过阻尼反馈转化为运动。

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