一种船用柴油机用大型调速系统的制作方法

    技术2025-07-16  11


    本申请涉及中低速柴油发动机,尤其涉及一种船用柴油机用大型调速系统。


    背景技术:

    1、调速器是柴油机的一个转速控制机构。柴油机在一定的转速下稳定运行的条件是输出的功率与外界负荷相平衡,当外界负荷变化时,也将引起柴油机转速的相应变化。柴油机的输出功率直接与喷油泵送入气缸的燃油量有关;如果喷油泵供油量保持不变,那么外界负荷减小时转速就会升高;外界负荷增加时,转速就会降低。调速器的作用是当柴油机转速降低时,调速器输出轴往增加燃油方向运动,即增加喷油泵的供油量;转速升高时调速器输出轴往减少燃油方向运动,即减少喷油泵的供油量,使喷油泵的供油量始终与外界负荷相适应,从而保证柴油机的稳定运行。

    2、液压调速器一般是用转子部件所产生的离心力平衡调速弹簧产生的弹簧力,当转速处于稳定状态时,转子部件带动的滑阀部件工作窗口处于关闭状态;当需要升、降转速时,滑阀偶件工作窗口打开,高压油流入或流出动力活塞油腔,由动力活塞的运动带动调速器输出轴,使调速器输出轴控制喷油泵供油量。液压调速器具有输出力矩大、使用寿命长;电子控制具有控制精度高、动作相应快、便于自控和遥控优点。

    3、调速系统的调节与控制的功能可以使发动机燃油系统特性实现最佳匹配,保证其在优化的工况下工作,并依据燃料特性修正控制规律,改善燃油系统技术指标。


    技术实现思路

    1、本申请提出了一种船用发动机用一种船用发动机用大型调速系统,通过机械-液压调速系统主动跟随带电液伺服阀的电液调速系统,且比电液模式速度高5%的设定值。实现调速系统在默认模式下完成高精度电液模式调速;当柴油机超速、断电意外下出现电液模式失效的情况,由于机械-液压调速模式为持续主动跟随,可以使柴油机保持在断电前设定的一个稳定的速度运行,防止飞车的发生。解决现有调速系统高可靠性与高调速精度不可同时具备的问题,实现对船用柴油机的燃油系统特性的调节与控制。

    2、本申请实施例提供一种船用柴油机用大型调速系统,所述系统包括:

    3、调速控制器,用于采集柴油机转速信号,并与设定转速信号对比形成转速偏差信号;

    4、电液控制机构,通过电液伺服阀实现转速的设定与调节;

    5、配速装置,用于接收调速控制器的信号并调节电流调速信号;

    6、飞锤,用于产生离心力控制滑阀阀芯的运动;

    7、调速弹簧,用于飞锤的离心力与调速弹簧的预紧力相平衡,当不平衡时,同步发出调节信号;

    8、滑阀机构,包括飞锤架装配、滑阀装配、柱塞、弹簧和弹簧座零部件;

    9、速降机构,包含转轴、凸轮、杠杆,用于控制动力油缸的运动;

    10、补偿机构,与滑阀机构配合使用;

    11、滑阀机构的阀芯,由飞锤的离心力控制;

    12、动力输出油缸,包括伺服马达体、补偿调节针阀、弹簧、动力活塞、油封和输出轴;

    13、转速传感器,用于感应柴油机转速并反馈给电液控制机构。

    14、在一些实施例中,调速控制器将转速偏差信号通过模拟pid电路运算和功率放大后,作为信号输入给电液控制机构和配速装置。

    15、在一些实施例中,电液控制机构失电时,压力通过电液控制机构、滑阀机构、补偿机构和速降机构实现转速的感应与调节。

    16、在一些实施例中,滑阀机构的作用包括:

    17、飞锤的离心力与调速弹簧的预紧力相平衡,当不平衡时,同步发出调节信号;

    18、对柴油机传递来的转速脉动信号及机械振动信号进行过滤和减振;

    19、与缓冲活塞、缓冲弹簧和补偿调节针阀一起,实现整个调速系统的迅速稳定。

    20、在一些实施例中,速降机构在柴油机加速时通过控制动力油缸向上运动,压缩调速弹簧,使转速比原设定值大;在柴油机减速时通过控制动力油缸向下运动,使转速比原设定值小。

    21、在一些实施例中,动力输出油缸的作用包括:

    22、将调速器的各种调节信号进行放大处理,并进行角位移的最终输出;

    23、调节补偿调节针阀针阀开度来调节柴油机的性能指标;

    24、动力活塞通过连杆带动输出轴转动,以足够的力矩来驱动柴油机燃油控制机构。

    25、在一些实施例中,电液模式通过转速传感器实现转速的感应,并反馈给电液控制机构进行转速的设定与调节,以实现两个系统同时运转,完成执行器调速动作,调节柴油机循环供油量,使柴油机以稳定转速工作。

    26、在一些实施例中,机械液压部分主动跟随电液部分,遇到紧急情况无需切换模式,自动实现机械液压模式运转。

    27、在一些实施例中,调速控制器包括数字信号处理器,用于处理模拟pid电路的输出信号,提高系统的响应速度和控制精度。

    28、在一些实施例中,所述系统还包括故障诊断模块,用于监测调速系统的运行状态,当检测到异常时自动报警并提供故障排除指导,确保系统的稳定运行。

    29、本申请上述实施例提供了一种船用柴油机用大型调速系统,通过调速控制器、电液控制机构、配速装置、飞锤、滑阀装置、速降机构、补偿机构、滑阀阀芯、动力输出油缸和转速传感器等组件,实现对柴油机转速的精确控制。系统能够在电液控制机构失电的情况下,通过滑阀装置、补偿机构和速降机构实现转速的感应与调节。此外,系统还包括动力输出油缸,用于将调速器的各种调节信号进行放大处理,并进行角位移的最终输出。该系统能够在电液模式和机械液压模式之间自动切换,确保柴油机以稳定转速工作。



    技术特征:

    1.一种船用柴油机用大型调速系统,其特征在于,所述系统包括:

    2.根据权利要求1所述的船用柴油机用大型调速系统,其特征在于,调速控制器将转速偏差信号通过模拟pid电路运算和功率放大后,作为信号输入给电液控制机构和配速装置。

    3.根据权利要求1所述的船用柴油机用大型调速系统,其特征在于,电液控制机构失电时,压力通过电液控制机构、滑阀机构、补偿机构和速降机构实现转速的感应与调节。

    4.根据权利要求1所述的船用柴油机用大型调速系统,其特征在于,滑阀机构的作用包括:

    5.根据权利要求1所述的船用柴油机用大型调速系统,其特征在于,速降机构在柴油机加速时通过控制动力油缸向上运动,压缩调速弹簧,使转速比原设定值大;在柴油机减速时通过控制动力油缸向下运动,使转速比原设定值小。

    6.根据权利要求1所述的船用柴油机用大型调速系统,其特征在于,动力输出油缸的作用包括:

    7.根据权利要求1所述的船用柴油机用大型调速系统,其特征在于,电液模式通过转速传感器实现转速的感应,并反馈给电液控制机构进行转速的设定与调节,以实现两个系统同时运转,完成执行器调速动作,调节柴油机循环供油量,使柴油机以稳定转速工作。

    8.根据权利要求1所述的船用柴油机用大型调速系统,其特征在于,机械液压部分主动跟随电液部分,遇到紧急情况无需切换模式,自动实现机械液压模式运转。

    9.根据权利要求1所述的船用柴油机用大型调速系统,其特征在于,调速控制器包括数字信号处理器,用于处理模拟pid电路的输出信号,提高系统的响应速度和控制精度。

    10.根据权利要求1所述的船用柴油机用大型调速系统,其特征在于,所述系统还包括故障诊断模块,用于监测调速系统的运行状态,当检测到异常时自动报警并提供故障排除指导,确保系统的稳定运行。


    技术总结
    本申请涉及一种船用柴油机用大型调速系统,该系统通过调速控制器、电液控制机构、配速装置、飞锤、滑阀机构、速降机构、补偿机构、滑阀阀芯、动力输出油缸和转速传感器等组件,实现对柴油机转速的精确控制。系统能够在电液控制机构失电的情况下,通过滑阀机构、补偿机构和速降机构实现转速的感应与调节。此外,系统还包括动力输出油缸,用于将调速器的各种调节信号进行放大处理,并进行角位移的最终输出。该系统能够在电液模式和机械液压模式之间自动切换,确保柴油机以稳定转速工作。

    技术研发人员:黄念劬,张邵平
    受保护的技术使用者:中船动力研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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