《船舶柴油机》柴油机调速装置

性越好。δ2 在国外称速度降 （speed drop）

我国规定：交流发电机 δ2 ≯ 5% ； 船舶主机δ2 ≯ 10%

单台柴油机运转： δ2 可为 0 ，表明柴油机恒速运转，调速准确性高

多台柴油机并联运行： 各机稳定调速率δ2必须相等但不得为 0
2. 转速波动率 Φ
转速变化率Ψ
Φ=100%[( ncmax - nm )/ nm]
作用：保证调速过程中转速稳定。动作原理分析
⑥静速差机构（速度降机构）
组成：静速差旋钮2、凸轮1、顶杆4、拉紧弹簧3、可调支持销6、静速差杆

7和静速差指针5.
动作原理：它是一种刚性反馈机构，不仅能使调节过程稳定；而且还能调

节稳定调速率δ2 ，以满足调节过程的稳定性及并车运行的需要。
我国有关规范规定：交流发电柴油机 ts ≯ 5秒；船舶主机 ts ≯ 10秒
二. 静态指标
1.稳定调速率 δ2

在标定工况下的稳定调速率是指当操作手柄置于标定供油位置时，最高
空转转速与标定转速之差同标定转速比值的百分数。即：

δ2 = （nomax -nb）/ nb 100%
稳定调速率 δ2 用来衡量调速器的准确性，其值越小，表示调速器的准确

弹簧式：结构简单，动作后需人工复位。

气压式和液压式：作用力大且可自动复位；但结构复杂，管理要求高
C.停车机构：使柴油机断油停车。
第三节. 调速器性能指标
调速器动作过程分析
一. 动态指标
负荷变化时，柴油机从
一个稳定工况过渡到另
一个稳定工况，其间经
历了几次转速的波动才
稳定下来，这段过程称
为调节的过渡过程。

动态指标就是用来
评价调速器过渡过程的
性能指标。
1. 瞬时调速率
突卸负荷：δ1 =（nmax - nb）/ nb ×100%
突加负荷：δ1 =（nmin - nomax）/ n b ×100%
δ1≯10%
2. 稳定时间ts

过渡过程时间ts越短，调速器稳定性越好。
公司生产的UG型和PGA型居多
UG型： 杠杆式 和 表盘式；

按其工作能力的大小分为多种规格。
PGA型：为气动遥控式，多用于船舶主机。

还可根据用户的要求附加某些辅助装置

以完成控制或安全方面的额外要求。如

起动升压器，扫 气压力燃油限制器等。
国产双反馈液压调速器：TY-111 TY-555
2. 刚性反馈液压调速器
为了能实现稳定调节，液压调速器
中必须加入一个反馈（补偿）机构
反馈环节在动力活塞移动的同时反
作用于滑阀，使其向平衡位置移动
避免出现调油过度转速长时间波动

反馈机构的形式
刚性反馈
弹性反馈
右图为一刚性反馈调速器示意图：
反馈杆AC的A端与动力活塞相连
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和凸轮15刚好接触，限制滑阀36继续下移。动力活塞（即供油量）也
否则，当负荷变化时，可能导致发电机组停车或飞车。
2.用作船舶主机
A.外界负荷不变，增加循环供油量， 速度 特性曲线由Ⅰ→ Ⅰ′系统自动稳定
B.循环供油量不变，外界负荷变化。螺旋桨 特性曲线由Ⅱ→Ⅱ′。系统自动稳定
具有自动调速特性，但考虑到特殊情
况（桨叶露出水面，断轴等）国家强
制规定：必须装调速器；使主机转速
不超过额定转速的115%
二.调速器的类型
1、按调速范围分类： （1）极限调速器（限速器）（用于限制柴油机的最高转速----船舶主机用） （2）定速（单制）调速器 （3）双制调速器（能维持柴油机最低运转转速和限制最高转速。主要用于

对低速性能要求较高或带有离合器的中小型船舶柴油机）
（4）全制式调速器（主副机广泛采用）
减少喷油泵的供油量。在调速
过程开始时，随着伺服活塞的左移，缓冲器油缸，活塞及AC杆上的接点A几 乎以相同速度左移，这些动作与刚性反馈相同。但当调速过程接近结束时， 滑阀回到原来位置，切断了通往伺服油缸的油路，此时缓冲器12和伺服活塞
11已停留在与新负荷相应的位置上，由于被压缩的补偿弹簧10有弹性复原的
④油量调节机构
组成： 伺服活塞23、 输出轴12、 油量调节杆13
原理： 伺服活塞23上下移动，通过杠杆机构带动输出轴12偏转，操纵油量

调节杆13，增加或减少供油量调速。
⑤恒速反馈机构（弹性反馈）
组成：大反馈活塞33、小反馈活塞30、反馈弹簧29、补偿针阀31、反馈杠

杆40和45、活动支点47、反馈指针46及相关油路。
作用，因此使A点带动补偿活塞11相对于缓冲器油缸移向右方，回到原来位置
实现恒速调节。
4. 双反馈液压调速器
当柴油机并车运行时，除了要求柴油机稳定
运行外，还需按正确的比例分配各机的负荷。
因此调速器应具有弹性反馈机构以保证调速的
稳定性；同时还应具有刚性反馈机构使其具有
一定稳定调速率，以保证各机按比例分配负荷
一.液压调速器工作原理 在大型柴油机中，由于调 速器和油量调节机构的摩 擦阻力较大，移动油量调 节机构所需动力较大，因 此需采用液压调速器。
1.无反馈液压调速器 右图工作过程分析 由于调速系统的惯性，使得 滑阀和动力活塞的动作与柴 油机转速的变化不同步，这 样导致油量调节过头，使得 转速调节过程不稳定，这种 无反馈液压调速器在实际工 程中无使用价值。
第八章 . 柴油机调速装置

第一节.调速的必要性和调速器的类型
调速的概念：通过改变柴油机油量调节机构，使其转速调节到规定的转速范围，

为此必须装设专门的调速装置，以便根据柴油机负荷变化自动调

节供油量 ，以保持柴油机转速基本恒定，这种装置称调速器。
一.调速的必要性
1.用作发电柴油机
为保持船舶电站电压和频率恒定，发电柴油机转速必须恒定。需装调速器

是：调速范围广；稳定性好；调节精度和灵敏度高；通用性强。但结

构复杂；调试维护技术要求高。大型机采用。
（3）电子调速器

转速信号监测或执行机构采用电气方式的调速器。
第二节.超速保护装置
作用： 防止因调速器损坏时造成柴油机因超速而损坏。

船舶柴油机除装调速器外，还必须装一超速保护装置。
我国规定： 标定功率大于220kw的船用柴油机必装超速保护装置，
刚性反馈杠杆E动力活塞杆带动。
当柴油机负荷降低，转速升高，飞重向外飞开
带动杠杆AB以A点为支点逆时针上摆，带动滑
阀杆D上移，压力油进入伺服器活塞下方，使得
动力活塞上移减小供油量；同时使得刚性反馈
杠杆EGF绕G点顺时针摆动，F点下移增加弹簧予紧力，使其稳定后的转速较
②.转速感应机构 由飞重39，调速弹簧8，调速 杆38组成。锥形调速弹簧8下 端作用在调速杆38上，调速 杆下端与浮动杆35相铰接，浮 动杆右端与小反馈活塞铰接。 中间与滑阀36的杆端铰接。这 样当转速变化时，飞重张开和 合拢，并通过调速杆和浮动杆 使滑阀上下移动。
③.伺服放大机构 控制滑阀36、滑阀套筒34、伺 服活塞23及有关油路组成。 控制滑阀套筒34由驱动轴28带 动回转，柴油机稳定运转时滑 阀正好将套筒34的控制孔27封 闭。如n↑则飞铁外张，滑阀上 行，伺服活塞下部空间通过控 制孔27卸压，23下移减油。
Ψ=100% (ncmax -ncmin)/nm
最高转速 ncmax
最低转速 ncmin
平均转速 nm
Φ≤0.25-0.5%,
Ψ ≤ 0.5-1.0%
3. 不灵敏度 （国外称盲区Dead Band）

ε=100% (n2-n1)/ nm

n1----柴油机转速减少时，调速器开始起作用时的转速

n2----柴油机转速增加时，调速器开始起作用时的转速； nm为平均转速
1.用作主机，转速大于120% 标定转速
2.用作副机，转速大于115% 标定转速
在上述两种情况下超速保护装置应起作用。它与调速器不同，只能限制柴油
机的最高转速，而不起调速作用。只有在柴油机的转速达到规定的极限值以
后，使柴油机立即停车或减速。按规定：超速保护装置必须与调速器分开设
置而独立工作。

调节过程结束时：
B点位置复原，关闭控制油口，切断通往伺服油缸的油路；
A点位置随负荷而变；C点的位置随A点的 变化而变化。

刚性反馈液压调速器特点：
① 不能实现恒速调节， 稳定调速率δ2 不能为0
② 调速前后存在转速差。当负荷减小时，新的稳定转速比原转速略高；
当负荷增加时，新的稳定转速比原转速略低。
超速保护装置的结构组成：
A.转速监测器：对曲轴转速进行测定和鉴别，当转速达到规定值时，发出准

确而稳定的信号，触发伺服机构动作。（离心式，电磁式，气压式。离

心式利用飞铁---弹簧测定转速；电磁式利用电磁感应原理测定转速；气

压式利用增压空气的压力来测定转速，用于机械增压的小型机）
B.伺服结构：接受信号后立即停油或减速（动作要有足够的强度和幅度）
一般在标定转速时：ε ≤ 1.5~2% 最低稳定转速时： ε ≤ 10~13%
第四节. 机械调速器工作原理与特点
一. 机械调速器工作原理：
二. 机械调速器特点：

1. 结构简单，维修管理方便 2. 调速器工作能力较小且不能实现 恒速调节。 3.灵敏度和精度较差。