机械液压式调速器的补偿反馈装置的制作方法

文档序号:4002045
专利名称:机械液压式调速器的补偿反馈装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种调速器补偿反馈装置,尤其是机械液压式调速器的补偿反馈装置。
背景技术
20世纪50年代末60年代初,我国铁路部门开始自行设计制造内燃机车,当时从原苏联引进调速器,经测绘改进后形成了QJY系列调速器,应用于东风型、东风2型、东风3型及北京型内燃机车上,其功能仅限于控制柴油机的转速。随着东风4型机车的投入与运用,对调速器提出了新的要求,由大连机车厂与天津机车车辆机械厂在QJY系列调速器的基础上,设计制造了联合B型调速器,用于东风4型内燃机车控制柴油机的转速和功率。进入80年代,各主机厂大力进行柴油机的强化,改进燃油等相关装置,大幅提升功率,由于调速器产品开发的滞后,始终只能选用联合系列调速器,因其控制原理上的局限性,对柴油机的性能产生了不利影响,矛盾开始出现。进入90年代,随着铁路运输向重载、高速发展及可靠性要求的提高,尤其是东风4D客和东风11机车的出现,国产大功率机车柴油机的标定功率向5000马力,甚至6000马力迈进。因无相应的新型调速器与之匹配,只能在联合调速器上进行必要的改进,结果推出了C3X型和D型联合调速器,以敷急用。
联合调速器是30年代设计的产品,如图1所示,调速器包括调速器基本部分、速度设定部分及负载控制部分,调速器基本部分包括油泵、蓄压室、配速弹簧、驱动盘装配、推力轴承、柱塞、旋转套筒、补偿反馈装置和动力缸,现有技术的联合调速器的补偿反馈装置的工作过程如下联合调速器首先打开控制口15,压力油流进或流出动力缸11,然后动力活塞5动作带动补偿活塞6动作,产生压力作用于滑阀2,导致滑阀2追随柱塞1,直到关闭控制口15。这个过程就导致调速器控制的滞后,这种先天不足限制了其性能指标的改善,使其难于与新开发的柴油机相匹配。缓冲弹簧14的作用是将滑阀2平衡到中立位,补偿针阀4通油池,其开度大小控制滑阀2追随柱塞1的速度。
由于设计原理的先天不足,现有技术的联合调速器的补偿反馈装置主要存在以下问题a、不稳定调速器调整好以后性能难以保持,尤其是补偿反馈装置中的储气筒漏泄严重,需要经常补油。
b、怠速位稳定性差东风4型机车柴油机有30%怠速位游车。东风4D型、东风11型机车柴油机游车更严重,游车幅度有的达30~40转/分,夏季更甚。
c、瞬时调速率不好卸载时常导致极限调速器动作,容易发生飞车。
d、起机时转速超调大齿条拉出多,柴油机冒黑烟。

发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种机械液压式调速器的补偿反馈装置,采用直接作用式,提高了调速器控制的精度。
为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是一种机械液压式调速器的补偿反馈装置,调速器包括调速器基本部分、速度设定部分及负载控制部分,调速器基本部分包括油泵、蓄压室、配速弹簧、驱动盘装配、推力轴承、柱塞、旋转套筒、补偿反馈装置和动力缸,补偿反馈装置包括缓冲活塞、缓冲弹簧、补偿针阀和补偿台;补偿台直接连在柱塞上,与柱塞成为一体;缓冲活塞的一侧,通过油路与控制口沟通,通过油路通往补偿台下方;缓冲活塞另一侧,通过油路与动力缸相通,通过油路通往补偿台上方;缓冲活塞两侧通过补偿针阀沟通,在缓冲活塞上下两侧还有两条旁通油路。
本实用新型的有益效果是由于缓冲活塞两侧的油压反馈直接作用在补偿台的上下方,即直接作用在柱塞上,所以反映灵敏,控制精度高。通过缓解和消除由于发动机的速度或负载的扰动而带来的变化,稳定发动机和调速器的运行。


图1是现有技术的联合调速器的补偿反馈装置结构示意图。
图2是本实用新型的调速器的补偿反馈装置结构示意图。
图中,1.柱塞;2.滑阀;3.补偿台;4.补偿针阀;5.动力活塞;6.补偿活塞;7.缓冲弹簧;8.缓冲活塞;9.补偿针阀;11.动力缸;12.飞铁;13.配速弹簧;14.缓冲弹簧;15.控制口;16.旁通口;17、18、12、22.油路;19、20.旁通油路。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型的机械液压式调速器的补偿反馈装置作进一步的详细说明如图2所示,本实用新型的调速器的补偿反馈装置包括缓冲活塞8、缓冲弹簧7、补偿针阀9和补偿台3。补偿台3直接连在柱塞1上,与之成为一体,从控制口15有油路17沟通缓冲活塞8左侧,缓冲活塞8右侧有油路18与动力缸11相通,缓冲活塞8左侧有油路21通往补偿台3下方,缓冲活塞8右侧有油路22通往补偿台3上方,缓冲活塞8左右两侧通过补偿针阀9沟通,缓冲活塞上下还有两条旁通油路19、20。控制口15打开后,压力油流进或流出补偿反馈装置,缓冲活塞8两侧的油压反馈能迅速直接作用在柱塞补偿台3的上下方,所以反映灵敏,控制精度高。通过缓解和消除由于发动机的速度或负载的扰动而带来的变化,稳定发动机和调速器的运行。在补偿反馈装置中,作用在柱塞补偿台3上下之间的压差被感知为临时的负反馈信号。液压油流进或流出补偿反馈装置,迫使缓冲活塞8按流动方向移动,由此使缓冲活塞8一边的弹簧负载增加,而另一边弹簧的负载减少,因而在缓冲活塞8两边产生了一个微小的压力差,相对于被压缩弹簧一端的压力高一些。压力被传递到柱塞补偿台3的两侧,产生了一个向上或向下的力,以促使柱塞1回到中心位置,直到正确地调整了油量。
一旦速度设定或负载有大的变化,缓冲活塞8就做大幅度的移动,迅速打开旁通油路19、20的旁通口16,缓冲活塞8两端的压差被限定在最大值,液压油直接流入或流出动力缸11,以便动力活塞5对速度设定或负载的大变化作出积极、快速的响应。
补偿针阀9将缓冲两侧的油沟通,补偿针阀9开度的设置决定了补偿台两端压差下降的速率,并使调速器能与发动机的特性相匹配。随着压差的消失,作用在缓冲弹簧7上的外力消失,使得缓冲活塞8重新回到其中心位置。
增加速度设定值或在给定速度上增加负载,其效果都是一样的。在任一情况下,飞铁12都将合拢,不论是因为配速弹簧13压缩力增大,还是因为负载增加而使发动机转速降低,从而带来的离心力减小。飞铁12的合拢又转换成柱塞1的向下移动,这时控制口15被打开,压力油流入补偿反馈装置,推动缓冲活塞8向动力缸11方向移动,接着,从缓冲缸排出的压力油推动动力活塞5向上移动,即向增加供油的方向运动。与此同时,缓冲活塞8两边的压力被传递到了柱塞补偿台3的上下两侧,显然下面的压力相对大些,这将在补偿台3上产生一个向上的补偿力。补偿力的大小正比于缓冲活塞8的位移、缓冲弹簧7的刚度、动力活塞5的移动速率以及补偿针阀9开度的大小。向上的补偿力与飞铁2离心力叠加,使得其与配速弹簧13压缩力平衡,促使柱塞1在发动机完全加速到设定点之前关闭控制口15。
由此产生的效果是在加速过程中,当调速器达到稳定运行在期望的更高转速设定点或因负载增加所需要的供油位置时,就关闭控制口15,使压力油不再流入动力缸11,从而动力活塞5停止运动,即不提供过量的燃油。当发动机继续向设定转速点挺进时,作用在补偿台3两端的补偿力将逐步减小对正在继续增加的飞铁2离心力的补偿。通过补偿针阀9的作用,补偿台3两端的力以正比与发动机持续加速率的速度逐渐平衡。如果补偿台3补偿力减小的速率相等于飞铁2离心力增加的速率,当飞铁2离心力刚好与配速弹簧13压缩力相等时,补偿台3两端的压力差将减小为零。这将使得调速器的超调量最小,使调速器能迅速地重新建立起稳定的工作状态。补偿针阀9开度的设置决定了补偿台3两端压差下降的速率,并使调速器能与发动机的特性相匹配。随着压差的消失,作用在缓冲弹簧上7的外力消失,使得缓冲活塞8重新回到其中心位置。
一旦速度设定或负载有大的变化,缓冲活塞8就做大幅度的移动,迅速打开旁通口16,缓冲活塞8两端的压差被限定在最大值,液压油直接流入动力缸11,以便动力活塞对速度设定或负载的大变化作出积极、快速的响应。
减少速度设定值或在给定速度上减少负载,其效果与上面相反。
权利要求1.一种机械液压式调速器的补偿反馈装置,调速器包括调速器基本部分、速度设定部分及负载控制部分,调速器基本部分包括油泵、蓄压室、配速弹簧、驱动盘装配、推力轴承、柱塞、旋转套筒、补偿反馈装置和动力缸,其特征是补偿反馈装置包括缓冲活塞(8)、缓冲弹簧(7)、补偿针阀(9)和补偿台(3);补偿台(3)直接连在柱塞(1)上,与柱塞(1)成为一体;缓冲活塞(8)的一侧,通过油路(17)与控制口(15)沟通,通过油路(21)通往补偿台(3)下方;缓冲活塞(8)另一侧,通过油路(18)与动力缸(11)相通,通过油路(22)通往补偿台(3)上方;缓冲活塞(8)两侧通过补偿针阀(9)沟通,在缓冲活塞(8)上下两侧还有两条旁通油路(19、20)。
专利摘要本实用新型公开了一种机械液压式调速器的补偿反馈装置,调速器包括调速器基本部分、速度设定部分及负载控制部分,调速器基本部分包括油泵、蓄压室、配速弹簧、驱动盘装配、推力轴承、柱塞、旋转套筒、补偿反馈装置和动力缸,补偿反馈装置包括缓冲活塞、缓冲弹簧、补偿针阀和补偿台;补偿台直接连在柱塞上,与柱塞成为一体;缓冲活塞的一侧,通过油路与控制口沟通,通过油路通往补偿台下方;缓冲活塞另一侧,通过油路与动力缸相通,通过油路通往补偿台上方;缓冲活塞两侧通过补偿针阀沟通,在缓冲活塞上下两侧还有两条旁通油路。由于缓冲活塞两侧的油压反馈直接作用在补偿台的上下方,即直接作用在柱塞上,所以反映灵敏,控制精度高。
文档编号B61C9/00GK2678983SQ20042002828
公开日2005年2月16日 申请日期2004年1月19日 优先权日2004年1月19日
发明者让·维特, 杨捍东, 张广山, 肖胜勇 申请人:伍德沃德(天津)控制器有限公司
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