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DK—704A柴油机调速器制作

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日益严格的排放法规和其他替代动力的应用向柴油机的生存和发展提出了严峻的挑战,柴油机电控技术能够显著改善柴油机排放性能,还可以有效地降低燃油消耗率、提高发动机的动力性能以及其他性能指标。dk704a电子调速器是积累多年多型号电子调速器的开发经验,吸收国内外先进技术,为满足不同用户需求而开发的系列化电子调速器之一,主要应用于柴油发动机、发电机组等产品的速度控制与供油调节,也可应用于车辆、船舶、空压机及其他柴油机的配套设备使用。

DK—704A电子调速器是采用先进的电子控制技术研制而成的新型柴油机速度控制器,它采用双闭环控制,对于瞬间的负荷变化用快速精确的响应去控制发动机的转速,当连接到所匹配的电子执行器和所用的磁电速度传感器信号时,可控制恒速或调速率模式的各式各样的柴油机,它设计成高可靠性去经受柴油机周围的干扰,容易获得最佳响应。安装简单,同时调速率和工作怠速可调,可以并机输入,具有防止逆电压、瞬间过电压、执行器故障短路和在失转速传感器信号或电源的情况下的安全保护措施,目前已经成功与4105柴油机、6105柴油机、6113柴油机三个机型配机使用,适应性好,易于匹配,推广应用价值高。

DK—704A电子调速器工作原理

电磁执行器是电子调速器的执行元件,通过控制电磁执行器的线圈电流,可以控制执行器的输出位移,电磁执行器直接驱动柴油机的喷油泵齿条左右运动,从而控制发动机的燃料供给量,即输出动力转矩,动力转矩与负载阻力矩相互作用形成发动机的转速输出,因此,控制电磁执行器的电流大小即可控制发动机的转速。当控制器获得转速信号时,信号经内部线路放大和整形成一个模拟速度信号,与给定转速信号进行比较,其差值经过PID运算并放大后,得到要求喷油泵齿杆位置的电信号,(PWM)功率驱动放大后,得到执行器的输出电流,执行器将输入的电流信号按比例转换成直线位移,进而控制柴油机喷油泵齿杆位置,从而达到调节柴油机转速的目的。

原理如图1所示:发动机的理想转速由转速设定电位器和外接微调电位器设定,发动机的实际转速由安装轮齿圈部位的磁电式转速传感器所测得,其输出信号为频率与发动机转速成比例的交流电压信号。该信号经F/V电路转换为直流电压,与转速设定值比较后得到转速偏差量,该偏差经PIDI调节器运算放大后得出发动机燃料供给量位置值,即执行元件稳态输出指令位置,该指令位置与当前电磁执行器实施输出位置比较后,得到位置偏差量。该偏差再经过PIDII调节器运算放大后,转化成PWM电流控制方式,向电磁执行器输出驱动电流,以改变电磁执行器的输出位置,带动发动机喷油泵齿条向减小转速偏差的方向运动,从而控制发动机在所设定的转速下稳定运行。

DK—704A电子调速器组成

DK—704A电子调速器主要包括速度控制器、电磁执行器、转速传感器、微调电位器、中间体、高低速开关、连接电缆等几大部件。

1.速度控制器

速度控制器是DK—704A电子调速器的核心组成部分,主要实现转速控制、稳定性调节以及故障保护等,如图2所示。

2.电磁执行器

将电能转换为机械能的执行元件,主要实现喷油泵调节齿杆的位置控制,从而控制柴油机的燃油喷射量,如图3所示。

3.转速传感器

采集来自柴油机曲轴齿盘上的转速脉冲信号,是感应柴油机转速变化的敏感元件,目前已形成了兼容三个类型的转速传感器系列化产品TR—XX,如图4所示。

4.中间体

中间体是专门针对不同类型的发动机而设计的,是喷油泵与电磁执行器的中间连接件,目前已形成了兼容8大类型柴油机的中间体连接单元ZJT—XXX系列化产品,如图5所示。

DK—704A速度控制器功能及性能指标

1.速度控制器功能

DK—704A速度控制器具有调速控制功能,调速控制采用闭环方式,可精确调节发动机的转速,转速的稳定性可通过状态开关选择,动态响应可由内部的增益和积分电位器调节;具有设置给定转速功能,通过高低速开关进行低速控制与标定额定转速控制的切换;具有转速微调功能,通过外接转速微调电位器可精细调节转速偏差;具有自动停车保护功能,当转速传感器发生故障,转速反馈信号消失,或电源掉电时,该功能可使发动机自动停机;具有稳态调速率可调功能,控制器的稳态调速率按需要可设置为可调与不可调,把相应端子连接,调速率为可调,旋转速降电位器可以改变稳态调速率;具有启动油量限制功能,启动油量随发动机启动环境温度而变化,通过调整启动油量电位器,可调整发动机的启动排烟至最佳;具有升速时间控制功能,调整相应电位器可以控制发动机从怠速至额定工作转速的升速时间;具有并机功能,可以接收来自负荷分配装置、自动同步器装置和其他调速器系统辅助装置的输入信号。

2.速度控制器性能指标

电源为DC24V,控制频率为500~10000Hz内分四档,500~1500Hz,1000~3000Hz(标准),2000~6000Hz,4000~10000Hz,转速波动率为±0.1%(视不同型号的柴油机可能有所变化),瞬态调整率(40kW负荷)为±1.5%,稳定时间(40kW负荷)为1s,稳态调速率范围为0~10%,环境温度为-40~80℃,重量大约为0.5kg。DK—704A电子调速器的配机应用试验证明,DK—704A电子调速器的各项性能指标均已达到了国家一级电站的使用要求,目前已成功地应用到发电机组上,可满足不同型号的柴油机转速控制与调节,厂家配机情况见下表。

结论

DK—704A电子调速器是中国北方发动机研究所在DK—701、DK—702、DK—703几代模拟式电子调速器的基础上,总结并积累了多年电子调速器设计经验、吸收国际先进电子调速器技术而发展起来的新一代电子调速器。该产品成本低、适应性强、易于配机,与配套发电机组一起出口约旦、俄罗斯等地,在两缸机、空压机上也有良好的推广应用价值。