船用機(jī)械液壓式調(diào)速器及常見故障處理

劉之倫

（秦皇島港股份有限公司船舶分公司 河北秦皇島）

一、前言

一般的機(jī)械調(diào)速器，主要是通過飛重產(chǎn)生的離心力對噴油泵齒條進(jìn)行驅(qū)動。這種機(jī)械調(diào)速器對噴油泵齒條進(jìn)行驅(qū)動時，需要較大作用力，所需飛重體積也較大，調(diào)速器外形尺寸也隨之增加，無法有效地用于一些大型的低速柴油機(jī)中。液壓式調(diào)速器能夠改善一般機(jī)械調(diào)速器存在的缺陷，僅用飛重產(chǎn)生的離心力帶動質(zhì)量較小的滑閥，通過滑閥對液壓放大機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，即控制動力活塞，利用動力活塞產(chǎn)生較大的動力對噴油泵齒條進(jìn)行驅(qū)動，所以液壓調(diào)速器也被稱為間接作用式調(diào)速器。液壓調(diào)速器具有使用壽命長、作用力大、便于遙控與自動控制以及調(diào)速精度高等特點，在低速大功率柴油機(jī)與船用柴油發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用圍廣泛。

二、船用機(jī)械液壓式調(diào)速器概述

1.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)概述

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，也稱為同步調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，主要由兩個部分構(gòu)成，見圖1所示。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，一部分主要由傳動齒輪、同步旋鈕、調(diào)速齒輪相互結(jié)合構(gòu)成，轉(zhuǎn)動同步旋鈕的時候，傳動齒輪的轉(zhuǎn)動能夠帶動調(diào)速齒輪的轉(zhuǎn)動，并且使調(diào)速齒輪沿著螺柱上下移動，調(diào)速彈簧處于放松狀態(tài)或者壓縮狀態(tài)時，產(chǎn)生的預(yù)緊力大小不同，以此對柴油機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。同步旋鈕旋轉(zhuǎn)方向為順時針時，代表著增速，逆時針則代表減速。另一部分主要是船用機(jī)械液壓式調(diào)速器頂桿中安裝的含有蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)，利用摩擦離合器連接傳動齒輪，能夠通過配電板中的控制開關(guān)對伺服電機(jī)進(jìn)行操作，以此對轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)旋鈕的下方裝有轉(zhuǎn)速指示牌，能夠反映調(diào)速彈簧的壓縮狀況，從而指示柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是轉(zhuǎn)速指示牌上反映的信息數(shù)據(jù)只能用來參考，需要進(jìn)行測量來確定實際轉(zhuǎn)速。如果轉(zhuǎn)速指示牌中反映的轉(zhuǎn)速與實際測量轉(zhuǎn)速之間的差異較大，可以對傳動齒輪所處的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。

2.調(diào)節(jié)穩(wěn)定調(diào)速率

穩(wěn)定調(diào)速率是調(diào)速器的靜態(tài)指標(biāo)，穩(wěn)定調(diào)速率用來衡量調(diào)速器的準(zhǔn)確性，其數(shù)值越小，表示調(diào)速器的準(zhǔn)確性越好，又稱速度降。參考圖1，速度差的穩(wěn)定調(diào)速率調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要由速度差凸輪1、速度差旋鈕2、拉簧3、搖臂4、速度差指針5、支點銷6以及連接叉7組成。速度差旋鈕在轉(zhuǎn)動的時候，通過速度差凸輪與搖臂的運作，支點銷在連接叉中的位置會出現(xiàn)相應(yīng)的變化。調(diào)速器輸出軸在轉(zhuǎn)動的時候，通過連接叉能夠?qū)φ{(diào)速彈簧中的預(yù)緊力進(jìn)行更改。如果支點銷位于調(diào)速齒輪的螺柱中心線，輸出軸的轉(zhuǎn)動對于調(diào)速彈簧的預(yù)緊力不會造成任何的影響，所以無論外界負(fù)荷發(fā)生怎樣的變化，柴油機(jī)都會保持一定的轉(zhuǎn)速。支點銷在向左移動的時候，連接叉右端在隨著輸出軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動的時候，行程會相應(yīng)的增大，穩(wěn)定調(diào)速率也會變大。

圖1 某船用機(jī)械液壓調(diào)速器結(jié)構(gòu)原理圖

穩(wěn)定調(diào)速率的作用，主要體現(xiàn)在兩個方面：①對并聯(lián)運行柴油發(fā)電機(jī)組之間存在的負(fù)荷進(jìn)行自動分配。如果穩(wěn)定調(diào)速率為零，那么就無法正常的并聯(lián)運行，當(dāng)穩(wěn)定調(diào)速率較小的時候，會導(dǎo)致柴油機(jī)負(fù)荷分配出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)；所以，單機(jī)運行的時候，穩(wěn)定調(diào)速率可以為零，而并聯(lián)運行過程中，穩(wěn)定調(diào)速率不能處于零位。功率容量相同且處于并聯(lián)運行狀態(tài)的柴油發(fā)電機(jī)組，應(yīng)當(dāng)對這幾臺柴油發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定調(diào)速率差進(jìn)行調(diào)整，保證穩(wěn)定調(diào)速率值處于一致的狀態(tài)。②穩(wěn)定調(diào)速率不僅能夠改變并聯(lián)運行機(jī)組之間的負(fù)荷分配，還能夠在很大程度上提升柴油機(jī)運行狀態(tài)的穩(wěn)定性，穩(wěn)定調(diào)速率的可調(diào)節(jié)范圍與大小，對于柴油機(jī)由空負(fù)荷轉(zhuǎn)變?yōu)槿?fù)荷過程中所使用的輸出軸轉(zhuǎn)角有著一定的關(guān)系。當(dāng)穩(wěn)定調(diào)速率旋鈕在同一個位置中的時候，使用的輸出軸轉(zhuǎn)角就會變大，穩(wěn)定調(diào)速率也會增大；為了確保柴油機(jī)并聯(lián)運行狀態(tài)的穩(wěn)定性，柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定調(diào)速率一般都應(yīng)當(dāng)≥2%。

三、船用機(jī)械液壓調(diào)速器常見故障處理

1.船用機(jī)械液壓調(diào)速器中使用的油

為了確保船用機(jī)械液壓調(diào)速器能夠正常運行，保證船用機(jī)械液壓調(diào)速器的良好性能，并且延長船用機(jī)械液壓調(diào)速器的使用壽命，對于調(diào)速器油的合理選擇十分重要。調(diào)速器油必須具備幾個條件：①不沉淀。②不易產(chǎn)生泡沫。③內(nèi)熱性能好。④100℃以上保持不變質(zhì)。⑤黏度變化小。⑥對于調(diào)速器的密封材料（如 脂類、脂橡膠、聚丙烯等）無腐蝕性。

船用機(jī)械液壓調(diào)速器滑油的污染，是引發(fā)船用機(jī)械液壓調(diào)速器故障的主要原因之一，所以應(yīng)當(dāng)保證調(diào)速器油的清潔度。

（1）在將調(diào)速器從柴油機(jī)上進(jìn)行拆除之前，應(yīng)當(dāng)在噴油泵齒條與調(diào)速器之間的連接機(jī)構(gòu)中做好相應(yīng)的標(biāo)記。

（2）對調(diào)速器的贓物進(jìn)行清洗、清除，清洗柴油在倒凈之后，在調(diào)速器中加入全新的調(diào)速器油。

（3）直接在柴油機(jī)上對調(diào)速器進(jìn)行換油處理，主要有4個步驟：①將底座上補償節(jié)流針閥旁的放油塞進(jìn)行拆除，將調(diào)速器中的油放盡。②旋好放油塞，在柴油機(jī)中放入干凈的清柴油，打開節(jié)流針閥2～3圈，采取啟動的方式運行柴油機(jī)，讓調(diào)速器波動運行30 s自行清洗）。③將放油塞進(jìn)行拆除，然后放出柴油，重復(fù)操作，直到贓物被完全清除。④注入清潔的調(diào)速器油至規(guī)定油位。

2.柴油機(jī)游車

船用機(jī)械液壓調(diào)速器的故障，主要通過柴油機(jī)游車現(xiàn)象反映。柴油機(jī)油門固定和無負(fù)荷時，轉(zhuǎn)速忽高忽低，不能穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)，稱為工作不平穩(wěn)或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，俗稱游車。在全面檢查船用機(jī)械液壓調(diào)速器之前，可以預(yù)先對進(jìn)行以下幾項檢查。

（1）檢查反饋指針的位置與節(jié)流針閥開啟的大小狀況。

（2）檢查噴油泵齒條與噴油器之間的連接機(jī)構(gòu)，有沒有出現(xiàn)松動或阻卡現(xiàn)象。

（3）對柴油機(jī)負(fù)荷進(jìn)行檢查，檢測是否出現(xiàn)超出了柴油機(jī)標(biāo)定負(fù)荷。

（4）對柴油機(jī)各缸的工作情況進(jìn)行檢查，判斷是否處于正常工作狀態(tài)以及噴油器霧化效果。

（5）適當(dāng)增加反饋機(jī)構(gòu)的補償量，觀察游車能不能終止。

通常情況下，船用機(jī)械液壓調(diào)速器的轉(zhuǎn)速變化異常，但是幅度并不是很大，可能是因為船用機(jī)械液壓調(diào)速器的驅(qū)動結(jié)構(gòu)在配合上出現(xiàn)問題，即齒輪嚙合間隙過小或者過大。

對柴油機(jī)的快速游車，消除方法包括4個方面：①對補償針閥采取關(guān)小措施。②檢查調(diào)速器油面高度是不是符合標(biāo)準(zhǔn)。③加入黏度比較大的調(diào)速器油。④調(diào)整噴油泵齒條與調(diào)速器之間的傳動比，主要是擴(kuò)大船用機(jī)械液壓調(diào)速器的工作行程。調(diào)整后，使用專用手柄對輸出軸進(jìn)行全程轉(zhuǎn)動操作，對噴油泵提供的油量是否足夠以及能否斷油進(jìn)行檢查，若是無法達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，則噴油泵不能繼續(xù)使用。

柴油機(jī)的慢速游車，消除方法包括3個方面：①對補償針閥的開度進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)。②檢查油面高度。③使用黏度比較小的調(diào)速器油。

3.負(fù)荷出現(xiàn)變化時轉(zhuǎn)速回復(fù)時間增加

應(yīng)該適當(dāng)增大針閥開度，一般可以消除此故障。

4.柴油機(jī)在啟動過程中出現(xiàn)飛車現(xiàn)象

（1）對補償針閥開度進(jìn)行檢查，必須＞1/8圈，任何情況下不得關(guān)閉補償針閥。

（2）檢查供油連接機(jī)構(gòu)有沒有出現(xiàn)阻卡現(xiàn)象。

（3）檢查調(diào)速機(jī)驅(qū)動軸有沒有出現(xiàn)扭斷現(xiàn)象。

（4）檢查調(diào)速器內(nèi)動力活塞行程與噴油泵齒條的全油量位置、零油量位置之間的行程是不是相互對應(yīng)，還要檢查噴油泵與調(diào)速器加油與減油方向是不是出于一致狀態(tài)。

（5）如果調(diào)速器的靈敏度較差，就需要對調(diào)速器進(jìn)行重新拆裝與調(diào)整。

5.柴油機(jī)無法停車

應(yīng)當(dāng)檢查噴油泵齒條零油量位置與調(diào)速器動力活塞最低位置是不是處于一致的狀態(tài)。