柴油机液压调速器通用试验台研制

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1、柴油机液压调速器通用试验台研制张友荣1)张卫东1)姚晓山1)欧阳光耀2)（空军雷达学院军械通用装备系1)武汉430019）（海军工程大学船舶与动力学院2)武汉430033)摘要:液压调速器通用试验台为调速器提供了模拟柴油机匹配整定的反馈调试功能。详细说明了试验台的工作原理、各部分硬件组成和功能，基于LabView仿真模块和实时模块建立了模拟实际柴油机的硬件在环仿真系统，设计了软件界面。对调速器进行检验、调试整定和故障分析的试验验证，证实了试验台工作的有效性。关键词:柴油机、液压调速器、通用试验台、硬件在环仿真中图分类号：TP137.9液

2、压调速器是柴油机极其重要的控制部件，其性能的考核与测试既涉及到调速器的质量检验、故障修复，也涉及到与发动机的匹配性能。前者能检验调速器的生产质量，提高故障排除和检修效果，后者保证柴油机调速系统能具备良好的稳、动态特性。这两方面内容的综合结果保证了发动机系统的调速品质。由于缺乏有效的试验设备和检修手段，目前国内液压调速器试验调试水平不高，当液压调速器出现问题时，往往无法及时查找故障原因，而故障排除后，又会面临如何保证调速器安装到柴油机后运行的安全性和可靠性问题。硬件在环仿真系统利用数学模型模拟柴油机的运行特性，并通过输入输出接口将柴油机模

3、型与实际调速器相连构成闭环控制系统，能在试验台上实现真实反映柴油机调速特性的反馈调试功能。该方式具备很强的通用性和使用安全经济。通过建立不同的柴油机模型或更改模型参数，可以考核各种类型的调速器在不同柴油机上的匹配适应性和调节品质。同时，还可以在仿真模型中加入扭振、发火间隙等干扰信号，用来考核调速器在系统中的稳定性。显然，这是一种比较理想的调速器性能考核方法。采用系统仿真法进行调速器调试是当今的发展趋势[1-4]，但在实际应用中普及不够，特别是液压调速器实验台。国内部分厂家、研究所和院校所研制和引进的调速器试验台，因技术、知识产权或价格因

4、素都未得到广泛应用。如柴油机模型采用硬件电路实现，灵活性不够；测试数据采用数码显示，缺乏必要的性能分析能力；调试规范不公开，且只针对某些公司生产的调速器等。因此，利用先进的计算机和机电一体化技术，设计能完成调速器检测、整定及修理全过程的新型通用液压调速器试验台，将有助于提高国内液压调速器的检测与调试水平。1通用调速器仿真试验平台液压调速器通用试验台利用硬件在环仿真技术在调速器装机前预先实现其性能状态的检查与调整。试验台具备参数提取、性能分析和图示能力，可准确判定调速器的工作状况。为满足液压调速器的试验要求，液压调速器通用试验台可实现的功

5、能包括：①能满足不同类型液压调速器在不同配机条件下的检测与调试。②能进行调速器的开环和闭环测试。③能进行国标规定的调速器各种稳动态调速品质的检验及整定工作，分析调速器工作状态，判断调速器故障④能对调速器转速、调速器输出位移及温度、压力等参数进行准确测量。⑤以友好的专家界面帮助操作人员按程序完成调速器的调试工作。⑥具有带加热装置的液压油供给系统，能方便实现调速器液压油的加注和泄放，缩短调试时间。⑦能进行调速器遥控特性试验。⑧能进行试验数据的存取和回放。调速器通用实验台主要由计算机仿真控制系统和调速器试验台两部分组成。如图1所示。图1调速器

6、通用实验台组成1.1调速器试验台调速器试验台包括台体、安装平台、模拟柴油机转速变化的调速电机以及液压油加热及供给系统等。为获取所需的信号参数，试验台还安装了各种传感器。试验台架为钢架结构。其安装平台位于其上部，用于固定安装被调试的液压调速器以及调速电机，调速电机通过电机联轴器、调速器驱动适配器驱动调速器旋转，如图2所示。调速器安装在平台的上表面，利用平台上的条形槽、压板及螺栓予以固定。由于各种调速器的底座尺寸及驱动轴花键尺寸一般并不相同，因而试验台必须具备通用性，才能保证同一试验台可用于不同液压调速器的调试。解决的技术方案是采用调速器通

7、用驱动适配器。驱动适配器中心花键孔尺寸不同，以匹配不同类型调速器的传动轴。而驱动适配器的外周（外六角）尺寸相同，可与电机联轴器上部的内六角孔配合。电机联轴器下部带键槽的圆孔则与调速电机输出轴通过半圆键联结，从而将调速电机的动力传递到调速器传动轴。调速器底面安装则以底座适配器加以调整。调速电机以前端固定方式垂直悬挂安装在安装平台的下表面，通过电机联轴器和调速器驱动适配器直接带动调速器旋转，不需齿轮传动机构，从而使整个调速器试验台结构更为紧凑。图2调速器及伺服电机安装试验台具有液压油供给系统，由油箱、油泵、油泵驱动电机、液压油滤清器、供油管

8、路、开关阀门等组成，能提供液压油滤清、加热、供油、放油等功能。设计的液压油供给系统用于为液压调速器提供所需的液压油。由于液压调速器的工作特性对温度很敏感，为获得准确的调试效果，调速器应在液压油工作温度状态下