液压调速器论文（精选7篇）
液压调速器论文 篇1
一、前言
一般的机械调速器, 主要是通过飞重产生的离心力对喷油泵齿条进行驱动。这种机械调速器对喷油泵齿条进行驱动时, 需要较大作用力, 所需飞重体积也较大, 调速器外形尺寸也随之增加, 无法有效地用于一些大型的低速柴油机中。液压式调速器能够改善一般机械调速器存在的缺陷, 仅用飞重产生的离心力带动质量较小的滑阀, 通过滑阀对液压放大机构进行控制, 即控制动力活塞, 利用动力活塞产生较大的动力对喷油泵齿条进行驱动, 所以液压调速器也被称为间接作用式调速器。液压调速器具有使用寿命长、作用力大、便于遥控与自动控制以及调速精度高等特点, 在低速大功率柴油机与船用柴油发电机组中的应用围广泛。
二、船用机械液压式调速器概述
1. 转速调节机构概述
转速调节机构, 也称为同步调节机构, 主要由两个部分构成, 见图1所示。转速调节机构, 一部分主要由传动齿轮、同步旋钮、调速齿轮相互结合构成, 转动同步旋钮的时候, 传动齿轮的转动能够带动调速齿轮的转动, 并且使调速齿轮沿着螺柱上下移动, 调速弹簧处于放松状态或者压缩状态时, 产生的预紧力大小不同, 以此对柴油机转速进行有效调节。同步旋钮旋转方向为顺时针时, 代表着增速, 逆时针则代表减速。另一部分主要是船用机械液压式调速器顶杆中安装的含有蜗轮蜗杆减速机构的伺服电机, 利用摩擦离合器连接传动齿轮, 能够通过配电板中的控制开关对伺服电机进行操作, 以此对转速进行调节。在调节旋钮的下方装有转速指示牌, 能够反映调速弹簧的压缩状况, 从而指示柴油机的转速。但是转速指示牌上反映的信息数据只能用来参考, 需要进行测量来确定实际转速。如果转速指示牌中反映的转速与实际测量转速之间的差异较大, 可以对传动齿轮所处的位置进行适当的调节。
2. 调节稳定调速率
稳定调速率是调速器的静态指标, 稳定调速率用来衡量调速器的准确性, 其数值越小, 表示调速器的准确性越好, 又称速度降。参考图1, 速度差的稳定调速率调节机构主要由速度差凸轮1、速度差旋钮2、拉簧3、摇臂4、速度差指针5、支点销6以及连接叉7组成。速度差旋钮在转动的时候, 通过速度差凸轮与摇臂的运作, 支点销在连接叉中的位置会出现相应的变化。调速器输出轴在转动的时候, 通过连接叉能够对调速弹簧中的预紧力进行更改。如果支点销位于调速齿轮的螺柱中心线, 输出轴的转动对于调速弹簧的预紧力不会造成任何的影响, 所以无论外界负荷发生怎样的变化, 柴油机都会保持一定的转速。支点销在向左移动的时候, 连接叉右端在随着输出轴进行转动的时候, 行程会相应的增大, 稳定调速率也会变大。
1—速度差凸轮2—速度差旋钮3—拉簧4—摇臂5—速度差指针6—支点销7—连接叉8—负荷指针9—负荷指针10—齿条11—负荷极限指针12—负荷限制凸轮13—负荷限制旋钮14—连接杆15—压杆16—摇杆17—销18—滑阀19—调速弹簧20—传动齿轮21—同步旋钮22—传动齿轮23—调速齿轮24—大反馈弹簧25—传动轴26—滑阀弹簧27—传动轴28—阀套29—动力活塞30—示意油泵齿轮31—蓄压缸32—旁通孔33—蓄压缸弹簧34—输出轴
稳定调速率的作用, 主要体现在两个方面: (1) 对并联运行柴油发电机组之间存在的负荷进行自动分配。如果稳定调速率为零, 那么就无法正常的并联运行, 当稳定调速率较小的时候, 会导致柴油机负荷分配出现不稳定状态;所以, 单机运行的时候, 稳定调速率可以为零, 而并联运行过程中, 稳定调速率不能处于零位。功率容量相同且处于并联运行状态的柴油发电机组, 应当对这几台柴油发电机组稳定调速率差进行调整, 保证稳定调速率值处于一致的状态。 (2) 稳定调速率不仅能够改变并联运行机组之间的负荷分配, 还能够在很大程度上提升柴油机运行状态的稳定性, 稳定调速率的可调节范围与大小, 对于柴油机由空负荷转变为全负荷过程中所使用的输出轴转角有着一定的关系。当稳定调速率旋钮在同一个位置中的时候, 使用的输出轴转角就会变大, 稳定调速率也会增大;为了确保柴油机并联运行状态的稳定性, 柴油机发电机组的稳定调速率一般都应当≥2%。
三、船用机械液压调速器常见故障处理
1. 船用机械液压调速器中使用的油
为了确保船用机械液压调速器能够正常运行, 保证船用机械液压调速器的良好性能, 并且延长船用机械液压调速器的使用寿命, 对于调速器油的合理选择十分重要。调速器油必须具备几个条件: (1) 不沉淀。 (2) 不易产生泡沫。 (3) 内热性能好。 (4) 100℃以上保持不变质。 (5) 黏度变化小。 (6) 对于调速器的密封材料 (如脂类、脂橡胶、聚丙烯等) 无腐蚀性。
船用机械液压调速器滑油的污染, 是引发船用机械液压调速器故障的主要原因之一, 所以应当保证调速器油的清洁度。
(1) 在将调速器从柴油机上进行拆除之前, 应当在喷油泵齿条与调速器之间的连接机构中做好相应的标记。
(2) 对调速器的赃物进行清洗、清除, 清洗柴油在倒净之后, 在调速器中加入全新的调速器油。
(3) 直接在柴油机上对调速器进行换油处理, 主要有4个步骤: (1) 将底座上补偿节流针阀旁的放油塞进行拆除, 将调速器中的油放尽。 (2) 旋好放油塞, 在柴油机中放入干净的清柴油, 打开节流针阀2~3圈, 采取启动的方式运行柴油机, 让调速器波动运行30 s自行清洗) 。 (3) 将放油塞进行拆除, 然后放出柴油, 重复操作, 直到赃物被完全清除。 (4) 注入清洁的调速器油至规定油位。
2. 柴油机游车
船用机械液压调速器的故障, 主要通过柴油机游车现象反映。柴油机油门固定和无负荷时, 转速忽高忽低, 不能稳定在规定的范围内, 称为工作不平稳或转速不稳, 俗称游车。在全面检查船用机械液压调速器之前, 可以预先对进行以下几项检查。
(1) 检查反馈指针的位置与节流针阀开启的大小状况。
(2) 检查喷油泵齿条与喷油器之间的连接机构, 有没有出现松动或阻卡现象。
(3) 对柴油机负荷进行检查, 检测是否出现超出了柴油机标定负荷。
(4) 对柴油机各缸的工作情况进行检查, 判断是否处于正常工作状态以及喷油器雾化效果。
(5) 适当增加反馈机构的补偿量, 观察游车能不能终止。
通常情况下, 船用机械液压调速器的转速变化异常, 但是幅度并不是很大, 可能是因为船用机械液压调速器的驱动结构在配合上出现问题, 即齿轮啮合间隙过小或者过大。
对柴油机的快速游车, 消除方法包括4个方面: (1) 对补偿针阀采取关小措施。 (2) 检查调速器油面高度是不是符合标准。 (3) 加入黏度比较大的调速器油。 (4) 调整喷油泵齿条与调速器之间的传动比, 主要是扩大船用机械液压调速器的工作行程。调整后, 使用专用手柄对输出轴进行全程转动操作, 对喷油泵提供的油量是否足够以及能否断油进行检查, 若是无法达到这一标准, 则喷油泵不能继续使用。
柴油机的慢速游车, 消除方法包括3个方面: (1) 对补偿针阀的开度进行合理的调节。 (2) 检查油面高度。 (3) 使用黏度比较小的调速器油。
3. 负荷出现变化时转速回复时间增加
应该适当增大针阀开度, 一般可以消除此故障。
4. 柴油机在启动过程中出现飞车现象
(1) 对补偿针阀开度进行检查, 必须>1/8圈, 任何情况下不得关闭补偿针阀。
(2) 检查供油连接机构有没有出现阻卡现象。
(3) 检查调速机驱动轴有没有出现扭断现象。
(4) 检查调速器内动力活塞行程与喷油泵齿条的全油量位置、零油量位置之间的行程是不是相互对应, 还要检查喷油泵与调速器加油与减油方向是不是出于一致状态。
(5) 如果调速器的灵敏度较差, 就需要对调速器进行重新拆装与调整。
5. 柴油机无法停车
应当检查喷油泵齿条零油量位置与调速器动力活塞最低位置是不是处于一致的状态。
液压调速器论文 篇2
关键词：机械液压式调速器,稳定调速率,游车
0 前言
常见的机械调速器是直接利用飞块产生的离心力去驱动喷油泵齿条。对于这种调速器, 如果驱动喷油泵齿条所需要的力较大, 飞块必然较大, 调速器的外形尺寸也随之增大, 在大型低速柴油机中, 甚至不是一般增大就能满足得了, 因而机械式调速器一般用于中小型高速柴油机。液压调速器可以弥补上述缺点, 它的飞块所产生的离心力只用来带动一个质量很小的滑阀, 由滑阀来控制液压放大机构——动力活塞, 然后由动力活塞去驱动喷油泵齿条, 即飞块所产生的离心力是间接的作用于喷油泵齿条的, 故液压调速器亦称间接作用式调速器。液压调速器具有调速精度高、作用力大、使用寿命长、便于自动控制和遥控等特点, 在船用柴油机发电机组和低速大功率柴油机上被广泛采用。
1 调速器基本功能
1.1 转速调节
转速调节机构亦称同步调节机构, 由两部分组成, 见图1。一是由同步旋钮21及传动齿轮20, 22和调速齿轮23组成, 当转动同步旋钮21时, 则通过传动齿轮20, 22转动调速齿轮23, 并使其沿着螺柱上下移动, 调速弹簧19被压缩或者放松, 得到不同大小的预紧力, 从而改变柴油机的转速, 旋钮21顺时针方向旋转为增速, 反之为减速。另一部分是装在调速器顶杆上的带有涡轮蜗杆减速机构的伺服电机, 它通过摩擦离合器 (图1中未画出) 与传动齿轮22连接, 因此也可以由配电板上的控制开关通过伺服电机进行转速调节。转速指示牌装在转速调节旋钮21 (同步旋钮) 的下方, 由转速调节旋钮通过减速惰齿轮传动, 它指示出调速弹簧的压紧程度, 也就指示出相应的柴油机转速。但是, 调速器铭牌上的指示只供参考, 需要实测运行转速为准。如果两者出入较大, 可适当调整传动齿轮的相对位置。
1.不均匀度凸轮2.不均匀度旋钮3.拉簧4.摇臂5.不均匀度指针6.支点销7.连接叉8.负荷指针9.齿轮10.齿条11.负荷极限指针12.负荷限制凸轮13.负荷限制旋钮14.连接杆15.压杆16.摇杆17.销18.滑阀19.调速弹簧20.22.传动齿轮21.同步旋钮23.调速齿轮24.大反馈弹簧25.传动轴26.滑阀弹簧27.传动轴28.阀套29.动力活塞30.示意油泵齿轮 (位于传动轴25、阀套28的端部) 31.蓄压缸32.旁通孔33.蓄压缸弹簧34.输出轴
1.2 稳定调速率调节
表征柴油机调速性能的几个指标:
瞬时调速率——柴油机突卸或突增负荷后的最大或最小瞬时转速和负荷改变前的转速之差与标定转速之比的百分数, 以绝对值表示:
式中, n 1为负荷改变前转速, r/min;n2为突变负荷时最大或最小瞬时转速, r/min;n标定为标定转速, r/min。
稳定调速率——柴油机负荷变化后的稳定转速和负荷改变前的转速之差与标定转速之比的百分数, 以绝对值表示:
转速波动率——在负荷不变的条件下, 一定时间内测得的最大转速或最小转速和该时间内的平均转速n平均之差与标定转速之比的百分数, 以绝对值表示:
稳定调速率亦称“不均匀度”。表明调速器在外界负荷增加时, 使柴油机转速相应下降, 而在外界负荷减小时, 使柴油机转速相应增加的一种特性, 见图2。
从图1可见, 不均匀度 (稳定调速率) 可调机构是由不均匀度凸轮1、不均匀旋钮2、不均匀度拉簧3、摇臂4、不均匀度指针5、支点销6和连接叉7所组成。当转动不均匀度旋钮2时, 通过不均匀度凸轮1和摇臂4, 支点销6在连接叉7上的位置发生改变。当调速器输出轴转动时, 通过连接叉7改变调速弹簧19的预紧力。若支点销6处于调速齿轮23的螺柱中心线位置, 则输出轴转动对调速弹簧19的预紧力无影响, 因此不论外界负荷如何变化, 柴油机将始终保持着一定恒定的转速, 即不均匀度为零。支点销6向左移动, 则连接叉7右端随输出轴34的转动而增大行程, 不均匀度变大。
不均匀度特性的作用之一:自动地分配并联运行柴油发电机组之间的负荷。若不均匀度为零, 则不能并联运行, 即使不均匀度较小, 也会产生柴油机负荷分配处于一种不稳定的状态——负荷反复转移。因此单机运行时不均匀度可以为零, 并联运行时不均匀度不能处于零位。对于并联运行的几台功率容量相同的柴油发电机组, 其不均匀度值应尽量调到一致。
不均匀度特性的作用之二:不均匀机构实际上也是一个刚性反馈机构。除了可以改变并联运行机组之间的负荷分配之外, 也起到提高柴油机运行稳定性的作用。不均匀度值的大小和可调节范围还与柴油机从空负荷到全负荷所用的输出轴转角有关。不均匀度旋钮处于同一个位置时, 所用的输出轴转角愈大, 不均匀度的值也愈大。为保证柴油机稳定并联运行, 一般柴油机发电机组的不均匀度值:2≥d2%。
1.3 负荷限制
负荷限制机构是由负荷限制旋钮13、负荷极限指针11、负荷限制凸轮12、连接杆14、压杆15、摇杆16和销17等组成。
负荷限制机构的作用之一是限制喷油泵的最大供油量, 从而限制了柴油机的负荷。摇杆16的右端在销17的下方, 留有允许滑阀向下打开的距离, 而连接杆14的左端由动力活塞通过齿条10来传动。动力活塞的位置 (直接与喷油泵的供油量有关) 经齿条10、齿轮9传动而反映到铭牌的刻度上。若原负荷指针8指示位置为“5”, 负荷极限指针11位于铭牌刻度“10”的位置, 这时连接杆14与负荷限制凸轮12相接触, 负荷如果增大, 动力活塞上升, 以连接杆14与凸轮12的接触点为支点, 经由压杆15和摇杆16将提起滑阀而减油, 动力活塞也就不能上升了, 因此最大供油量被限制在刻度“10”的位置。同理, 如果把负荷极限指针11放在刻度“8, 6, 4”等位置, 最大供油量也只能为“8, 6, 4”。
需要紧急停车时, 按下压杆15, 经摇杆16、销17把滑阀提起, 动力活塞下移, 喷油泵供油量减为“0”而停车。
负荷限制机构的作用之二是转动负荷限制旋钮, 使负荷极限指针到“0”刻度可作停车用。这里必须注意, 人为地转动调速器输出轴或油门机构时, 负荷指示值均不能超过负荷极限指针所限定的位置, 以免损坏调速器。
负荷限制机构的作用之三是柴油机起动时, 应将负荷极限指针转到较小的位置, 以能迅速起动为准, 以免柴油机起动粗暴。起动完毕后, 再将负荷极限指针转动到所需的位置。
2 工作原理
2.1 基本结构
如图1所示, 传动轴27带动一对油泵齿轮30 (位于传动轴25、套筒28的端部) 泵油, 蓄压缸31由蓄油室弹簧33和壁上的旁通孔32维持一定的工作油压。动力活塞29的上部、滑阀18的上部始终与蓄压缸中的压力油相通。动力活塞的下部与控制油相通。如果滑阀18下移, 控制口上侧被打开, 压力油与动力活塞的下部相通。由于动力活塞下部的承压面积较上部大, 并且又作用着同样的压力油, 使动力活塞向上移动。反之, 滑阀上移, 动力活塞下部与油池相通, 控制油旁通到油池, 则动力活塞下移。
调速器的传动轴27带动具有油泵齿轮的阀套28, 通过传动轴25将柴油机转速传到飞块。传动轴25中的弹簧片起高频减震的作用, 滑阀下面的弹簧26起支撑滑阀和杠杆的作用, 大反馈活塞 (反馈主动活塞) 杆上的弹簧24起消除活塞销装配间隙的作用。
2.2 稳定运行
a.柴油机负荷不变并处于某一转速下稳定运行。
b.飞块、导杆、滑阀和小反馈活塞 (反馈接受活塞) 在平衡位置、控制口由滑阀盖住。
c.动力活塞和输出轴处于稳定状态。
2.3 负荷减小
a.负荷减小, 转速增加。
b.转速增加时飞块向外张开, 提起导杆和杠杆内端, 滑阀相应被提起。动力活塞下部油腔与油池相通, 上部的压力油推动活塞向下移动。
c.由于动力活塞向下移动, 带动输出轴朝减油方向旋转。
d.随着动力活塞向下移动, 同时带动了大反馈活塞向上移动, 使小反馈活塞向下移动, 上面一根小反馈弹簧受压, 杠杆外端和滑阀下移。
e.动力活塞移动引起的大反馈活塞、小反馈活塞和滑阀的一系列动作一直持续到阀套上的控制口被滑阀盖住为止。
f.转速恢复到原定值, 飞块回到平衡位置, 导杆也下降到正常位置。
g.由于调节针阀和小反馈弹簧的作用, 小反馈活塞逐渐回到平衡位置。
h.调节过程终了时, 飞块、导杆、滑阀和小反馈活塞回复到平衡位置。动力活塞和输出轴稳定在负荷减小后柴油机所需要的油量位置上。
2.4 负荷增加
a.负荷增加, 转速降低。
b.转速降低时飞块合拢, 导杆和杠杆的内端向下移动, 滑阀也向下移动, 打开控制口。
c.压力油流入动力活塞下腔, 此时动力活塞的上下面受到同样的油压作用, 由于其下部承压面大于上部, 动力活塞上移。
d.随着动力活塞向上移动, 带动输出轴朝加油方向旋转。
e.动力活塞向上移动的同时, 带动大反馈活塞向下移动, 使小反馈活塞向上移动, 下面一根小反馈弹簧受压, 杠杆外端和滑阀上移。
f.动力活塞移动所引起的大反馈活塞、小反馈活塞和滑阀的一系列动作一直持续到阀套的控制口被滑阀盖住为止。
g.随着供油量的增加, 转速回复到原定值, 飞块回到平衡位置, 导杆也回升到正常位置。
h.由于节流针阀孔和小反馈弹簧的作用, 小反馈活塞也回到平衡位置。
i.调节过程终了时, 飞块、导杆、滑阀和小反馈活塞均处于平衡位置, 动力活塞和输出轴稳定在负荷增加后柴油机所需要的油量位置上。
3 调速器常见问题及解决措施
3.1 调速器油
为了保证调速器工作正常, 性能良好, 并具有较长的使用寿命, 正确选用调速器油是很重要的。要求调速器油洁净不易产生泡沫, 不沉淀, 不腐蚀调速器零件, 耐热性好, 粘度变化小, 100℃以上不变质。
调速器的污染常常是调速器发生故障的重要原因, 必须保持油的高度清洁。
a.在柴油机上拆下调速器之前, 先在调速器与喷油泵齿条间的连接机构上做好连接记号。
b.用洁净的清柴油反复清洗、清除脏物。倒净清洗柴油后, 加入新的调速器油。
c.调速器直接在柴油机上换油可按下法进行:
·拆去底座上节流针阀旁边的放油塞, 放尽调速器油。
·旋好放油塞, 加入清洁的清柴油, 旋开节流针阀2~3圈, 用起动的方法运行一下柴油机 (不一定要起动起来) 。
·拆去放油塞, 放出柴油, 重复几次, 直至脏物洗净。
·加入干净的调速器油。
3.2 柴油机游车
调速器发生故障通常由柴油机游车反映出来, 在对调速器进行全面检查之前, 可先做以下检查:
a.检查节流针阀的开启大小和反馈指针位置。
b.检查喷油器和喷油泵齿条之间的联接机构是否阻卡或松动。
c.检查负荷是否超载。
d.检查柴油机各缸工作是否正常, 喷油器雾化是否良好。
e.适当增大反馈机构的补偿量, 观察游车能否终止。
一般地说, 转速变化反常但幅度不大, 可能是调速器的驱动机构配合不好, 即驱动调速器的齿轮啮合间隙过大或者过小, 如果确实是这个原因的话, 那么调速器进行任何调整都将不见效果。
3.2.1 快速游车
a.检查调速器油面高度是否恰当。
b.将针阀关小一些。
c.注入粘度较大的调速器油, 调速器工作油粘度大, 稳定性好。
d.用改变调速器与喷油泵齿条之间传动比的方法, 扩大调速器工作行程。这样调整后, 通过专用手柄全程转动输出轴, 检查调速器在整个工作行程内, 喷油泵能否断油和提供足够的油量。倘若不能满足这一要求, 则不能采用。
3.2.2 慢速游车
a.检查油面高度。
b.调节针阀开度。
c.采用粘度较小的油。
3.3 负荷变化时, 转速回复时间长
可适当增大针阀开度。
3.4 柴油机起动时飞车
a.检查针阀开度, 不能小于1/8圈。
b.供油联接机构是否有阻卡。
c.调速器驱动轴是否扭断。
d.喷油泵齿条的零油量位置、全油量位置与调速器内动力活塞的行程是否相对应。调速器加减油方向与喷油泵是否一致。
e.调速器灵敏度差, 即动态调速率大, 需重新拆装调整。
3.5 柴油机不能停车
可检查调速器动力活塞最低位置与喷油泵齿条零油量位置是否相符。
4 结论
由于机械液压式调速器结构比较复杂, 其技术涉及多学科领域, 因此调速器与柴油机匹配技术就显得尤其重要的, 须在实际应用中根据具体情况进行分析处理, 并加强使用过程中的维护保养, 才能更好地保证柴油机性能水平及稳定运行。
参考文献
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液压调速器论文 篇3
岩滩发电公司是中国大唐集团公司广西分公司的下属企业,是广西电网的主力电厂和主要调频厂,位于珠江流域红水河中段的广西大化瑶族自治县岩滩镇,是红水河10个梯级开发的第五级,装设4台哈尔滨电机厂生产的302.5 MW水轮发电机组,总装机容量1 210 MW。公司原采用瑞士苏尔寿公司的DTL595型微机电气调速器,因设备老化及备品不足,公司于2006年对4#机调速系统进行改造,采用了能达公司WB(L)DT系列水轮机调速器。到2007年4月,调速器全部改造完成。
1 电站及机组概况
1.1 水轮机
型号HLA286a-LJ-800 (1#、2#、4#机)HLA773a-LJ-800 (3#机)
设计水头59.4 m
最大水头68 m
最小水头37 m
设计流量580 m3/s
额定转速75 r/min
水流惯性时间常数2.0 s
1.2 发电机
型号SF302.5-80/17000
额定功率302.5 MW
额定电压15.75 kV
额定电流12 673 A
机组惯性时间常数8.025 s
1.3 水轮机调速器
型号WB(L)DT-150-4.0
控制器双PCC (可编程计算机控制器)
测频方式残压+齿盘
供电方式AC220 V+DC220 V
电转换装置A套比例阀+B套步进电机
主配压阀直径150 mm
油压等级4.0 MPa (设计压力6.3 MPa)
工作介质L-TSA46号汽轮机油
系统温度10～50℃
2 调速器基本原理
2.1 原理方框图(图1)
2.2 基本组成、功能和特点
WB(L)DT水轮机调速器是由双PCC控制器控制的步进式无油自复中伺服+比例阀伺服完全冗余的系统。其控制系统由双PCC控制器、触摸显示系统、电源系统、步进式无油自复中伺服系统、比例阀伺服系统、液压切换系统、复合主配压阀、紧急停机电磁阀、中位位移传感器反馈系统、主接位移传感器反馈系统等组成。
液压随动系统由引导阀、辅助接力器、复合主配压阀、事故配压阀、二段关闭阀、主接力器等组成。
2.2.1 调速器主要功能
(1)手/自动开、停机及紧急停机。
(2)导叶手动运行、自动运行。
(3)远方控制、现地控制。
(4)远方可进行自动开/停机、增/减负荷(或频率开度)等操作。
(5)自动开机时可按水头计算最佳启动开度、空载开度;当没有水头信号或水头信号不准确时,仍可以保证正常开机。
(6)速动性好,操作安全可靠,可随时无扰动进行手/自动方式的切换。在调速器停电的情况下可进行纯机械手动开/停机。
(7)具有网频跟踪功能,使调速器快速并网发电。
(8)调速器具备开度限制功能,运行人员可以方便从上位机或调速器触摸屏中更改开度限制值。同时,调速器具有按水头限出力限制和功率限制,按水头限出力限制如投入运行,调速器根据水头自动调整开度限制值。功率限制根据运行人员设定的120%额定负荷限制,作为第二道限制机组过负荷保护。
2.2.2 调速器主要特点
(1)不同原理的双电液转换单元互为冗余。
(2)调速器具有自动、电手动、机械手动3种运行方式。
(3)积木式安装结构,结构简单,操作方便。
(4)采用大过油量主配,主配三阀盘等径,高硬度,小间隙,抗油污能力强。
(5)采用梯形图和C语言混合编程,保留了程序易懂易读、修改方便、用户便于掌握的特点。同时,使用C语言编程还具有易于实现复杂的数学运算、能提高控制精度等优点。
(6)新一代32位可编程计算机控制器PCC作为调速器控制平台,运算性能、可靠性能大大提高。
(7)采用高精度可编程测频,可靠性高,线性度更好,精度更高,响应速度更快。
(8)使用中文夜晶触摸屏,人机交互界面友好,显示信息量大。
3 调速器液压部分介绍
3.1 概述
机械部分采用德国BOSH公司比例阀伺服系统+日本三洋公司步进式无油自复中伺服系统。
当调速器处于自动运行状态时,主控制方式是通过控制器控制德国BOSH高性能比例阀→主配压阀→主接力器。备用控制方式通过控制器控制步进式无油自复中伺服系统→主配压阀→主接力器。当调速器断电或切换为手动,主配压阀可以自动回到中间位置,稳定当前工况。此时,调速器可以利用电(机)手动操作系统控制主配压阀带动主接力器。
此系统在比例阀工作时,步进式无油自动复中装置处于热备状态。在调速器切换为备用(手动)状态时,德国力士乐高性能球阀在20 ms内快速将油路切换到步进电机伺服系统中,实现无扰切换。
调速器主配压阀采用三阀盘等径阀芯,配压阀上腔为控制腔,下腔为恒压腔,上腔受力面积为下腔受力面积的2倍。当上腔通压力油时,主阀芯向下运动;当上腔通排油时,主阀芯向上运动;当上腔被封闭时,主阀芯稳定不动。
3.2 调速系统液压原理介绍
图2为采用比例阀伺服系统和步进电机伺服系统组成的电液随动系统原理图。该系统由比例阀伺服系统、步进式无油自复中装置、双滤油器、切换阀、紧急停机装置、主配压阀、位移传感器等构成。
整个系统控制阀均为板式集成块结构,没有明油管,结构简单,调整方便。可以通过切换阀切换比例阀和步进式自复中装置输出控制,实现自动和手动控制。
3.2.1 比例阀伺服系统控制工作原理
当切换阀切换到比例阀控制时,压力油通过双联过滤器过滤后,由比例阀通过切换阀、急停阀进入主配压阀上方主配控制腔。正常时,主配压阀下部恒压腔产生向上恒作用力,比例阀可以通过调整主配控制腔的压力来控制主阀芯向上或向下运动,打开主配压阀油口给导叶接力器配油,从而控制接力器运动。
工作时,调速器电气调节器采样导叶接力器位移信号4～20 mA、主配阀芯位置信号4～20 mA,调节器根据运算结果从D/A输出±10 Vdc控制信号,送到比例阀驱动器来控制比例阀输出。当比例阀向主配控制腔通压力油,使主配阀芯向下移动,导叶接力器向开方向运动。同理,比例阀排主配控制腔压力油,主阀芯向上移动,接力器向关方向运动。当接力器调整到位后,控制主配压阀回到中位,比例阀回中位,切断了通往主配控制腔的油路,导叶接力器也将稳定不动(其实是动稳定)。这样,调速器完成了比例阀电液随动系统的调节过程。
3.2.2 步进电机伺服系统控制工作原理
当断电或切换到步进式无油自复中装置时,比例阀的控制油被切换阀切断,可由步进式无油自复中装置带动引导阀控制主配压阀动作。引导阀与步进式无油自复中装置通过铰接方式连成一体,设计在主配压阀活塞上,引导阀阀套与主配压阀活塞连成一体,构成主配压阀对引导阀1:1的机械位置反馈,形成主配压阀随动引导阀的闭环控制系统。
当引导阀处于中位时,主配控制腔被引导阀阀盘封闭,控制腔容积不变,主配压阀阀芯也将在中位保持不动,主配压阀停止给导叶接力器配油。当引导阀偏离中位向下移动时,引导阀将主配压阀控制腔与压力油连通,主配压阀向下移动,引导阀套同时向下移动,直到将主配压阀控制腔封闭为止。反之,引导阀偏离中位向上移动,引导阀将主配压阀控制腔与回油连通,主配压阀向上移动,引导阀套同时向上移动,直到将主配压阀控制腔封闭为止。当调速器停电时,调速器切换阀自动切换到步进式无油自复中装置处,步进式无油自复中装置将引导阀定到中间位置、主配压阀定到中间位置,导叶接力器将保持原位置不动。
当步进电机由PCC控制器闭环控制时,调速器就实现了步进电机方式自动控制。当调速器切换为手动或断电状态时,工作人员可以操作步进电机上的手轮,机械手动控制调速器。
4 液压元件介绍
4.1 复合型主配压阀
本系统主配压阀采用复合控制型,在不需要外部转换接口的情况下可以同时接受比例伺服阀的流量控制信号和步进式无油自复中装置位移信号。将双电液转换单元融合在贮备压阀上,结构简单,可靠性高。
复合型主配压阀加工工艺和结构特点包括如下几方面。
(1)主配压阀采用锻钢材料,避免使用任何铸件部件。主配压阀整体耐压性能可靠,不宜出现渗漏现象。
(2)阀芯、阀套材料选用20CrMo,膨胀系数小于碳钢,易于精密加工。
(3)阀芯、阀套进行低温渗氮处理,氮分子渗入工件内部,在其表面形成高硬度氮化层;成型零件表面硬度控制在HRC60～64。这样,大大提高主要零部件的耐磨性和耐腐蚀性,延长主配压阀使用寿命。
(4)主阀芯采用等径结构,阀套与阀芯采用精密小间隙配合,提高主配压阀本体抗油污能力。
(5)阀芯采用“裙边”结构形式进行局部流量控制,从而实现近似线性的流量变化规律。保证主配压阀调节过程中的速动性和稳定性要求。
(6)阀套采用环形窗口结构形式,易于精确控制搭叠量尺寸;同时提高阀套过流能力,减小窗口处的压力损失和能量消耗。
4.2 应急集成阀
应急集成阀采用带记忆功能集成式结构。主要包括紧急停机电磁球阀、复位电磁球阀和执行阀。应急集成阀通油直径为10 mm,具备100μm抗油污能力,同时可实现电控制和机械手动操作两种方式。在电控制时,接受自动回路的命令,只需脉冲控制信号就能使执行阀动作,控制信号消失后,执行阀保持当前状态。机械手动操作时直接操作电磁球阀上的按钮,可实现应急集成阀的投入和复归操作。
应急集成阀主要特点包括如下几方面。
(1)执行阀阀芯采用差压驱动,动作迅速,位置明确,具备较强的抗油污能力。
(2)执行阀阀芯具备自保持能力,电磁阀可采用脉冲信号控制,无需长期带电,大大提高了线圈的工作寿命。
(3)执行阀阀芯具备位置指示功能,可直接观察并增设行程开关,能监测应急集成阀的动作情况。
(4)阀体采用板式连接形式,安装方便,无渗漏,免维护。
5 系统应用情况
调速器经过验收试验测试,主要实测性能指标均满足国标的考核要求。总体上岩滩发电公司机组调速器的控制调节迅速且稳定性能较好,调节死区小,机组并网快速。甩负荷调节过程平滑,未出现不应有的超调和波动现象,可满足公司运行使用要求。
该水轮机调速器是由双套可编程控制器(PCC)控制步进式无油自复中伺服+比例阀伺服双电液转换单元实现对水轮机控制的冗余系统,运行中切换平稳,无扰动,运行可靠性较高。
调速系统电气控制及电液转换装置均采用了双套冗余控制,提高了系统的可靠性,但控制实施中,A套电气装置控制比例阀装置,B套电气装置控制步进电机。电气控制回路简洁,没有电气切换装置,只有油路的切换,控制程序逻辑清晰、简洁、可靠性高。
参考文献
液压调速阀的设计改进 篇4
关键词：调速阀,结构设计,计算参数
液压传动是以液体作为介质的, 通过液体来实现能量的传递, 能量的转换, 控制动作的实现等。液压技术具有它独特的优越性。例如它拥有功率与质量比大、调速范围大、响应速度快、负载刚度大、可控性好、转矩与转动惯量比大等优点。
1 调速阀的结构与工作原理
1.1 调速阀的三维结构图
图1为调速阀的工作原理图。调速阀是由定差式减压阀和节流阀串联构成的。调速阀的结构分两种可以先减压后节流;也可以采用先节流后减压的结构。本设计采用的是先减压后节流的结构。调速阀的核心作用是通过定差式减压阀的自动调节功能实现的, 其目的是保持节流阀的压力差为一定值, 从而可以起到提高控制流量的作用。
1.2 调速阀的结构分析比较和选用
调速阀选用油液先通过节流阀节流再通过减压阀减压的的结构比较好, 因为这种结构的调速阀比较稳定, 它比较适合在小功率的调速液压系统和小流量的调速液压系统中使用。它的原因如下:首先如果调速阀的进油口在没有调定的状态下, 调速阀如果采用先减压后节流的结构油液容易发热, 那么油液的温度就会有所改变, 那么油液的温度的变化就会影响流量的稳定性。上述的这种结构非常适合用在负载的变化很大, 但是负载的运动速度对稳定性的要求不是很高的液压调速系统中;另外一种是调速阀阀口的开度已经调定好后, 这样它的油液流量的系数就不会发生改变, 调速阀的流量就会非常的稳定。
2 定差式减压阀部分结构设计
2.1 阀芯的设计
阀芯都是大小头两级同心结构的阀芯。比较阀芯是锥形和不成锥形时的稳态液动力计算公式可以得到出以下结论。锥行是阀芯中部, 锥形的作用主要是用来减小稳态液动力影响。减少了稳态液动力的影响就可以提高调速阀中的流量的稳定性。
2.2 阀套的选择
调速阀中减压阀如果选择有阀套的结构, 就可以提高零件的加工精度。并且其结构对减压阀阀芯的运动是有很多的好处的, 因此调速阀中的减压阀通常选择有阀套的结构。
2.3 阀口的选择设计
减压阀的阀口的形状有圆柱形和弓形两种。在一般情况下, 减压阀的阀口为圆柱形时, 因为其过流面积会有很大的改变, 同时因为减压阀阀芯会产生比较小的位移 (也就是面积梯度很大) , 所以调速阀中的减压阀会非常的灵敏, 那么减压阀的阀芯就不怎么稳定了;与此同时, 弓形阀口的现象却恰恰和圆柱形阀口有相反的状态。
2.4 节流阀部分设计
在调速阀中, 节流阀部分的阀口的选择是阀芯依据节流阀阀芯的运动的形式来确定的。在节流阀正常工作时, 节流阀阀芯会有三种运动方式-旋转、轴向和螺旋。阀芯作螺旋运动, 它会和调节手轮连成一体, 也会使用薄刃式结构节流口当调速阀中节流阀的阀芯做螺旋运动与轴向移动的时候, 想要达到消除径向不平衡力的目的, 就需要在阀体上节流口的地方加工一个沉割槽。当调速阀阀芯做旋转运动的时候, 节流口的结构一般采用的是偏心式的。
3 参数的计算
3.1 进、出油口直径d
3.2 减压阀阀芯台肩大直径D、中直径D1、小直径d1
3.3 节流阀阀芯台肩大直径D2和小直径d2
3.4 减压阀阀套沉割槽宽度B和尺寸H
B和H可以根据确定的结构布置, 结构尺寸允许的范围内, 可以适当增加B和H、在槽内的油液流量小于6米/秒, 即
3.5 减压阀阀套径向孔直径df1
3.6 节流阀入口孔直径df2
4 结束语
液压系统的核心部分就是速度调控。因为为了满足被控原件的不同速度的要求, 执行原件的速度应该是可以调节和控制的。减压阀得阀芯选择锥形阀芯, 有利于减少了稳态液动力的影响, 就可以提高调速阀中流量的稳定性。调速阀的结构选择先减压后节流, 有利于提高其稳定性。
参考文献
[1]周长城.液压技术基础[M].机械工业出版社, 2011, 1.
液压调速器论文 篇5
一般常用的调速回路有节流调速、容积调速等。其中节流调速具有调速效率较低, 发热较高, 并且调速范围不大等特点, 使得节流调速在一些要求重载、高速和大功率的场合不能使用;传统的液压容积调速是靠改变油泵或油马达的排量来调节系统的输出流量, 从而达到控制执行元件运行速度的目的。这种调速方法对各种干扰敏感, 往往需采用伺服变量机构, 而伺服变量机构对油液过滤精度要求高, 价格也昂贵。随着微电子技术和变频技术的发展, 人们逐渐认识到将交流伺服电动机运用到液压调速系统中, 可以不改变泵的排量, 而只是通过交流电动机来改变泵的转速, 从而改变泵的输出流量, 也可以达到调节执行元件速度的目的。在此系统中, 电机变频调速技术依靠改变供电电源的频率实现对电机转速的调节。将电机变频调速技术应用于液压系统, 即交流变频液压调速系统。交流变频液压调速系统一般由变频器、异步电机及液压系统组成。电动机始终处于高效率的工作状态, 其节能效果十分显著, 采用交流伺服电动机后的系统综合节电通常可达30%以上, 同时简化了液压回路, 减少了液压系统的能量损失。并且在具有交流伺服电动机的液压伺服系统中, 液压泵可以选用可靠性高但价格低廉的定量泵, 从而提高了系统的可靠性并降低了成本。这种系统具有和容积调速类似的性能。
常用的伺服电动机按照利用的电源可以分为:直流伺服电动机和交流伺服电动机。直流电动机具有良好的调速、起动和制动性能, 能经济方便地在大范围内平滑地调速, 所以在过去的工业自动化装置中, 直流伺服电动机占有很大的比重。然而, 由于直流电动机是采用电刷和换向器完成电枢电流的换向, 电刷和换向器之间是滑动接触, 运行中常产生火花和磨损, 因此换向器表面和电刷都需要经常维护和保养, 以保证直流电动机的正常运行, 这是直流电动机的致命弱点。交流电动机的调速比较困难, 长期以来大多应用在工业交流电源驱动的恒速运行的场合。随着微电子技术、大规模集成电路制造技术的发展, 各种功率变换元件 (可控硅、控制级可关断可控硅 (GTO) 、大功率晶体管、场效应晶体管 (MOSFET) 等) 以及它们的应用技术取得很大的进步。微型计算机的单片化, 加上数字控制技术和信息处理技术的发展, 变频逆变技术的研究和高可靠性、稳定性的逆变器的研制取得很大的发展, 交流电动机的调速控制技术愈来愈成熟和实用化。矢量控制理论和直接转矩控制理论解决了交流电动机的转矩控制问题。微处理机引入控制系统促进了模拟控制系统向数字控制系统的转化。数字化技术使得复杂的矢量控制得以实现, 大大简化了硬件, 提高了控制精度, 而自诊断功能和自调整功能的实现又可进一步提高系统可靠性, 节约大量人力和时间, 操作和维修都更加方便。
由于交流伺服电动机无电刷和换向器, 不需要维修, 与直流伺服电动机相比, 输出相同功率时, 交流伺服电动机重量轻, 液压系统的调速回路采用交流伺服电动机、可双向转动的定量泵取代了变量泵, 这个系统的最大特点是充分发挥交流伺服电动机的特性, 交流伺服电动机驱动可双向转动定量泵, 定量泵直接驱动油缸。通过改变交流伺服电动机的正反转、转速和运行时间来控制油缸的正反向、油缸的运动速度和运行位置。
采用交流伺服电动机的调速回路的优点在于:
1.调速范围宽、分辩率高、节能性好、抗污能力强、易于实现计算机控制等。
2.节能效果显著, 有效降低生产成本。采用交流伺服电动机的系统因为性能与容积调速类似, 因而避免了节流、溢流和卸荷损耗。但是这种系统优于容积调速的一点为它能提高伺服电动机效率和改善功率因数, 这是其它液压调速方式无法解决的。
3.提高了液压系统的寿命和可靠性。采用交流伺服电动机系统的液压泵价格低廉、可靠性高, 去掉了对环境要求较高的液压元件, 从而对传动介质及过滤要求可适当降低。并且由于电动机和泵长期在低于额定转速下运行减少了泵的磨损和系统的噪声, 提高了使用寿命和系统可靠性。
4.系统元件数目少, 管道布置减少, 可实现集成一体化, 体积小、重量轻、效率高。
液压调速器论文 篇6
工程中广泛利用变量泵定量马达调速系统, 尤其是大型工业机械。系统回路的动态分析是系统设计及生产实际的需要, 利用MATLAB这一强大的工程工具进行计算机动态特性的分析是十分有效的和有实际意义的。
1 液压调速系统原理
变量泵定量马达的调速系统如图1。
通过改变泵的每转排量qp来调节马达的转速nm
undefined. (1)
式中:np—变量泵的转速;
qm—定量马达的每转排量。
2 系统数学模型的建立
为了分析方便, 作如下假设:
液压泵的吸油口和液压马达的回油口油压力为零;油液的粘性不变;液压泵和液压马达的泄漏油流为层流;不考虑油液的液阻和液感及管路中的动态过程, 仅考虑液容;不考虑液压泵的脉动性。
2.1 流量连续性方程
undefined. (2)
式中:np, nm—泵和马达的转速;
v—压力油腔总容积;
qp, qm—泵和马达的排量;
p—压力油腔压力;
k—油液体积弹性模量;
cp, cm—泵和马达的泄漏系数。
2.2 液压马达转矩平衡方程
undefined. (3)
式中:J—马达及负载折算到马达轴上的等效转动惯量;
B—粘性阻尼系数;
Tl—负载力矩。
2.3 变量泵的排量方程
qp=kxxp. (4)
式中:xp—变量泵调节机构的移距 (或转角) ;
kx—泵的每转排量梯度。
2.4 系统的数学模型
将上述 (2) 、 (3) 、 (4) 式进行拉氏变换所得方框图和各式如下:
undefined. (5)
qmp (s) = (Js+B) nm (s) +Tl (s) . (6)
qp (s) =kxxp (s) . (7)
3 系统动态分析
3.1 马达的转速随调节机构的移距的变化特性
认为Tl (s) =0即马达转矩不变, 系统传递函数为:
undefined
由于undefined则:
undefined. (8)
3.2 马达的转速随负载变化特性
为认xp (s) =0即泵的变量机构的移距不变, 系统传递函数为:
undefined. (9)
负号表示负载转距增加马达转数下降
系统的固有频率为:
undefined. (10)
系统的阻尼系数为:
undefined. (11)
4 仿真实例分析
对于煤矿机械MLS3——170型采煤机, 在平均负载力为150 kN的情况下, 将实际数据带入所建立的数学模型中, 利用MATLAB进行系统的动态仿真。G1 (s) 的斜波响应和阶跃响应及G2 (s) 的阶跃响应分别如图3、4和5, 其系统的幅频特性Bode图如图6所示。
从上述分析可知:
(1) 马达的转速随泵的排量增加而稳定增加, 但随阶跃移距的变化特性是一个振荡环节, 为此在系统中增加泄漏或加设压力反馈链, 才能获得足够的稳定性。
(2) 马达转速阶跃负载的变化特性, 其系统的速度趋于常值。说明马达的排量大, 回路的速度刚度大, 可适当地提高系统的稳定性。
(3) 系统的幅值裕量kg大约为10 db, 相位裕量r大约为5°, 则系统是稳定的。
5 结束语
本文对变量泵定量马达容积调速液压系统进行了建模, 并利用MATLAB进行了动态仿真, 同时对其动态分析, 直观地显示了液压系统的动态特性, 仿真结果基本与理论分析相符。因此利用MATLAB这一工程软件对液压系统进行动态仿真并分析, 十分方便简单, 在实际应用中是很有意义的。
参考文献
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[2]林延圻.液压传动和液压控制[M].西安:西安交通大学机械电子工程系, 1996.12.
[3]陈康宁, 王馨, 李天石, 等.机械工程控制基础[M].西安:西安交通大学出版社, 1997.
液压调速器论文 篇7
09G是由大众公司和日本AISIN公司合作研发生产的1款手自一体6速自动变速器,广泛应用在高尔夫、途安、新甲壳虫、帕萨特、波罗、朗逸、迈腾、宝来、明锐、昊锐等车型上。09G具有质量轻、总速比大、结构紧凑、换挡舒适性高等优点,是1款技术成熟、性能优良的自动变速器。09G变速器在行驶里程超过10万km后有时会出现一些机械、液压方面的故障,对待这些故障也应遵循正确的诊断分析方法,不应盲目拆解和修理。下面通过2个案例对09G变速器机械液压故障诊断与排除做经验分享。
一、例1
1. 故障现象
有1辆2008年款1.8T途安轿车,装有09G自动变速器,已行驶16万km。行驶过程中无法进入4挡。
2. 故障诊断
首先用诊断仪V.A.S 6150读取故障码,发现变速器系统有故障码P0734:4挡传动比错误———偶发。经路试发现车辆在车速在50~60km/h时,3挡升4挡时出现发动机空转现象,说明4挡离合器打滑。
接着检查了ATF的油位和油质,油位正常,油液无明显的色泽变化及烧焦气味。根据故障现象及电脑检测结果,决定从分析09G自动变速器3挡升4挡工作原理开始,结合原理分析故障原因。
4挡时离合器K1连接单排行星齿轮组行星齿轮架PT1和小太阳轮S3,并将扭矩传递到双排行星齿轮组(拉维娜式)。离合器K2连接涡轮输出轴和双排行星齿轮组行星齿轮架PT2,并将扭矩传到双行星齿轮组。双排行星齿轮组的2个输入转速不同。
从4挡动力传递路线图(如图1所示)可以看出,4挡时执行元件分别是离合器K1和离合器K2,通过电磁阀工作分配表(如表1所示)可以看出相关的控制电磁阀分别是N92和N282。电磁阀N92调节离合器K1的工作压力,电磁阀N282调节离合器K2的工作压力。2个电磁阀都属于常闭电磁阀,电磁阀开度受控制单元占空比控制,占空比大时泄油量大,油压较低,占空比小时泄油量较小,系统油压高,占空比为0即无电流时电磁阀关闭,这时压力接近主油压,离合器上的工作压力最大,离合器可传递最大扭矩。
使用诊断仪V.A.S 6150查看变速器控制单元007组数据,在急加速和缓加速工况下,N92和N282工作电流处于正常状态,在满足3挡升4挡条件时,N282电磁阀瞬时的控制数据也是正常的,这说明控制系统有控制输出,只是不能升入4挡,并出现发动机空转现象,这时可以看到N282控制电流减小,也就是说K2离合器油压可以增大。
结合结构原理和以上操作,分析有以下原因可导致出现打滑不能升入4挡:
1)ATF油量不足,在换挡时油路压力不足,导致传递到K2离合器的压力不足;
2)K2离合器控制电磁阀N282或限压阀工作不良,虽然数据流显示工作正常但输出油压不正常;
3)K2离合器控制油路油封、活塞密封有泄漏,K2离合器摩擦片烧毁,无法有效接合传递动力。
因前期已进行过变速器油位、油质检查,并且1、2、3挡工作正常,所以排除了油量不足和油泵等部件原因。拆卸油底壳和阀体,检查相关电磁阀,未发现异常。对K2离合器进行打压测试,测试时发现离合器K2保持压力比K1、K3低很多。至此基本判定离合器K2存在机械故障。
3. 故障排除
拆检离合器K2时发现,K2活塞密封已破损。更换K2离合器总成,装复,经压力实验,装复变速器。做基础设定后试车,故障现象消失,故障排除。
4. 故障诊断总结
在该案例当中,当车速达到3挡升4挡的换挡时机时,变速器控制单元已经发出了油压控制指令,但由于K2活塞密封不良,液压油泄漏,离合器片不能有效接合,发生打滑现象,在瞬间变速器电脑会进一步调整N282的电流(减小电流以增大K2工作压力,直至断开电流),如果这时K2离合器片仍处于打滑状态时(由控制单元检测分析),则控制单元会增大电流,以减小油压,直至完全泄压。因为变速器电脑备有失效控制逻辑,这样可防止时间过长烧毁离合器片,所以便不能升入4挡,只能处于低速挡3挡以下行驶。同时变速器控制单元根据输入轴、输出轴转速出现异常,储存并报出故障码。
二、例2
1. 故障现象
有1辆1.8T途安轿车,装有09G自动变速器,已行驶13万km。客户反映变速器油泄漏后又行驶了20多km,变速器油底壳破损,在更换过油底壳、滤清器和ATF后,出现换挡打滑、变速器锁挡(紧急运行)现象。
接车后试车。热车后前进挡起步时感觉车辆似乎阻力较大,加速不是很顺畅。当变速器挡位达到3挡后,只要稍稍深踩加速踏板,变速器在切换到4挡的同时就会出现打滑现象。如果采用手动模式操作,则发现3挡升4挡也有不同程度的打滑现象。深踩加速踏板操作时,故障指示灯偶尔会点亮,同时系统启动应急模式锁在3挡上。
2. 故障诊断
用诊断仪V.A.S 6150读取故障码,发现在变速器故障存储器中记录了2个偶发性故障,分别是P0730和P0741(01192)。P0730———传动比错误,实际上就是变速器内部元件打滑所致,确切地讲,应该是在缺少ATF的条件下使用,导致系统压力不足而引起的部件打滑(离合器或制动器受损),当然也不排除这种情况是由液压控制部分出现问题导致。P0741(01192)———变矩器锁止离合器机械故障,则有2种可能:一个是变矩器锁止离合器控制系统或变矩器锁止离合器本身因使用不当而损坏;另一个有可能是系统随意记录了1个偶发性的故障码。
结合以上的故障码及车辆的维修情况分析,该车的故障原因可能是由于油底壳破损后在ATF缺少的情况下继续行驶造成变速器内部机械部件异常磨损而损坏,需进一步分解变速器检查。
分解变速器后发现4/5/6挡离合器K2和2/6挡制动器B1(如表1所示),有轻微的烧损迹象,而其它执行元件完好无损。经更换相关离合器及制动器,并对变矩器锁止离合器作了切割修复处理,维修完毕后进行路试发现:升降挡均有不同程度的冲击感;3挡升4挡打滑和掉挡故障仍然存在;深踩加速踏板操作时故障指示灯偶尔会点亮,锁挡现象明显减少。
考虑到变速器大修后需要匹配和学习适应,在行驶一定里程后,变速器的换挡冲击现象消失,但依然还存在3-4挡打滑。根据该变速器的控制特点及换挡执行元件在各挡位的分配情况进行分析,导致该故障的可能原因有:
1)电子控制方面,4/5/6挡时变速器控制单元对4/5/6挡换挡电磁阀N282的指令数据有误或这几个换挡点上的油压调制存在问题;
2)液压控制系统,电磁阀或相应控制阀存在泄漏情况;
3)K2离合器油路存在泄漏情况。
用诊断仪查看数据流,电控系统的指令控制信息基本上不存在问题,可以排除电子控制方面问题。因先前已经更换了离合器和制动器,也基本排除这些部件再次出现问题的可能。那么剩下的问题就是液压控制单元或油路上存在泄漏,考虑到变速器壳体油路出现故障的概率极小,这样便把故障点基本锁定在阀体,也就是说,要么是阀体电磁阀故障,要么是阀体内的油路故障。
3. 故障排除
分解阀体,发现N282的电磁阀及阀孔由于润滑不良有磨损的现象,修复后3挡升入4挡打滑的故障彻底排除,清除故障码后锁挡也随之消除。
4. 故障诊断总结