[其他]控制可變速度原動機的裝置

無效

• 申請號: 86101985
• 申請日: 1986-03-18
• 公開（公告）號: CN86101985A
• 公開（公告）日: 1986-11-12
• 發明（設計）人: 約翰·愛德華·西普;格倫·埃爾頓·維斯特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02D29/00
• 分類號: F02D29/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 董江雄,杜有文

本發明一般地涉及可變速度原動機以及與它們有關的潤滑油和速度控制系統，更具體地涉及用來保護原動機，使之在潤滑油系統超壓時免受損壞的裝置。一般地說，本發明涉及的是牽引車輛，例如裝有熱原動機的機車;更具體地說，涉及的是燃油節省裝置，此裝置用來保護原動機使之在空載時不致發生異常的磨損。

大型自推進式牽引車輛，例如機車，通常是用一個熱原動機去驅動一電傳動裝置，此傳動裝置包括向多個直流牽引電機提供電流的發電裝置。這些電機的轉子通過減速齒輪，耦合到該車輛內相應的輪-軸組，并把它們驅動。發電裝置一般包括一個牽引用主三相牽引交流發電機，它的轉子機械地聯結到原動機（典型的是一個16缸渦輪增壓柴油（發動）機）的輸出軸。當激磁電流加到旋轉著的轉子的磁場繞組上時，交流發電機的三相定子繞組就產生交變電壓，這些電壓被整流后加到牽引電機的電樞繞組。

當機車處于“運行狀態”（“motoring”）或工作在驅動模式時，機車的柴油發動機會給出恒定的功率，它取決于油門的位置和周圍的條件，而與機車的速度無關。為了達到最高性能，就必須適當地控制牽引用交流發電機的輸出電功率，以便機車能利用全部發動機的輸出。為了便于駕駛列車，要提供中等水平的功率輸出，使得有可能從最小輸出逐漸地提高到全輸出。但是，發動機的負載不準超過發動機能發出的功率水平。超負載會使發動機提前損壞，造成發動機停頓或“轉動受阻”（“bogging”）或其他不希望有的后果。根據發展歷史來看，機車控制系統已經設計成能使發動機發出的功率在零和最大額定馬力之間分檔可變，而且不論操作者選擇什么樣的功率水平都會自動地由牽引負載和輔助負載所要求的功率來與之相適應。

發動機馬力正比于角速度和扭矩的乘積，曲軸在此角速度下旋轉，而扭矩卻反抗這種轉動。為了改變和調節可用功率的量，通常的做法是在機車的發動機上裝上一個調節速度的調速器，用它來調節注入每一發動機氣缸內的加壓柴油機燃料（即燃油）的量，使得曲軸的實際速度（RPM，每分轉數）與所要求的速度相適應。通過操縱一手動操縱桿或油門手柄來把所要求的速度設定在可允許的范圍內，手動操縱桿或油門手柄可以在低功率位置（N₁）和最大功率位置（N₈）之間的八檔或八“級”（“notches”）中有選擇地移動，來達到調節的目的。油門手柄是設置在機車駕駛員駕駛室中控制臺上的一個部件。（除了常用的八個功率檔外，手柄還有一個“空載”的位置和一個“熄火”的位置）

油門手柄的位置決定了連帶的調速器對發動機速度的設定。在一個典型的調速器系統中，電動液壓裝置的輸出活塞，通過一個機械的連桿機構聯結到一對可移動的燃料泵齒條，并把它帶動，這一對齒條，輪流地被耦合到多個燃料注入泵，這些泵分別計量加到發動機氣缸的燃料量調速器比較了所要求的速度（由油門位置所要求的）和發動機的實際速度，而它的輸出活塞按需要帶動燃料齒條，來把速度之間的偏差減至最小。

對于設定八個不同速度的每一個位置來說，發動機都能輸出相應的恒定的馬力（假設輸出扭矩為最大）。當選擇第8檔油門時，達到了最高速度（例如，1，050轉/分）和最大額定總馬力（例如，4，000）。在正常工作條件下，每一檔預定的有效的發動機功率要與電氣推進系統所要求的功率，加上某些電和機械驅動的輔助設備所消耗的功率相一致，此電氣推進系統是由發動機驅動的主交流發電機供電的。

主交流發電機的輸出功率（千伏安（KVA））與產生的電壓及負載電流的有效值的乘積成正比。電壓值隨發動機的旋轉速度而變化，而且也是發動機磁場繞組中的激磁電流值的函數。為了精確地控制和調整發動機負載的量，一般的做法是調整牽引交流發電機的場強，以補償負載的變化并把實際的功率和要求得到的功率（KVA）之間的誤差減至最小。要求得到的功率取決于發動機的特定速度的設定。這種激勵控制將會建立起一個平衡的穩態條件，在此條件下，對于每一個油門手柄的位置，都能得到一個基本上不變的最佳電功率輸出。