基本介紹
- 中文名：調速特性
- 外文名：governor control characteristics
- 橫坐標：轉速
- 縱坐標：齒桿行程
- 概念：性能指標隨轉速的變化關係
簡介,機械式調速器的工作與調速特性分析,調速器的調速特性分析,結論,機車無級變速器調速特性分析,調速機構存在的主要問題,調速機構對主動帶輪的軸向作用力,調速機構的改進設計,調速特性分析與參數匹配,膠帶式無級變速器結構原理及模型建立,某型雪橇車 CVT 調速特性分析與匹配,結論,
簡介
噴油泵調速手柄位置固定，在調速器起作用時，柴油機的性能指標隨轉速的變化關係稱調速特性。
根據調速特性，容積調速可分為有級調速迴路和無極調速迴路。
機械式調速器的工作與調速特性分析
調速器它能夠靈敏的感覺到外界負荷變化所引起的柴油機轉速的變化而自動調節噴油泵供油拉桿的位置增減供油量，從而改變噴油泵的自然供油特性，改變柴油機的扭矩特性，適應外界負荷的要求，保持柴油機的轉速始終在給定的範圍內穩定運轉，以防止柴油機熄火和超速。
調速器的調速特性分析
調速器的調速特性是指噴油泵供油調節拉桿的位置隨噴油泵凸輪軸轉速而變化的規律。通常它用特性曲線的形式來表示。
兩極式調速器的調速特性：
全程式調速器和兩極式調速器的調速特性曲線可以看出，操縱桿在全負荷位置時它們的特性曲線形狀相似( 帶校正裝置) ，但部分特性曲線不相同。
全程式調速器操縱桿在不同位置，調速器起作用轉速不同，使調速器有無數個調速範圍，都能根據負荷的變化自動調速。兩極式調速器不管操縱桿在任何位置，其調速器起作用轉速不變，只有在怠速和高速調節範圍可以自動調節。
結論
機械式調速器的工作穩定性與調速率的關係是隨著轉速變化而不同。在實際的結構中低速時用軟彈簧，在高速時用硬彈簧，這樣既保持了原有的調速率又不失去穩定性。
機械式調速器由於結構的差異，所以型式較多，它們之間的差異僅在於它們的工作點和工作轉速區間不同，但工作原理是沒有原則的區別。
隨著柴油機的飛速發展，不斷的向強化( 增壓和擴大缸徑) 和高速化發展，車用噴油泵調速器的發展也很快。在額定工況時噴油泵應有較大的循環供油量，提高噴油速率和噴油壓力。調速器的調速率不超 10% ( 日產兩極式 RAD 調速器的調速率只有 4% ) ，不靈敏度在 2% 以內，泵體剛度要高，密封性好。
為使噴油壓力提高后的噴油泵定型，必須採取措施提高噴油泵的低速穩定性和耐久性。比如把RFD 調速器的飛錘重量在增加 5% ，以提高它的低速控制能力，同時為適應耐久性的要求，吸收驅動調速器飛錘的凸輪軸的傳動扭矩變化所引起的衝擊振動，研製出使用橡膠塊減震器的 RFD———D 型調速器。
機車無級變速器調速特性分析
V 型橡膠帶式無級自動變速器具有結構簡單、操作方便、變速平穩、速比範圍寬、重量輕、造價低廉及易於維護等優點，被廣泛套用於踏板機車、沙灘車、雪橇車和清掃車等小排量機動車輛的變速傳動系統。國內機車生產廠家對無級自動變速器的研製開發，主要是在引進樣機的基礎上進行仿造，對其設計理論和調控方法的研究，調控系統結構參數對踏板機車性能的影響的研究幾近空白，使其生產的機車產品的性能不能得到充分地發揮。
採用雙象限調速蹄塊新結構，利用其可實現調速蹄塊在合適的位置給傳動帶施加所需軸向力的特性，使車輛能夠順利起步，並使無級變速器具有良好的調速特性。
調速機構存在的主要問題
1 調速機構工作原理：
機車 V 型橡膠帶式無級自動變速器主要由3個功能部件組成：主動帶輪、V 型橡膠帶及從動帶輪等。通過適當調整這3部分的相互作用，使機車無級變速傳動系統完成無級變速傳動機構的基本功能。主動帶輪安裝在曲軸上，由固定輪盤、移動輪盤、調速蹄塊、回位彈簧、三角架、壓盤和滾子等組成。
其工作原理是將調速蹄塊隨曲軸旋轉產生的離心力，通過滾子轉換為作用於移動輪盤上的軸向力，實現對整個傳動系統速比的調節。
2 存在的主要問題：
機車無級變速傳動系統是靠摩擦力工作的，傳動帶與帶輪的工作面之間必須壓緊，而壓緊力由加壓裝置提供，即隨著調速蹄塊位置和彈簧壓縮程度的不同，壓緊力將有不同。最主要的因素是在低速比時，傳動帶和帶輪之間的接觸弧段過小，導致傳動帶所受軸向力不足。
調速機構對主動帶輪的軸向作用力
機車無級變速傳動系統主動帶輪上的轉速感應離心調節機構的設計，是在力的平衡關係分析基礎上進行的，包括徑向力和軸向 力的平衡關係分析。通過受力平衡分析可以求出在給定速比和輸入轉矩的情況下，實現匹配策略所設定的目標轉速(發動機或主動帶輪)與調速蹄塊結構參數和質心位置的關係式，進而算出離心式轉速感應調控機構的相應參數。通過對整個速比範圍和各種輸入轉矩的計算， 最終獲得調控機構的結構參數。
調速機構的改進設計
增加調速蹄塊的質量， 或者減小回位彈簧的預緊力和剛度， 雖然能夠提高低速比時帶輪所受的軸向力，將會使整個變速過程帶輪所受的軸向力都增大，在高速比時，會使傳動帶受到的軸向力過大而過度拉伸，引起傳動帶傳遞效率的降低，並降低傳動帶的使用壽命。如果針對傳動帶和帶輪之間接觸弧段過小的問題而增大兩者之間的接觸弧段，又會喪失變速器在速比變化範圍上的優勢。
雙象限調速蹄塊技術可實現調速蹄塊在合適的位置給傳動帶施加所需的軸向力。還解決了變速初始階段傳動帶打滑的問題，而且在低速比時，還能夠為車輛提供更好的換擋力。換擋力和軸向力是通過帶輪的楔角聯繫在一起的，提高低速比傳動帶所受軸向力的同時，提高傳動帶所受的換擋力，獲得更好的加速性能。
調速特性分析與參數匹配
以國內某型雪橇車無級變速器為例，建立了雪橇車 V 型膠帶式無級變速器( Continuously Variable Transmission，CVT) 主、從動輪的軸向力加壓模型； 選取主、從動彈簧的剛度及其初始壓縮量 4 個參數作為無級變速器的主要設計參數，分析其調速特性與參數匹配； 通過專用試驗台的測試實驗，驗證了理論分析的正確性，同時測試結果也表明該 CVT 能夠滿足某型雪橇車的匹配要求。
膠帶式無級變速器結構原理及模型建立
某 V 型膠帶式無級變速器，是由寬 V 膠帶、可調錐輪式帶輪與調速機構組成。寬 V 型膠帶嵌於由兩對錐輪組成的輪槽中，藉助寬 V 帶與帶輪間的摩擦力來傳遞運動和轉矩； 調速形式為雙向調節式，根據功率輸入或負載的變化由調速機構與彈簧壓緊力共同作用，改變主、從動輪上膠帶的工作直徑，從而實現平滑地改變從動錐輪的輸出轉速以達到調速的目的。
某型雪橇車 CVT 調速特性分析與匹配
軸向力的大小決定了CVT 的傳動比、結合轉速和調速區間，為了得到符合設計要求的結合轉速和調速範圍，需要進行分析和匹配。由於調速蹄塊質量和形狀的調整較為繁瑣，不易實現，因此提出的理論最佳化方案只涉及到主、從動彈簧的剛度及其初始壓縮量 4 個參數的調整，而保持調速蹄塊的形狀和質量不變。
主、從動輪彈簧剛度和初始壓縮量這 4 個參數對於 CVT 的調速特性影響較大，其中結合轉速僅和主動輪彈簧剛度及其初始壓縮量有關，而整個調速範圍除了和主動輪彈簧剛度及其初始壓縮量有關以外還和被動彈簧的剛度及其初始壓縮量有關。
結論
( 1) 對 CVT 的主要變速結構進行了力學分析，分別得到主、從動輪的軸向力加壓模型；
( 2) 確定 CVT 的主要設計參數，並重點分析主動彈簧的剛度及其初始壓縮量和被動彈簧的剛度及其初始壓縮量 4 個參數對調速性能的影響；
( 3) 通過實驗，驗證了 CVT 單輪加壓模型的正確性，測試結果也表明該 CVT 能夠滿足某型雪橇車的匹配要求。
