CN107387594B - 一种具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及离合器技术领域，尤其涉及一种具有低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法：测定其临界转速区间为n1～n2转/分钟，设定同步目标转速为M转/分钟，且满足M＞n2；先将输出端的转速提升至并保持在M转/分钟，然后将输入端的转速提升；在输入端的转速提升至n转/分钟，且满足n1＜n＜n2时输出端发生跳闸的情况下，将输入端的转速加速提升，且控制输入端的转速从n转/分钟提升至n2转/分钟所需的时间小于输出端的转速从M转/分钟降低至n2转/分钟所需的时间，使输入端和输出端的转速在大于n2转/分钟的转速下相交。能够避免输出端和输入端转速在临界转速区间内相交，消除低速同步时损坏的风险。

Description

一种具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法
技术领域
本发明涉及离合器技术领域，尤其涉及一种具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法。
背景技术
自动同步离合器，也称为SSS(Synchro-Self-Shifting，同步自换挡)离合器，是一种通过齿轮元件传递功率的全自动型单向超越离合器。它能够根据输入端、输出端转速的高低自动进行切换：当输入端相对输出端升速时，自动同步离合器自动啮合；当输人端相对输出端降速时，自动同步离合器自动脱开。即当输入端转速有超越输出端转速的趋势时，自动同步离合器自动啮合；当输入端转速有低于输出端转速的趋势时，自动同步离合器自动脱开。具备低速保护功能的自动同步离合器，其棘爪有效转速需超过某一数值才会被激活，即，棘爪随输入端转速的增加，离心力增大，当离心力大于棘爪尾部离心力时，棘爪可在离心力作用下克服弹簧作用力而飞起，与棘轮结合。因此，这种具有低速保护功能的自动同步离合器，其棘爪从无效状态到激活状态存在一个临界转速区间，该临界转速区间可以通过出厂试验测得。在这一区间内棘爪没有完全有效张开，其状态具有不确定性，如若输入端和输出端的转速在该区间内发生相交，且输入端的转速超过输出端的转速，则会导致自动同步离合器的损坏。
如图1所示，现有技术中实现具备低速保护功能的自动同步离合器自动啮合的同步方法为：先将输出端的转速提升至并保持在同步目标转速m转/分钟，然后将输入端的转速也提升至m转/分钟，当输入端的转速有超越输出端的趋势时，自动同步离合器将自动啮合。如图2所示，在输入端转速提升的过程中，如若输出端发生跳闸，将导致输出端转速堕走，通常，在输出端发生跳闸时，输入端也随之跳闸，由于输出端转速下降迅速，其转速堕走曲线较输入端更陡，因此输出端和输入端转速很可能会在临界转速区间n1～n2转/分钟内相交，从而存在造成自动同步离合器损坏的风险，特别是当同步目标转速m转/分钟与自动同步离合器的临界转速区间n1～n2转/分钟的上限n2转/分钟相接近时，在故障工况下造成自动同步离合器损坏的可能性更大。
为避免这一风险，要求同步目标转速m转/分钟应远高于自动同步离合器的临界转速区间n1～n2转/分钟的上限n2转/分钟，而不允许自动同步离合器在与其临界转速区间n1～n2转/分钟相近的低速范围内同步，以避免跳闸时输出端和输入端转速在临界转速区间n1～n2转/分钟内相交。但是这样就大大限制了这种具备低速保护功能的自动同步离合器的应用范围。
例如，应用于燃气-蒸汽单轴联合循环机组中的具备低速保护功能的自动同步离合器，其棘爪在加速过程中的有效飞起转速为700转/分钟，在减速过程张的有效收回转速为350转/分钟，因此其临界转速区间为350-700转/分钟。由于在接近临界转速区间的转速下同步存在较大安全隐患，因此在接近临界转速区间的低速下同步是不允许的，目前燃气-蒸汽单轴联合循环机组中的自动同步离合器仅允许在3000转/分钟的转速下同步，导致机组的灵活性受到较大影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法，能够避免低速同步过程中输出端出现跳闸时发生输出端和输入端转速在自动同步离合器的临界转速区间内相交的情况，消除自动同步离合器在低速同步时发生损坏的风险，以克服现有技术的上述缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法，测定自动同步离合器的临界转速区间为n1～n2转/分钟，设定输入端和输出端的同步目标转速为M转/分钟，且满足M＞n2；先将输出端的转速提升至并保持在M转/分钟，然后将输入端的转速提升，当输入端转速有超越输出端转速的趋势时，自动同步离合器自动啮合；在输入端的转速提升至n转/分钟，且满足n1＜n＜n2时输出端发生跳闸的情况下，将输入端的转速加速提升，且控制输入端的转速从n转/分钟提升至n2转/分钟所需的时间小于输出端的转速从M转/分钟降低至n2转/分钟所需的时间，使输入端的转速和输出端的转速在大于n2转/分钟的转速下相交，实现自动同步离合器的自动啮合。
优选地，在输入端的转速提升至n转/分钟，且满足n≤n1时输出端发生跳闸的情况下，使输入端跳闸。
优选地，在输入端的转速提升至n转/分钟，且满足n≥n2时输出端发生跳闸的情况下，将输入端的转速继续提升，使输入端的转速和输出端的转速在大于n2转/分钟的转速下相交，实现自动同步离合器的自动啮合。
优选地，输入端为燃气-蒸汽单轴联合循环机组中的汽轮机，输出端为燃气-蒸汽单轴联合循环机组中的燃气轮机和发电机。
优选地，n1和n2满足：200≤n1≤500,500<n2≤1000。
优选地，n1和n2满足：n1＝350，n2＝700。
优选地，M满足：600≤M≤2000。
优选地，M满足：800≤M≤1000。
优选地，M满足：M＝900。
与现有技术相比，本发明具有显著的进步：
采用本发明的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法，即使同步目标转速M转/分钟是接近自动同步离合器临界转速区间n1～n2转/分钟的较低转速，在输入端转速提升的过程中发生输出端跳闸而转速下降的情况下，通过控制输入端的加速能力，使得输入端可以继续升速并且能够在大于n2转/分钟的转速下与输出端转速相交，实现同步。因此可有效避免低速同步过程中输出端出现跳闸时发生输出端和输入端转速在自动同步离合器的临界转速区间内相交的情况，消除自动同步离合器在低速同步时发生损坏的风险。
附图说明
图1是现有技术中实现自动同步离合器自动啮合的同步过程示意图。
图2是现有技术中自动同步离合器同步过程中出现跳闸工况时的示意图。
图3是本发明实施例的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法的同步过程示意图。
图4是本发明实施例的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法在同步过程中当输入端的转速n＜n1时输出端发生跳闸的示意图。
图5是本发明实施例的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法在同步过程中当输入端的转速n满足n1＜n＜n2时输出端发生跳闸时的同步过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
如图3至图5所示，本发明的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法的一种实施例。
本实施例的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法为：测定自动同步离合器的临界转速区间为n1～n2转/分钟，n1和n2应满足0＜n1＜n2。设定输入端和输出端的同步目标转速为M转/分钟，且满足M＞n2。本实施例中，设定的输入端和输出端的同步目标转速M转/分钟小于自动同步离合器的额定工作转速，即本实施例的自动同步离合器低速同步方法是使自动同步离合器在低于额定工作转速、接近临界转速区间n1～n2转/分钟的较低转速下同步的方法。如图3所示，先将输出端的转速提升至并保持在M转/分钟，然后将输入端的转速提升，当输入端转速有超越输出端转速的趋势时，自动同步离合器自动啮合。即，当输入端的转速提升至与输出端的转速相等，并保持提升趋势，使输入端的转速呈超越输出端转速的趋势而与输出端的转速之间存在相对速差时，连接输出端和输入端的自动同步离合器将自动啮合。如图4所示，在输入端的转速提升至n转/分钟，且满足n1＜n＜n2时输出端发生跳闸的情况下，将输入端的转速加速提升，且控制输入端的转速从n转/分钟提升至n2转/分钟所需的时间小于输出端的转速从M转/分钟降低至n2转/分钟所需的时间。即，控制输入端的加速能力，使输入端的转速在输出端的转速下降至n2转/分钟之前就已经先提升到了n2转/分钟，从而使输入端的转速和输出端的转速在大于n2转/分钟的转速下相交，即输入端转速与输出端转速相等，实现自动同步离合器的自动啮合。由此可以确保输入端的转速和输出端的转速不会在自动同步离合器临界转速区间n1～n2转/分钟内发生相交，也就不会造成自动同步离合器的损坏。
因此，采用本实施例的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法，即使同步目标转速M转/分钟是接近自动同步离合器临界转速区间n1～n2转/分钟的较低转速，在输入端转速提升的过程中发生输出端跳闸而转速下降的情况下，通过控制输入端的加速能力，使得输入端可以继续升速并且能够在大于n2转/分钟的转速下与输出端转速相交，实现同步。因此可有效避免低速同步过程中输出端出现跳闸时发生输出端和输入端转速在自动同步离合器的临界转速区间内相交的情况，消除自动同步离合器在低速同步时发生损坏的风险。
进一步，在输入端的转速提升至n转/分钟，且满足0＜n≤n1时输出端发生跳闸的情况下，则使输入端跳闸。如图5所示，由于此时输入端转速n转/分钟还没有达到自动同步离合器临界转速区间n1～n2转/分钟内，因此输入端也随输出端跳闸后，输入端的转速和输出端的转速各自下降，不会在自动同步离合器临界转速区间n1～n2转/分钟内发生转速相交，也就不会造成自动同步离合器的损坏。
进一步，在输入端的转速提升至n转/分钟，且满足n≥n2时输出端发生跳闸的情况下，则将输入端的转速继续提升。由于此时输入端转速n转/分钟已经超过自动同步离合器临界转速区间n1～n2转/分钟，因此输出端跳闸后，输出端转速下降，输出端转速则继续提升，输入端的转速和输出端的转速会在大于n2转/分钟的转速下相交，实现同步，因而不会造成自动同步离合器的损坏。
本实施例的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法可以应用到燃气-蒸汽单轴联合循环机组中，尤其适用于燃气-蒸汽单轴联合循环机组的汽轮机和燃气轮机及发电机在低速下的同步。
将本实施例的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法应用到燃气-蒸汽单轴联合循环机组中时，自动同步离合器的输入端为燃气-蒸汽单轴联合循环机组中的汽轮机，自动同步离合器的输出端为燃气-蒸汽单轴联合循环机组中的燃气轮机和发电机。自动同步离合器临界转速区间n1～n2转/分钟满足：200≤n1≤500，500<n2≤1000。优选地，自动同步离合器临界转速区间n1～n2转/分钟为350-700转/分钟。
现有技术中，燃气-蒸汽单轴联合循环机组中的自动同步离合器仅允许在3000转/分钟的转速下同步。而本实施例中的同步目标转速M转/分钟满足：600≤M≤2000。优选地，同步目标转速M转/分钟满足：800≤M≤1000。更优地，同步目标转速M转/分钟为900转/分钟。即，本实施例的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法可以使自动同步离合器在远低于现有技术所允许的同步转速、接近其临界转速区间n1～n2转/分钟的较低转速下实现同步。因此，采用本实施例的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法，能够大大提高燃气-蒸汽单轴联合循环机组的灵活性。
综上所述，本实施例的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法能够有效避免低速同步过程中输出端出现跳闸时发生输出端和输入端转速在自动同步离合器的临界转速区间内相交的情况，消除自动同步离合器在低速同步时发生损坏的风险。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法，其特征在于，所述具备低速保护功能的自动同步离合器的棘爪从无效状态到激活状态存在一个临界转速区间，所述临界转速区间能够通过出厂试验测得，在所述临界转速区间内所述棘爪没有完全有效张开；所述具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法为：测定自动同步离合器的临界转速区间为n1～n2转/分钟，设定输入端和输出端的同步目标转速为M转/分钟，且满足M＞n2；先将所述输出端的转速提升至并保持在M转/分钟，然后将所述输入端的转速提升，当所述输入端转速有超越所述输出端转速的趋势时，所述自动同步离合器自动啮合；在所述输入端的转速提升至n转/分钟，且满足n1＜n＜n2时所述输出端发生跳闸的情况下，将所述输入端的转速加速提升，且控制所述输入端的转速从n转/分钟提升至n2转/分钟所需的时间小于所述输出端的转速从M转/分钟降低至n2转/分钟所需的时间，使所述输入端的转速和所述输出端的转速在大于n2转/分钟的转速下相交，实现所述自动同步离合器的自动啮合。
2.根据权利要求1所述的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法，其特征在于，在所述输入端的转速提升至n转/分钟，且满足n≤n1时所述输出端发生跳闸的情况下，使所述输入端跳闸。
3.根据权利要求1所述的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法，其特征在于，在所述输入端的转速提升至n转/分钟，且满足n≥n2时所述输出端发生跳闸的情况下，将所述输入端的转速继续提升，使所述输入端的转速和所述输出端的转速在大于n2转/分钟的转速下相交，实现所述自动同步离合器的自动啮合。
4.根据权利要求1所述的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法，其特征在于，所述输入端为燃气-蒸汽单轴联合循环机组中的汽轮机，所述输出端为燃气-蒸汽单轴联合循环机组中的燃气轮机和发电机。
5.根据权利要求1所述的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法，其特征在于，所述n1和n2满足：200≤n1≤500，500<n2≤1000。
6.根据权利要求5所述的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法，其特征在于，所述n1和n2满足：n1＝350，n2＝700。
7.根据权利要求1所述的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法，其特征在于，所述M满足：600≤M≤2000。
8.根据权利要求7所述的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法，其特征在于，所述M满足：800≤M≤1000。
9.根据权利要求8所述的具备低速保护功能的自动同步离合器低速同步方法，其特征在于，M＝900。
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