Governor(가버너)의 기초원리

소개글

가버너의 기초원리를 상세히 그림붙여가며 설명하였습니다.

목차

governor란 무엇인가??
governor의 기초적인 작동원리
힘의 평형
Flyweight and Pilot valve
Governor의 종류
UG-8 DIAL GOVERNOR(UNIVERSAL GOVERNOR)

본문내용

 Governor 의 기초원리

 governor란 무엇인가??

governor는 기관으로 공급되는 연료의 양을 조절함으로서 기관의 속도․출력을 조절하는 장치이다. 다시말해서 기관이 부하에 관계없이 일정한 속도로 운전되도록 연료량을 조절해준다 그말이다. 만약에 governor가 없었으면 어떻게 되었을까?? 배를 부하에 관계없이 일정한 속도로 운전하기 위해서는 사람이 엔진 옆에서 대기하고 있다가 Fuel rack lever를 잡고 일일이 연료가 들어가는 양을 조절을 해줘야 했을 것이다. 만약에 부하가 늘어나면 연료를 많이 넣어줘야 하고, 부하가 줄어들면 연료를 조금만 넣어줘야 하는데 이것을 다 수작업으로 해야 한다. 그런데 이것을 사람이 일일이 하기에는 한계가 있다. 왜냐하면 급변하는 부하에 사람이 민첩하게 대처하기는 힘들기 때문이다. 그래서 요는 governor는 엔진 시동에 있어서 없어서는 안 될 중요한 기계이다.

 governor의 기초적인 작동원리

Governor의 작동원리를 알기에는 초기의 기계식 가버너가 최고이다. 왜냐하면 구조가 비교적 간단하기 때문이다. 그림을 보면서 가버너가 어떠한 원리로 작동이 되는지 알아보도록 하자

이 그림의 장치는 속도를 검출하는 장치로서 가장 오래된 것이며 간단한 구조로 되어있다.
어떠한 물체를 원주방향으로 돌리기 위해서는 어떠한 힘이 요구 된다는 원ㄹ리를 이용한것이다.
이 힘은 회전속도의 제곱과 회전축으로부터의 거리에 비례한다.이것은 가장 잘 알려진 형태로 한상의 weight로 구성된 ballhead타입이다. 회전축의 근처에 지점을 둔 두 개의 arm의 끝단에 flyweight가 취부되어 축의 평면상의 방산형으로 움직일 수가 있다. 게다가 arm과 collar를 연결함으로서 평행사변형 형태로 연결시키고 있다.여까지는 간단하게 구조에 대한 설명이었고 동작에 대해 설명하겠다. weight가 밖으로 향하여 움직이면 collar는 위쪽으로 움직인다. 원심력은 축에 직각 방향으로 작용함으로써 지점에 작용하는 torque는 힘과 지점으로부터의 중력에 의한 torque 즉, ball의 중량과 지점으로부터의 수평방향과 거리와의 곱과 균형을 이룬다. 따라서 회전속도가 증가하면 원심력이 증가하고 ball은 밖으로 향하여 움직이고 원심력 torque arm은 감소하며 중력 torque arm은 그 torque가 같아질때 증가되어진다. 그래서 각 회전속도에 대한 flyweight와 collar의 위치는 각각 결정되어진다.
직결방식의 기계식 governor에서는 collar가 직접 throttle에 연결되어있다. flyweight가 외측으로 움직이면 throttle이 닫히게 된다. 여기서 주의할 점은 만약에 시스템이 마찰이 가해지면 속도에 대한 flyweight나 collar의 위치가 빗나가게 된다. 왜냐하면 평형상태에서 속도가 증가될 때 원심력에 의한 torque에 마찰력에 의한것을 더한 힘을 이겨내야만 하기 때문이다. 마찬가지로 속도가 떨어졌을 때 원심력 torque는 중력에 의한 torque로부터 마찰에 의한 것을 빼낸 값 이하로 되지 않으면 움직이지 않게 되는데, 이 현상을 deadband라 한다.

참고 자료

없음