Woodward TG-13 和 TG-17 是伍德沃德(Woodward)公司生产的两种紧密关联的调速器执行器(Governor Actuator)或液压伺服执行机构。而 8516-191 极有可能是其内部的一个关键组件模块(如伺服阀、LVDT位置传感器反馈模块或完整的驱动头总成的部件号)。它们共同构成涡轮机械(燃气轮机、蒸汽轮机、水轮机、柴油机等)调速控制系统中的核心执行终端。
该执行器接收来自电子调速器(如Woodward 505/701/723等)或DCS发出的电控信号(通常是4-20mA或±10VDC),并将其高精度、高动态地转换为液压油缸的直线位移输出,从而直接驱动燃料阀、蒸汽进气阀或喷嘴环等关键机构,实现对原动机转速、负荷或压力的精确、快速控制。
应用场景:
在一座为化工厂提供动力的工业燃气轮机上,Woodward TG-17 执行器(内含8516-191关键组件)负责控制燃气燃料调节阀的开度。当工厂用电负荷突然增加导致电网频率轻微下降时,燃气轮机的电子调速器(EGT)瞬间计算出需要增加的燃料量,并输出一个增大的电流信号至 TG-17。TG-17 内部的电液伺服阀(可能是8516-191的一部分)精准响应,将电流信号按比例转换为液压油的流量和方向,驱动油缸活塞快速伸出,推动燃料阀开大。与此同时,内置的高精度LVDT(线性可变差动变压器,也可能是8516-191的一部分)实时测量活塞的实际位置,并将其反馈给调速器形成闭环控制,确保阀门开度与指令信号毫厘不差。整个过程在几百毫秒内完成,使燃气轮机输出功率迅速增加,稳定了电网频率,保障了化工生产的连续运行。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 (基于Woodward TG系列通用特性推断) |
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型号/组件号 | TG-13 / TG-17 (组件:8516-191) |
制造商 | Woodward(伍德沃德) |
产品类别 | 液压伺服执行器 / 调速器执行机构(关键部件模块) |
典型应用 | 燃气轮机燃料控制、蒸汽轮机进气阀控制、水轮机导叶控制、柴油机齿条控制等。 |
输入信号 | 模拟量: 4-20mA DC 或 ±10V DC,来自调速器或控制系统。 |
输出形式 | 直线位移输出,通过活塞杆直接或间接驱动阀门/连杆机构。行程范围因型号而异(如TG-17通常行程大于TG-13)。 |
位置反馈 | 内置 高精度LVDT(线性可变差动变压器),提供与活塞位移成比例的电气反馈信号,用于闭环控制。 |
驱动方式 | 电液伺服控制。内部集成伺服阀(可能是8516-191的核心),将电信号转换为液压动力。 |
工作压力 | 依赖于外部液压油源,典型系统压力范围为 8-21 MPa (1200-3000 psi)。 |
线性度/精度 | 极高,通常线性度优于±0.1% F.S.,重复精度优于±0.05% F.S.。 |
动态响应 | 高动态,频率响应可达数十赫兹,阶跃响应时间通常在几十至一百毫秒量级。 |
环境适应性 | 设计用于严苛的工业环境,耐振动、高温、油污。 |
与控制系统接口 | 通过电缆连接至Woodward 505, 701, 723等调速器,或第三方DCS/PLC的模拟输出卡。 |
技术原理与创新价值:
创新点1:高精度电液伺服技术与力反馈伺服阀。
Woodward TG-13/TG-17 的核心是其内部的力反馈式两级电液伺服阀(很可能就是8516-191模块的核心)。该阀由扭矩马达、喷嘴挡板先导级和滑阀功率级组成。输入电流信号驱动扭矩马达产生微小位移,通过液压放大驱动主滑阀,控制高压油流向油缸。同时,主滑阀的位移通过一个反馈弹簧产生与输入电流相平衡的力,实现了阀芯位置的精确电-机械-液压转换。这种设计使伺服阀具有极高的分辨率、线性度和快速响应能力,是执行器高精度控制的“心脏”。
创新点2:闭环位置反馈与高刚性结构。
执行器内部集成了非接触式LVDT位置传感器,直接测量活塞杆的绝对位移。这个反馈信号实时送回调速器,与控制指令进行比较,形成高增益的闭环位置控制。这种闭环控制能有效克服液压油温变化、摩擦力、负载扰动等外部因素对位置精度的影响。同时,执行器本体采用高强度材料和高刚性设计,活塞杆密封优异,确保了在高压、高频动态载荷下的长期稳定性和极低的死区与滞环。
创新点3:模块化设计与卓越的环境鲁棒性。
Woodward将关键的电液转换和反馈组件(可能总称为8516-191模块)设计成高度集成和模块化的单元。这种设计便于整体更换和维护,减少了现场维修时间和复杂度。整个执行器总成针对涡轮机械周边的高温、高振动、多油污环境进行了强化设计,其密封、接插件和电子元件均能达到极高的防护等级和可靠性,确保在发电厂、船舶机舱等恶劣条件下长期免维护运行。
应用案例与行业价值:
案例:船舶推进柴油机调速系统性能提升
一艘大型集装箱船的主推进柴油机,原有调速执行机构响应迟缓,动态性能差,导致在恶劣海况下主机转速波动大,影响了航速稳定性和燃油经济性。
应用流程: 船舶进行动力系统升级,将原有执行机构更换为 Woodward TG-13 执行器(含8516-191关键组件),并与新的数字调速器(Woodward 723Plus)配套。TG-13 直接驱动柴油机的燃油齿条。
带来的改进:
调速性能质的飞跃: TG-13 极高的动态响应和闭环控制精度,使主机转速控制变得极其平稳。即使在船舶纵摇、横摇导致负载剧烈变化时,调速系统也能快速补偿,将转速波动控制在±1 RPM以内,显著提升了推进效率和平稳性。
燃油经济性改善: 更稳定的转速意味着发动机始终工作在更优的油耗曲线上,长期运行节省了可观的燃油成本。
维护间隔延长与可靠性提升: TG-13 的模块化设计和坚固构造降低了故障率。其状态可通过调速器监控,实现了预测性维护。自更换后,该执行器已无故障运行超过3万小时。
用户评价: 轮船公司总轮机长表示:“Woodward TG-13 执行器是我们主机控制系统升级中最成功的投资。它的快速和精准,让主机像有了‘肌肉记忆’一样稳定。现在穿越风浪区时,我们再也不担心转速大幅波动了,省油又省心。”


相关产品组合方案:
Woodward 电子调速器: 如 505/505XT, 701/702, 723/723Plus 数字调速器,是 TG-13/TG-17 的“大脑”,向其发送控制指令并接收反馈。
液压动力单元(HPU): 为 TG 执行器提供洁净、稳定的高压液压油,包括油泵、油箱、过滤器、蓄能器、冷却器等。
伺服油滤清器: 超精细过滤器(如3微米),保护 TG 执行器内部精密的伺服阀免受油液污染,是保证其寿命的关键附件。
安装支架与联轴器: 用于将 TG 执行器牢固安装到发动机或涡轮机上,并将其活塞杆与燃油齿条或阀门连杆正确连接。
LVDT信号调理模块: 有时外置,用于处理 TG 执行器内部LVDT的反馈信号,将其转换为标准信号供调速器读取。
Woodward 备件维修包: 包括密封件、轴承、伺服阀阀芯等易损件,用于执行器的预防性大修。
测试与校准设备: 专用的液压测试台和信号发生器,用于离线测试和校准 TG 执行器的性能。
第三方DCS/PLC接口: 当使用第三方控制系统时,需要模拟量输出模块和信号隔离器与 TG 执行器接口。
安装维护与全周期支持:
安装 Woodward TG-13/TG-17 执行器要求极高的清洁度和精度。必须确保液压管路在连接前经过彻底冲洗和清洁,油液清洁度需达到NAS 6级或更高标准(对伺服系统至关重要)。执行器与负载机构的连接必须对中良好,无侧向力。电气接线需屏蔽并远离动力线路。
日常维护的核心是监控液压油的清洁度和执行器的静态/动态性能。定期抽取油样进行颗粒度分析。通过调速器或测试设备检查执行器的零位、满量程、线性度和阶跃响应。若性能下降或伺服阀(8516-191关键部分)污染,可能需要将其拆下送修或更换。