内燃机供给系柴

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1、第 六 章 柴 油 机 的 供 给 系 第 四 节 调 速 器限 制 内 燃 机 的 转 速 在 一 定 范 围内 的 一 种 自 动 调 节 装 置 一 、 柱 塞 式 喷 油 泵 的 速 度 特 性l 喷 油 泵 的 速 度 特 性 ： 油 量 调节 杆 位 置 一 定 时 ， 喷 油 泵 的循 环 供 油 量 随 转 速 变 化 的 关系 。l 供 油 量 大 约 随 转 速 上 升 而略 有 增 加 。l 原 因 ： 进 回 油 孔 对 燃 油 流 动 产 生 节 流 作 用 （ 转速 快 ， 油 来 不 及 流 回 进 油 孔 时 已 建 立 了 较 高 压力 ） ， 使 出 油 阀

2、 早 开 晚 关 （ 即 实 际 供 油 行 程 大于 几 何 供 油 行 程 ） ， 且 随 着 转 速 的 提 高 这 种 节流 作 用 越 大 。 二 、 柴 油 机 装 置 调 速 器 的 必 要 性l 柴 油 机 的 速 度 特 性 ： 扭 矩 随 转 速 变 化 的关 系 （ 第 九 章 ） 。 曲 线 比 较 平 坦 。l 柴 油 机 实 际 运 转 时 ， 外 界 阻 力 矩 是 经 常变 化 的 。 若 油 量 调 节 杆 固 定 在 一 个 位 置（ 几 何 供 油 量 不 变 ） ， 阻 力 矩 较 小 的 变化 (M)即 会 引 起 转 速 较 大 的 变 化 (n)，

3、柴 油 机 工 作 是 不 稳 定 的 。l 要 人 为 的 控 制 供 油 量 来 适 应 外 界 负 荷 的 变 化 是 不 太 现 实 的 。调 速 器 就 是 实 现 上 述 目 的 的 自 动 调 节 装 置 。 当 外 界 负 荷 变化 时 ， 它 能 随 着 负 荷 的 变 化 自 动 调 节 供 油 量 ， 使 柴 油 机 的转 速 稳 定 在 一 定 的 转 速 范 围 内 。 l 负 荷 突 变 的 情 况 ：例 ： 突 然 卸 去 负 荷 ， 喷 油 泵 油 量 调 节 杆 来 不 及 向 减 少 供 油量 的 方 向 移 动 ， 柴 油 机 转 速 就 会 迅 速 升

4、高 。 而 ， 根 据 喷 油泵 速 度 特 性 ， 喷 油 泵 的 循 环 供 油 量 反 而 增 加 ， 促 使 柴 油 机转 速 进 一 步 提 高 。 这 样 相 互 影 响 ， 转 速 越 来 越 高 ， 严 重 时会 出 现 超 速 ， 甚 至 发 生 “ 飞 车 ” 事 故 引 起 机 件 损 坏 。l 低 速 空 转 (怠 速 )的 情 况 ：怠 速 运 转 时 只 需 供 给 很 少 量 的 燃 油 ， 发 出 的 能 量 只 能 克 服各 摩 擦 阻 力 ， 此 时 发 动 机 工 作 的 稳 定 性 主 要 取 决 于 其 内 部摩 擦 阻 力 的 变 化 和 气 缸 内

5、 气 体 作 功 的 变 化 ， 用 pm和 pi的 变化 来 表 示 ， 如 图 。 然 而 ， 为 使 怠 速 运 转 稳 定 ， 必 须 使 pi随转 速 升 高 而 减 少 ， 分 析 ： 当 阻 力 略 有 增 大 ， 则 转 速 略 为 降低 ， 而 根 据 喷 油 泵 速 度 特 性 ， 每 循 环 供 油 量 反 而 减 少 ， 促使 转 速 进 一 步 降 低 ， 如 此 循 环 作 用 ， 最 后 将 使 柴 油 机 熄 火 ；反 之 ， 将 导 致 柴 油 机 怠 速 转 速 不 断 升 高 ， 所 以 柴 油 机 的 怠速 是 很 不 稳 定 的 。 l 因 此 ， 柴

6、 油 机 通 常 装 用 两 速 调 速 器 来 达 到 防 止 超 速 和 稳 定怠 速 的 目 的 。 调 速 器 的 作 用 在 于 改 变 曲 线 的 变 化 历 程 （ 随转 速 升 高 而 急 剧 下 降 ） 。 三 、 调 速 器 的 工 作 原 理l 按 工 作 原 理 分l 机 械 离 心 式 ： 飞 锤 或 飞 球 被 曲 轴 带 动 旋 转 ， 当 转 速 变 化时 飞 锤 的 离 心 力 也 随 着 变 化 ， 利 用 离 心 力 的 作 用 ， 通 过一 些 杆 件 来 调 节 发 动 机 的 供 油 量 ， 使 供 油 量 与 负 荷 大 小相 适 应 ， 从 而

7、保 持 发 动 机 转 速 稳 定 。l 气 力 式l 液 压 式l 按 功 用 分 l 单 速 式l 两 速 式l 全 速 式 ： 工 程 机 械 用 柴 油 机 （ 1） 单 速 式 调 速 器l 限 制 柴 油 机 的 最 高 转 速 ， 防 止 发 生 超 速 现 象 。l 工 作 原 理 ： 曲 轴 驱 动 调 速 器 轴 1转 动 带 动 飞 球 旋 转 。 飞 球 2在 离 心 力 作 用 下 向 外 移 动 。 当 转 速 低 于 标 定 转 速 ， 飞 球 离心 力 的 轴 向 分 力 不 足 以 克 服 调 速 弹 簧 5的 弹 簧 力 ， 滑 套 3不移 动 ， 调 速

8、杠 杆 4不 转 动 。 只 有 当 发 动 机 转 速 超 过 标 定 转速 时 ， 飞 球 向 外 移 动 ， 通 过 锥 面 将 滑 套 向 右 推 ， 再 通 过 杠杆 拉 动 调 节 杆 6左 移 ， 减 少 供 油 量 ， 使 转 速 不 再 继 续 升 高 。调 节 弹 簧 5的 预 紧 力 可 改 变 所 限 制 的 标 定 转 速 。 l 调 速 特 性 ： 发 动 机 从 无 负 荷 (Me=0)到 全 负 荷 的 工 作 范 围 内转 速 变 化 较 小 。 （ 2） 两 速 式 调 速 器l 既 能 控 制 柴 油 机 不 超 过 最 高 转 速 ， 又 能 保 证 它

9、 在 怠 速 时 稳定 运 转 。l 主 要 特 点 ： 两 根 长 度 和 刚 度 均 不 同 的 弹 簧 ， 安 装 也 不 同 ,均有 一 定 的 预 紧 力 。 低 速 弹 簧 7长 而 软 ， 高 速 弹 簧 8短 而 硬 。10 9 8 7怠 速 时 ， 司 机 将 操 作 杆 6置 于 怠速 位 置 （ 左 ） ， 仅 低 速 弹 簧 7弹力 与 离 心 力 平 衡 ， 发 动 机 以 规 定的 怠 速 运 转 。 转 速 降 低 时 ， 离 心力 减 小 ， 杠 杆 4带 动 11左 移 ， 供油 增 加 ， 限 制 了 转 速 的 降 低 ； 反之 则 限 制 了 转 速 的

10、 升 高 。超 过 怠 速 ， 司 机 移 动 操 作 杆 6（ 至 右 ） ， 则 低 速 弹 簧 将 被 压缩 到 球 面 顶 块 10与 弹 簧 滑 套 9相 靠 。 此 后 ， 若 转 速 进 一 步 升高 ， 因 高 速 弹 簧 的 预 紧 力 阻 碍10的 进 一 步 右 移 ， 所 以 在 相 当大 的 转 速 范 围 内 ， 3、 2、 4、10的 位 置 将 保 持 不 动 。 只 有 当转 速 升 高 至 标 定 转 速 时 ， 飞 球的 离 心 力 才 增 大 到 足 以 克 服 两根 弹 簧 的 弹 力 ， 防 止 柴 油 机 的超 速 。 （ 3） 全 速 式 调 速

11、 器l 不 仅 在 最 高 和 最 低 转 速 ， 在 柴 油机 的 所 有 工 作 转 速 下 都 能 起 作 用 .l 特 点 ： 调 速 弹 簧 的 弹 力 不 是 固 定的 ， 而 是 根 据 需 要 可 由 司 机 改 变操 纵 杆 的 位 置 使 其 任 意 改 变 。 将操 纵 杆 2置 于 某 一 位 置 ， 则 柴 油 机获 得 一 个 相 应 的 转 速 ， 当 负 荷 变化 时 ， 因 调 速 器 的 作 用 使 柴 油 机始 终 在 该 转 速 附 近 较 小 的 范 围 内运 转 。 l 操 纵 杆 右 移 ， 调 速 弹 簧 弹 力 变 大 ,柴 油 机 对 应 一

12、 个 较 高 稳 定 转 速 。反 之 ， 稳 定 转 速 降 低 。 四 、 几 种 常 用 的 调 速 器五 、 附 加 控 制 功 能 六 、 调 速 器 的 性 能 指 标l 调 速 率 （ 不 均 匀 度 ）l 稳 定 调 速 率 2： （ 突 变 负 荷 实 验 ）l 工 程 机 械 用 柴 油 机 8% 12 ； 汽 车 拖 拉 机 用 柴 油 机610%； 发 电 机 柴 油 机 5%。l 瞬 时 调 速 率 1：l 降 低 调 速 率 的 措 施l 利 用 增 速 装 置 提 高 调 速 器 的 工 作 转 速 l 适 当 增 加 飞 球 的 质 量l 采 用 几 个 相 继

13、 参 加 工 作 的 弹 簧 或 变 刚 度 的 锥 形 弹 簧 l 不 灵 敏 度l 原 因 ： 由 喷 油 泵 调 速 器 机 构 中 存 在 的 摩 擦 力 所 引 起 。致 使 ， 不 论 柴 油 机 转 速 增 加 或 减 少 ， 调 速 器 都 不 会立 即 反 应 改 变 供 油 量 。l 含 义l 公 式l 低 速 时 ， 调 速 器 的 推 动 力 会 减 小 ， 摩 擦 力 会 增 大 ，不 灵 敏 度 显 著 增 大 。l 转 速 波 动 率 七 、 液 压 调 速 器 第 五 节 喷 油 提 前 角 调 节 装 置 回 顾l 油 量 调 节 机 构 转 动 柱 塞 的

14、机 构l 齿 条 式 调 节 机 构l 拨 叉 式 调 节 机 构l 喷 油 泵 供 油 提 前 角 的 调 节l 改 变 喷 油 泵 凸 轮 轴 与 曲 轴 的 相 对 角 位 置l 方 法 ： 调 整 联 轴 器 （ 第 五 节 ）l 各 缸 作 相 同 数 量 的 改 变l 改 变 喷 油 泵 挺 柱 的 高 度 l 调 整 螺 钉 的 伸 出 高 度 或l 调 整 垫 块 厚 度l 用 于 调 节 各 缸 供 油 提 前 角 的 一 致 性 l 喷 油 提 前 角 的 调 整 是 通过 调 整 喷 油 泵 的 供 油 提前 角 来 实 现 的 。l 我 们 知 道 ： 喷 油 泵 供

15、油量 的 调 节 方 法 是 ?l 喷 油 泵 供 油 提 前 角 的 调整 方 法 之 一 是 ： 改 变 喷油 泵 凸 轮 轴 与 柴 油 机 曲轴 转 角 间 的 相 对 位 置 。l 如 何 实 现 ？ 可 调 整 的 联轴 器 l 不 同 的 工 况 对 应 的 最 佳 喷 油 提 前 角 是 不 同 的 。 多 数 柴 油机 是 在 标 定 转 速 和 全 负 荷 下 通 过 试 验 确 定 的 最 佳 喷 油提 前 角 的 。 因 此 ， 对 于 转 速 变 化 范 围 较 大 的 柴 油 机 ， 为提 高 经 济 性 和 动 力 性 ， 希 望 喷 油 提 前 角 能 随 转

16、速 的 变 化自 动 进 行 调 节 (高 大 )： 离 心 式 供 油 提 前 角 自 动 调 节 器 。调 节 器 装 于 喷 油泵 与 联 轴 器 之 间壳 体 由 柴 油 机 直 接 驱 动相 当 于 联 轴 器 的 从 动 盘联 轴 器驱 动 盘联 轴 器从 动 盘调 节 器壳 体 2 喷 油 泵凸 轮 轴 8 导 向 槽 飞 块 座 架与 喷 油 泵凸 轮 轴 联一 起调 节 器 的 主 动 盘 第 六 节 柴 油 机 供 给 系 的进 、 排 气 装 置 及 辅 助 装 置 一 、 进 、 排 气 装 置l 空 气 滤 清 器l 工 程 机 械 工 作 现 场 空 气 含 尘 量

17、 大 ， 多 采 用 两 级 空 气 滤 清器 。l 旋 流 纸 质 空 气 滤 清 器 ： 旋 流 粗 滤 器 4、 纸 质 主 精 滤 芯 2、安 全 滤 芯 1。 尘 粒 经 排 气 引 射 管 随 柴 油 机 废 气 排 出 。l 进 、 排 气 管l 与 汽 油 机 的 区 别 ： 同 侧 ； 两 侧 预 热 装 置l 与 旋 流 纸 质 空 气 滤 清 器 相 匹 配 的 排 气 引 射 管 ，装 在 消 声 器 出 口 处 ， 设 有 喉 口 。 l 进 、 排 气 道 （ 汽 缸 盖 中 ）l 排 气 消 声 器 二 、 燃 料 供 给 系 的 辅 助 装 置l 柴 油 滤 清

18、 器l 作 用l 材 料 与 结 构l 油 水 分 离 器l 输 油 泵l 作 用l 分 类 ： 活 塞 式 、 齿 轮 式 、 转 子 式 、叶 片 式 l 活 塞 式 输 油 泵 的 结 构 与 工 作 原 理l 柴 油 箱 （ 图 6-44） 第 七 节 分 配 式 喷 油 泵第 八 节 泵 喷 嘴第 九 节 蓄 压 式 燃 油 供 给 系第 十 节 PT燃 油 系 统 第 十 一 节电 控 柴 油 喷 射 系 统 l 传 统 的 机 械 式 喷 油 系 统l 控 制 自 由 度 小l 控 制 精 度 低l 响 应 速 度 慢l 系 统 基 本 组 成 ： 图 6-67l 系 统 的 功 能l 喷 油 正 时 控 制l 喷 油 压 力 控 制l 喷 油 速 率 控 制l 附 加 功 能 l优点l l类型l位置控制：调速器和供油提前器被替代，无须较大改动l时间控制l电控泵喷油器系统l共轨式电控燃油喷射系统：分高压共轨、中压、低压l基本原理l传感器ECU执行机构 l高压共轨电控燃油喷射系统l低压油路：与传统柴油供给系统的低压油路相似l高压油路l喷油泵l高压油管l共轨管（高压存储器）l电控喷油器