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烟雨庐山:  第1 [07-6-5 3:44:05]
话题:将《曲线校泵》进行到底!(A/RFD-第1章)
  以下资料仅限校泵师傅技术交流,未经作者本人同意不得转载,翻印以及用于任何商业目的的行为!

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第一章 柴油机与校泵

  本章介绍柴油机燃烧和工作所需的条件,以及柴油机闭环自动控制的概念,这些内容是校泵工作的任务和目标。

[关键词]:自燃 四冲程 动力输出
      供油定量 喷油雾化 喷油定时
      稳定平衡 闭环自动控制 齿程曲线 曲线校泵

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烟雨庐山:  第2 [07-6-5 3:47:25]


柴油机是一种热机
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热机是将热能转变为机械能的一种机械。

柴油机以柴油为燃料进行燃烧,好比是冬季家庭中的取暖炉,而它又不仅仅是一台柴油炉,还要通过活塞、连杆、曲轴等部件,将燃烧放出的热能,转变为机械能将动力输出。
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烟雨庐山:  第3 [07-6-5 3:49:07]


柴油机的动力输出
================

动力输出表现为扭矩输出和功率输出两方面。

扭矩表示力的大小,是发动机克服阻力的能力。

功率表示在一定时间内完成工作量的多少,是工作能力和工作效率的体现。功率单位是千瓦(KW)或马力(Ps),1千瓦相当于1.36马力。例如103千瓦就相当于103×1.36=140马力。

发动机功率与扭矩成正比,与转速成正比。
相同的转速,扭矩越大输出功率越大;
相同的扭矩,转速越高输出功率越大。
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烟雨庐山:  第4 [07-6-5 3:50:01]


自燃
=======

柴油机的燃烧点火靠自燃。

燃烧室相对绝热的空间被压缩,体积缩小,压力升高,温度随之升高。正常缸压可达3~5.5MPa(相当于30~55个大气压),温度将达到500~750℃。

当空气被压缩到3MPa时,柴油在300℃左右就产生自燃,而且自燃温度随压力的增高而降低。

缸压是柴油机点火燃烧的必要条件。
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烟雨庐山:  第5 [07-6-5 3:51:14]


四冲程
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四冲程柴油机一个工作周期经过吸气、压缩、作功、排气四个冲程,活塞上下往复两次,曲轴运转两周,喷油泵供油一次,因而油泵转速是发动机转速的一半。

吸气和排气行程为燃烧提供充足的空气或氧气;

压缩行程用于产生足够的缸压和温度,创造自燃条件;

作功行程将燃烧能量通过活塞连杆转变为曲轴的旋转动力输出。

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烟雨庐山:  第6 [07-6-5 3:52:06]


燃烧条件
==========

柴油机的燃烧需要以下基本条件:喷油定时、供油定量、喷油雾化,以及换气效率和缸压达到规定指标.

前三项是校泵工作的任务和目标,缺一不可。
有的单位忽视供油定时的调整工作,甚至认为不属于校泵的工作范畴,其结果是油泵维修和台架试验结果很好,装车后却不能令司机和车主满意,影响了本单位的信誉和形象。
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烟雨庐山:  第7 [07-6-5 3:57:37]


燃油喷射系统
==============

燃油喷射系统包括油箱、第一滤清器、输油泵、第二滤清器、柴油泵总成、喷油器,以及低压油管、高压油管、回油管。
柴油泵总成又由喷油泵、调速器、提前器组成。

喷油泵配合调速器完成供油定量和供油控制;

喷油器利用喷油泵产生的高压完成雾化;

提前器完成运转过程中的喷油定时调整。

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烟雨庐山:  第8 [07-6-5 3:58:37]


供油定量
=========

1.最大供油量受活塞排量限制,并且在不同转速下有不同值,如标定工况为标定油量,校正工况为校正油量;

2.多缸柴油机的各缸供油量应当一致,保持油量的空间均匀性;同时还要保证各缸每次供油量的稳定,即时间均匀性;

3.通过调速器,调整和控制供油量,保持发动机转速的稳定或适应工作需要。

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烟雨庐山:  第9 [07-6-5 3:59:22]


喷油雾化
=========

喷油雾化目的是使燃油与空气良好混合,使燃油充分燃烧。

1.喷油射程,是喷油试验时油束的可见长度,又称贯穿长度,射程过短混合不良,射程过长油束喷至燃烧室壁,局部燃烧不良。

2.开启压力越高雾化粒度越小,喷油射程越小;开启压力越低雾化粒度越大,喷油射程越长。

3.多孔喷油器的喷雾方向应与燃烧室形状相适应,否则燃油喷至缸壁,造成工作不良。

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烟雨庐山:  第10 [07-6-5 4:00:14]


喷油定时
=========

四冲程中在压缩冲程结束的活塞上死点附近附近,缸内压力和温度最高,最有利于喷油点火,而在其它时刻均不利于点火。

由于上死点附近活塞随曲轴转角变化不大,燃烧在容积近似不变情况下进行,缸内温度和压力将会骤然升高,促使燃烧更加充分。

由于从供油到点火存在延迟,因而需要供油提前,即在活塞上死点前供油。
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烟雨庐山:  第11 [07-6-5 4:00:55]


供油提前角
============

指从开始供油到压缩行程活塞上死点曲轴所旋转的角度,称为供油提前角,简称提前角。

发动机转速越高,对提前角的要求也越大。

合适的提前角能保证发动机燃烧最完全、工作效率最高、排放最小以及噪声最低。
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烟雨庐山:  第12 [07-6-5 4:01:46]


喷油延迟
=========

喷油延迟是指从柱塞进回油孔关闭(标志供油开始)到喷油器开始喷油经历的时间。

高压油管中燃油不是流淌到喷油器,而是以压力波形式传导,传导需要延迟,油管越长,延迟时间越长。

油管长度确定后喷油延迟时间也大致确定,发动机转速越高,单位时间曲轴转角越大,相应延迟角也越大。
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烟雨庐山:  第13 [07-6-5 4:02:27]


点火延迟
==========

燃油并不是一喷入缸内就点火,而是需要经过喷散、雾化、暖热、蒸发、扩散、与空气混合、再到分解、缓慢氧化等一系列点火前的准备过程。从喷入燃油到开始点火的时间称作点火延迟时间,一般柴油机的点火延迟为0.5~3毫秒左右。

在相同时间内,转速越高曲轴旋转的角度越大,因而点火延迟反映在曲轴上的延迟角度随着转速升高而增大。
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烟雨庐山:  第14 [07-6-5 4:03:13]


提前器
=========

柴油泵安装到柴油机时,我们通过调整油泵凸轮轴与曲轴之间的相对位置,来确定静态或低速工况的提前角。

由于存在喷油延迟和点火延迟,柴油机要求在不同转速下有不同的提前角,这个动态提前角随转速升高而增大。

提供随转速升高而增大的提前角,由供油角度自动提前器(简称提前器)完成。提前器的性能使用提前曲线表示。

实际工作时的提前角是由安装油泵时确定的静态提前角,和由提前器产生的随转速变化的动态提前角两部分组成的。
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烟雨庐山:  第15 [07-6-5 4:03:59]


动力阻力平衡
================

柴油机输出动力,表现为曲轴输出端的旋转扭矩,它随着油泵供油量的改变而改变。

汽车行驶存在一定阻力,行驶速度越快阻力越大。

发动机动力大于阻力时加速,动力越大速度增加得越快;动力小于阻力时减速,动力越小速度下降得越快。

动力等于阻力时发动机静止或维持速度不变,该状态称为动力阻力平衡,是转速稳定的前提条件。
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烟雨庐山:  第16 [07-6-5 4:04:48]


稳定平衡
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小球放置在凹圆面中心时,小球与圆弧面的接触点是水平的,小球不受左右方向力的作用,小球保持不动处于平衡状态。

当小球稍稍偏离中心后,由于两侧斜面的作用,小球向中心位置滚动,直至回到原来的中心平衡位置。

凹圆面上的小球平衡是稳定平衡,其特征是当偏离平衡状态时,系统会自动回复到平衡状态。
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烟雨庐山:  第17 [07-6-5 4:05:41]


非稳定平衡
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小球放在凸圆面顶部中心时,小球与圆弧面的接触点在很小的范围内也是水平的,小球不受左右方向力的作用,小球暂时不动处于平衡状态。

当小球稍稍偏离中心后,小球将沿两侧斜面偏离中心,向下滚落,不能再回到原始中心位置。

凸圆面上的小球平衡是非稳定平衡,其特征是当偏离平衡状态后,系统将远离平衡状态而失衡。
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烟雨庐山:  第18 [07-6-5 4:06:38]


非稳定的动力阻力平衡
=====================

假如将齿杆固定,供油量将随转速升高而增大,柴油机动力也随转速升高而增大。而汽车阻力随着转速上升而缓慢增加,如图虚线。

图中两线交叉点的动力和阻力相等而平衡,当转速稍稍高于平衡转速时,动力大于阻力,加速直至飞车;而当转速稍稍低于平衡转速后,动力小于阻力,减速直至熄火。

因而说没有调速器控制的柴油机动力阻力平衡是非稳定平衡,不能正常工作。
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烟雨庐山:  第19 [07-6-5 4:07:22]


稳定的动力阻力平衡
===================

为了在负荷阻力变化时仍然能保证转速的相对稳定,我们希望柴油机具有随转速升高而下降的动力变化趋势,如图。

当转速低于平衡转速,动力一直大于阻力而加速,使转速回复到平衡转速;而转速高于平衡转速时,动力一直小于阻力而降速,同样也能使转速回复到平衡转速。柴油机维持在稳定的动力阻力平衡。
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烟雨庐山:  第20 [07-6-5 4:08:25]


调速
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柴油机输出动力的大小受供油量控制,供油量受齿杆控制,齿杆受调速器控制。

因而要想产生随转速升高而下降的动力变化规律,就要求调速器控制的齿杆也具有随转速升高而下降的变化规律。

通过该变化规律,使柴油机自动产生稳定的动力阻力平衡,使工作转速稳定,这个由调速器产生的控制作用,称作调速。
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烟雨庐山:  第21 [07-6-5 4:10:03]


简化调速器模型
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齿杆随转速升高而下降的变化规律,通过飞锤的离心力与弹簧的弹力相互作用和平衡而产生。

转速越高,离心力越大,图中弹簧的被压缩量也就越大,相应齿杆的行程就越小,这个规律可以用一条下降的斜线表示,后面有关章节将详细讲述。

调速器通常分为两极、全程、单极式等几种。
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烟雨庐山:  第22 [07-6-5 4:10:54]


两极式调速器
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“极”指工作转速范围的两端,即最低转速和最高转速。

两极式调速器用于汽车,为了保证怠速稳定而不熄火,同时保证在最高安全限速下工作,只需在最低和最高转速两端由调速器控制,即在工作转速范围两端设置调速斜线,而在中间转速范围,则由油门手柄控制供油量和输出动力的大小。

两极调速器的操纵手柄,通常与调速杠杆相连,称作油门手柄,它控制的是油泵供油量和发动机的加速度。
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烟雨庐山:  第23 [07-6-5 4:11:40]


全程式调速器
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全程式调速器用于工程机械,为了适应频繁的负荷变化,在整个工作转速范围内都可以进行调速控制,只要将操纵手柄置于不同角度,就在不同的转速区产生控制斜线,使柴油机维持在不同的转速范围内工作。

全程调速器的操纵手柄,通常与调速弹簧相连,称作速度手柄,它控制的是发动机的速度。
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烟雨庐山:  第24 [07-6-5 4:12:39]


闭环控制回路
==============

1.调速器通过操纵手柄接收司机的指令,并与发动机的转速比较,通过齿杆控制喷油泵的供油量;

2.喷油泵通过供油量的大小控制柴油机动力输出;

3.动力与阻力依平衡情况产生相应转速;

4.该转速通过油泵凸轮轴又回传给调速器。

由此构成的闭合控制回路能自身维持转速的稳定。
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烟雨庐山:  第25 [07-6-5 4:13:29]


控制参数传递
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闭环控制回路中,由调速器、喷油泵、柴油机三个主要控制环节组成,各环节之间所传递的参数分别是:齿杆行程、 供油量、转速。

供油量随齿杆行程的增大而增大,近似正比关系;供油量越大,柴油机动力越大,克服阻力的能力越强,转速越高;

而齿杆随转速变化的规律比较复杂,它与调速器结构以及调整有关,它决定着柴油机的动态控制性能,也是本书学习的中心内容。
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烟雨庐山:  第26 [07-6-5 4:14:28]


调速器黑箱
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在校泵调试过程中,调速器就好象一只黑箱,我们看不到它内部部件的工作情况,更谈不上测量。

但是转速和齿杆位置是可以测量的。

调速器输入的参数是转速,输出的参数是齿杆,我们将齿杆随转速变化的规律,称为齿杆行程规律,它能够真实反映调速器的综合性能指标,同时也能在调试过程中将部件的调整结果随时反映出来。

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烟雨庐山:  第27 [07-6-5 4:15:19]


齿杆行程的定义
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齿杆属喷油泵部件,齿杆行程表示齿杆在喷油泵中所处位置。A型泵齿杆的活动范围,受喷油泵背后的齿杆限位螺钉所限制,可活动的总范围大约为22毫米,称为齿杆总行程。

齿杆向调速器一侧拉到底的位置为最小齿杆行程,定义为齿杆的零位,而向油泵驱动端一侧推到底的位置为最大齿杆行程。

我们用当前齿杆相对于齿杆零位的距离来表示齿杆位置,即齿杆行程,简称齿程。
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烟雨庐山:  第28 [07-6-5 4:34:56]


什么是齿程曲线?
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齿程曲线是描绘在平面上的一组曲线,是描述油泵调速器性能的一种表述方法,也是校泵行业的一种语言。

齿程曲线反映的是齿杆行程随转速变化的规律,曲线上任何一点都可以从相应坐标中读出转速和齿杆行程值,经过学习我们能够从曲线的走势看出调速器对柴油机的控制性能。

齿程曲线是连接校泵调整和发动机匹配要求之间的纽带。

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校泵的:  第29 [07-6-5 15:21:30]
好:比曲线校泵这本书还容易理解。
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姚本仁:  第30 [07-6-12 8:56:40]
恩,不错,容易理解.
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BFC-1:  第34 [08-11-27 17:01:34]
校泵的师傅真逗,这本来就是〈曲线校泵〉的原稿。
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酷爱£濪娚縡:  第35 [08-12-5 22:14:54]
好 真的不错啊
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烟雨庐山:  第31 [07-8-4 16:33:12]
这一章很多内容是大家都知道的,但重点是理清几个思路:

燃烧三要素
动力阻力平衡(稳定平衡/非稳定平衡)
调速器的闭环控制回路

其它的都是基本概念了.
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夜猫3026107:  第32 [08-1-7 19:17:40]
有點不懂
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夜猫3026107:  第33 [08-1-7 19:33:33]
還是非常感謝
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子轩1125:  第36 [10-11-23 20:43:38]
太好了 很有启发
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DAEWOO-1:  第38 [11-7-19 22:03:38]
谢谢烟雨庐山师傅,作为我刚刚接触这个行业的一名学徒工,很有帮助!非常感谢您!
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有品位的流氓:  第37 [10-12-27 19:41:43]
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奔腾:  第39 [14-7-8 21:33:40]
这些都是最基本的东西不懂这些是修不好泵的。要想把泵校的好就得知道发动机在不同的工况下需要多少油量多大供油角度,这些可以通过齿条曲线和发动机负荷特性曲线看的很清楚。所以说校泵一定要懂发动机才能把泵校的更好。
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奔腾:  第40 [14-7-8 22:00:08]
这资料挺好的烟雨师傅是个有学问的师傅。更通俗的说也许更容易明白些。首先要知道发动机需要怎样的供油条件才能充分的发挥燃油效率并且满足环保条件。然后要知道油泵的作用是什么。简单的说油泵的作用就是把燃油以一定的压力按照一定的顺序定时定量的喷射到气缸内,使燃油在气缸内雾化并且充分燃烧。除了这些还有一个最关键的作用那就是调速器的作用。发动机需要的一切都是通过调速器实现的,校泵其实调试的是调速器而油量只是个和调速器相互匹配的数据,很多人都只重视油量而忽略了调速器这是完全错误的。比如说发动机动力差就认为一定是油量小然后加了好多油量结果还是不行。油量是根据齿条位置定的,齿条位置是根据飞铁定状态的。齿条反映了飞铁的状态。油量最终是和飞铁的状态相互匹配的。油量.齿条位置是要满足高压泵的特性曲线的。高压泵最后是要让发动机达到符合特性曲线的。
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