【正文】 用飛錘旋　轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力與調(diào)速器彈簧回位力之間的平衡的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)　速過(guò)程的，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，飛錘的轉(zhuǎn)動(dòng)即轉(zhuǎn)變?yōu)榛准捌湎噙B接的噴　油泵齒桿的移動(dòng)，以達(dá)到調(diào)節(jié)噴油泵循環(huán)供油量的目的。由于飛錘　旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力是反映轉(zhuǎn)速的最直接信號(hào)，再加上這種機(jī)械式調(diào)速器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，工作也十分可靠，且已積累了長(zhǎng)期的使用與維　修經(jīng)驗(yàn)，目前仍在柴油機(jī)特別是中小功率柴油機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用?！∮捎陲w錘所產(chǎn)生的調(diào)節(jié)力在低速時(shí)較小，故這種調(diào)速器只適用于高　速的中小功率柴油機(jī)，對(duì)大型柴油機(jī)，由于油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)磨擦阻力較大，加之柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不高，若再采用純機(jī)械式飛錘，勢(shì)必要增加飛錘　與調(diào)速質(zhì)量與尺寸，使調(diào)速器的結(jié)構(gòu)十分笨重而導(dǎo)致靈敏度降低。為此，在大型柴油機(jī)上就需要采用其他的調(diào)速器來(lái)?yè)?dān)當(dāng)此任，液壓式調(diào)速器即可勝任之。　早在二十世紀(jì)60年代，美國(guó)WOODWARD公司推出了2301/EG3P型電一液調(diào)速器，它由轉(zhuǎn)速傳感器，電子控制器和電液執(zhí)行器　組成，這就是最早的電一液式調(diào)速器（如圖2所示）。目前廣為應(yīng)用　的液壓式調(diào)速器，實(shí)際上都是液壓與機(jī)械結(jié)構(gòu)或液壓與電子控制結(jié)　合的調(diào)速器。在大型柴油機(jī)上大多采用這種間接作用式液壓調(diào)速　器，即機(jī)械與液壓相結(jié)合的組合式調(diào)速器。其中，轉(zhuǎn)速感應(yīng)元件仍采　用離心式飛錘，其功能只是將轉(zhuǎn)速變化的信息轉(zhuǎn)換為控制液壓機(jī)構(gòu)　滑閥的運(yùn)動(dòng)，而調(diào)節(jié)力的放大、連接噴油泵齒桿的助力活塞的運(yùn)動(dòng)、　齒桿運(yùn)動(dòng)信號(hào)或轉(zhuǎn)速的反饋以及其他許多附加功能，均由液壓系統(tǒng)　來(lái)完成。液壓調(diào)速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、調(diào)節(jié)精度高(能實(shí)現(xiàn)　恒速調(diào)速)等許多優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于大型(船舶、機(jī)車與電站等用途的）柴油機(jī)上，但液壓調(diào)速器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求與成本　均較高，因而在中小功率柴油機(jī)上未得到推廣應(yīng)用?！‰S著柴油機(jī)技術(shù)，特別是電控技術(shù)的發(fā)展，對(duì)柴油機(jī)的調(diào)速技術(shù)也有了新的要求。結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、調(diào)節(jié)精度高、性能可靠、制造　精度要求高和成本較低的電子調(diào)速器就應(yīng)運(yùn)而生了。　在電子調(diào)速器中，不采用離心飛錘來(lái)作為轉(zhuǎn)速感應(yīng)元件，而是用　各種電測(cè)方法來(lái)確定轉(zhuǎn)速的大小，而且轉(zhuǎn)速的測(cè)量、設(shè)定、比較與調(diào)　節(jié)均采用電子控制，因此整個(gè)系統(tǒng)具有很高的響應(yīng)速度與調(diào)節(jié)精度，也易于準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)恒速調(diào)速，能夠滿足柴油發(fā)電機(jī)組的無(wú)差并聯(lián)運(yùn)行的要求，因此是一種有發(fā)展前途的調(diào)速器。目前，無(wú)論是在中小功　率柴油，還是在大型柴油機(jī)上均已有正式產(chǎn)品。此領(lǐng)域中較有成效　的代表產(chǎn)品有德國(guó)MTU公司的R082型電子調(diào)速器、美國(guó)WOODWARD公司的PROACT系列電子調(diào)速器、日本NABCO公司的MG8O型電子調(diào)速器，有代表性的公司還有德國(guó)海茵茨曼(Heizmann)、日本　小松等。國(guó)內(nèi)外電子調(diào)速器的基本系統(tǒng)大體相同。圖3即為海茵茨　曼一成都Ｅ型模擬式電子調(diào)速器的基本系統(tǒng)框圖4?！‖F(xiàn)階段研究的電子調(diào)速器多采用位移控制方式，它的特點(diǎn)是在原來(lái)機(jī)械控制循環(huán)油量和噴油正時(shí)的基礎(chǔ)上，用線位移或角位移的電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或電磁一液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)控制循環(huán)供油量(噴油泵齒桿位移)，還可以用改變柱塞預(yù)行程的辦法，改變噴油正時(shí)和供油速率，從而滿足高壓噴射中高速大負(fù)荷和低怠速工況對(duì)噴油過(guò)程的不同要求。　電子調(diào)速器一般由四部分組成：控制器、執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器和轉(zhuǎn)速傳　感器（如圖4所示）。電子調(diào)速器工作原理如下：轉(zhuǎn)速　傳感器一般采用脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器，無(wú)接觸地從飛輪中測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，輸出脈沖信號(hào)，其頻率與轉(zhuǎn)速成比例，并把它送給控制器?？亍≈破鲗?duì)所獲取的脈沖信號(hào)進(jìn)行頻率／電壓轉(zhuǎn)換，使之成為相應(yīng)的電壓信號(hào)，然后將模擬電壓量變成數(shù)字信號(hào)。在控制器內(nèi)將獲取的轉(zhuǎn)速　信號(hào)同設(shè)定轉(zhuǎn)速值進(jìn)行比較，并以比較結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行PID計(jì)算，并向執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出控制信號(hào)。隨著科技的發(fā)展，控制器除采用PID控制外，模糊控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等也逐漸被采用并不斷趨向成熟。　執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般采用運(yùn)算放大電路或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，將控制器送來(lái)的控制信號(hào)進(jìn)行放大或者轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器相應(yīng)地調(diào)節(jié)　柴油機(jī)的供油量。從而達(dá)到對(duì)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。機(jī)械式調(diào)速器以飛錘旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力驅(qū)動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)　節(jié)、穩(wěn)定柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速，如果柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不夠高，飛錘就不能產(chǎn)生足　夠的離心力來(lái)驅(qū)動(dòng)調(diào)速機(jī)構(gòu)。這是機(jī)械式調(diào)速器的一個(gè)缺點(diǎn)。液壓式調(diào)速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作精度和制作成本均較高，因而不能廣泛應(yīng)用　于中小功率的柴油機(jī)上?！?br /> 能源短缺、環(huán)保問(wèn)題、微電子技術(shù)和控制理論的發(fā)展及對(duì)自動(dòng)化　水平要求的提高，推動(dòng)了柴油機(jī)電控技術(shù)，特別是以微機(jī)為核心的數(shù)字式電子控制技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)代控制理論、自適應(yīng)控制、自學(xué)習(xí)系統(tǒng)等的進(jìn)展使電子調(diào)速器的研究具備了更完善的理論基礎(chǔ)。與機(jī)　械式、液壓式調(diào)速器相比，電子調(diào)速器具有調(diào)節(jié)精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易　實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，是今后涮速器的主要發(fā)展方向?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)要求的日益提高，使得機(jī)械式調(diào)速器和液壓式調(diào)速器必將　被電子式調(diào)速器所替代。由噴油泵的工作原理可知，噴油泵的每循環(huán)供油量q可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞來(lái)調(diào)節(jié)，即主要取決于油量調(diào)節(jié)齒桿的位置。但是盡管油量調(diào)節(jié)齒桿的位置不變，噴油泵的循環(huán)供油量q隨著轉(zhuǎn)速的升高而增加。本課題主要研究工程機(jī)械柴油機(jī)燃油系供油特性曲線的形成，并進(jìn)一步研究特性曲線對(duì)柴油機(jī)工況的影響，特性曲線的可靠性分析等。具體可分為以下幾條：（1）供油特性曲線的認(rèn)識(shí)。（2）燃油系調(diào)試工藝對(duì)曲線的影響。（3）供油特性曲線的研究及改進(jìn)。（4）供油特性曲線對(duì)柴油機(jī)工況的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和對(duì)特性曲線的研究，找出最常用的轉(zhuǎn)速范圍，調(diào)節(jié)調(diào)速、負(fù)荷螺釘，改變曲線斜率，從而達(dá)到在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，保持原有動(dòng)力的基礎(chǔ)上節(jié)省油耗，降低燃油成本，并改善尾氣排放的污染度。第2章 工程機(jī)械柴油機(jī)燃油系供油特性曲線的概述 供油特性曲線噴油泵在規(guī)定的供油齒桿位置、規(guī)定轉(zhuǎn)速下的供油量，即噴油泵供油的特性，以及各缸供油量的均勻性。而通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)速器的調(diào)速螺釘和負(fù)荷螺釘來(lái)改變規(guī)定轉(zhuǎn)速時(shí)齒桿位置，也就等于改變了供油量，并將其繪制成非線性關(guān)系的曲線及供油特性曲線。 供油特性曲線的認(rèn)識(shí)由柱塞式噴油泵的工作原理可知，噴油泵的每循環(huán)供油量q可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞來(lái)調(diào)節(jié)，即主要取決于優(yōu)良調(diào)節(jié)齒桿的位置。但是，實(shí)際的每循環(huán)供油量還受到柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的影響。從理論上講，當(dāng)柱塞上端面關(guān)閉柱塞套的進(jìn)回油孔時(shí)才開(kāi)始泵油，而實(shí)際上當(dāng)柱塞上端面還未完全關(guān)閉進(jìn)油孔時(shí)，由于節(jié)流作用，壓油室內(nèi)的柴油壓力就開(kāi)始升高，致使出油閥提早開(kāi)啟。同理，當(dāng)供油終了而柱塞的斜槽邊緣開(kāi)啟回油孔通道還不足夠大時(shí)，由于節(jié)流作用，壓油室內(nèi)的高壓柴油不能立即流回到低壓油道中去，仍維持較高的壓力，致使出油閥延遲關(guān)閉。出油閥的早開(kāi)和遲閉使柱塞的實(shí)際供油行程大于它的理論供油行程，并且隨著轉(zhuǎn)速的升高，這中節(jié)流作用越大，使柱塞的實(shí)際供油行程超出它的理論供油行程也很多。因此，盡管油量調(diào)節(jié)齒桿的位置不變，但噴油泵的循環(huán)供油量q隨著轉(zhuǎn)速的升高而增加，這就是柱塞式噴油泵的速度特性。研究柴油機(jī)噴油泵的油量調(diào)節(jié)桿的位移、噴油泵的轉(zhuǎn)速和平均供油量各參數(shù)的關(guān)系。在試驗(yàn)中，逐步由低向高調(diào)節(jié)噴油泵的轉(zhuǎn)速，測(cè)量并記錄相應(yīng)的轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)桿的位移和平均供油量，直到最高停油轉(zhuǎn)速為止。將測(cè)量記錄下來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整合，最后畫出柴油機(jī)燃油系供油特性曲線。 供油特性曲線對(duì)柴油機(jī)性能的影響每個(gè)噴油泵配備固定的調(diào)速器都對(duì)應(yīng)一條特性曲線，特性曲線的行程過(guò)程是不斷的進(jìn)行調(diào)試，使循環(huán)供油量適應(yīng)柴油機(jī)在不同外負(fù)荷的情況下都能正常工作的要求。而柴油機(jī)噴油泵轉(zhuǎn)速再一定數(shù)值時(shí)對(duì)應(yīng)的調(diào)速器調(diào)節(jié)齒條的位置可能是一個(gè)區(qū)間，這樣我們就要通過(guò)對(duì)調(diào)速器結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和調(diào)整，來(lái)確定最小的齒條行程來(lái)滿足相同的泵的轉(zhuǎn)速，這樣也是以最低油耗實(shí)現(xiàn)正常工作的。柴油機(jī)供油特性曲線不僅體現(xiàn)噴油泵轉(zhuǎn)速和調(diào)節(jié)齒條位置之間的關(guān)系，還對(duì)柴油機(jī)工況及動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放清潔度等方面有很重要的影響。所以，研究柴油機(jī)供油特性曲線是當(dāng)今提高柴油機(jī)技術(shù)行業(yè)不可或缺的方面。第3章 燃油系噴油泵調(diào)試工藝對(duì)繪制供油特性曲線的影響車用柴油機(jī)在任何工況下工作的性能，都有轉(zhuǎn)速和功率的要求。這些要求是通過(guò)燃油供給系統(tǒng)在相應(yīng)的轉(zhuǎn)速下提供合適的供油量來(lái)保證的。柴油機(jī)在不同工況下所需的供油量不同，為此在調(diào)試過(guò)程中，噴油系統(tǒng)的“油泵油嘴”所有參數(shù)的調(diào)試不當(dāng)，都容易引起其它性能的變化和連鎖反應(yīng)，而且噴油泵中的柱塞偶件與出油閥偶件，噴油器中的噴油嘴偶件等進(jìn)度要求極高，經(jīng)一段時(shí)間的使用，因磨損和損壞都會(huì)影響整機(jī)性能。燃油系供給系中的噴油泵調(diào)速器總成在試驗(yàn)調(diào)整時(shí)，其測(cè)試和調(diào)整后的供油量及均勻度的準(zhǔn)確性，往往受到諸多因素的影響，其中調(diào)試條件是影響調(diào)整結(jié)果的重要因素。因?yàn)?