改善柴油机转矩储备系数措施分析.doc

新疆农业大学机械交通学院 课程论文 题 目 改善柴油机转矩储备系数的措施分析 学 院 机械交通学院 专 业 机制 班级 094 姓 名 王昊 学号 093731424 指导教师 孙颖 职称 教授 2012年 6月 20日 改善柴油机转矩储备系数的措施分析 王昊 摘要：以柴油机为研究对象，分析影响转矩储备系数的影响因素，通过理论论证和性能匹配分析，确定能够提高转矩储备系数的方式方法在保证发动机原有可靠性的前提下，提出可行性较高的技术措施。后通过试验进行验证，柴油发动机的转矩储备系数得到有效的提高，从而提高了发动机的适应性。 关键字：转矩储备系数；实验验证 心得体会： 通过对本课程的了解学习，我掌握了发动机的结构，工作方式原理，燃烧特性，吸换气过程的特性，加强了我对发动机的了解。而这次论文对柴油发动机储备系数的改善让我对低转速下发动机的工况特性有了更深刻的理解和体会，尤其是农业机械在恶劣的工作环境下对发动机转矩储备系数要求更高，为我们解决以后可能在工作中出现的相关问题 打好了基础。 意义： 作为一名工科类机械设计制造以及自动化的学生，汽车拖拉机发动机这门课对我们还是很重要的，加强对汽车发动机的了解不仅为我们以后生活中买车时提供了更好的技术支持更为以后我们以后工作中可能遇到设计中遇到动力选取问题打好了基础。 前言： 汽车拖拉机经常遇到像爬坡这样阻力增大的情况，为减少换挡次数就要求发动机的扭矩随转速的降低而增加，如汽车上坡时油量最大，仍感扭矩不足时，便要降速，从而需要发动机随车速的降低而增加扭矩的输出以克服爬坡阻力。定义：发动机的外特性曲线上最大扭矩Memax相对于标定功率下的扭矩Me的百分比为发动机转矩储备系数，来反映发动机的之一速度特性。扭矩储备系数越大，随转速降低，扭矩增大越快，发动机克服短期超负荷的能力越强，能适应阻力波动较大的工作情况，使行驶中换档的次数可以减少。拖拉机的工作环境复杂恶劣，更易引起短期超负荷的情况，因此要求发动机扭矩的适应性更强。 1 提高扭矩储备系数制约因素 柴油机沿外特性工作时,功率的限制因素除冒烟外,还有排气温度、涡轮转速及气缸内最高燃烧压力通过整机试验,绘制柴油机等排温、等最高燃烧压力曲线,如图1-1,以此推断出提高扭矩系数后机械负荷和热负荷的增长幅度。对柴油机提高扭矩的影响因素进行定量分析 。从而合理的提出改善制约因素的方法。 图1-1 柴油机等排温线 图1-2 柴油机最高燃烧压力曲线 图1-3 改善扭矩特性技术措施分析 由计算结果看出,随着柴油机扭矩储备系数提高排温增加,最高燃烧压力增加,由柴油机等排温、等最高燃烧压力线推算得出的数值基本接近。可以看出随着循环油量的增加,柴油机机械负荷的增加幅度)远大于热负荷的增加幅度，排气温度离限制值尚有一定余量,。这里提出两种思路来改善储备系数：相应的降低机械负荷便可安全有效的提升柴油机的压缩比和改善柴油机动力性。 2 降低机械负荷的技术途径分析 2.1 适当降低柴油机的压缩比 从柴油机工作过程考虑,提高压缩比可以提高工质的温度,扩大循环的温度阶梯,增大膨胀比,提高发动机的热效率。然而,从机械强度方面考虑,增大压缩比会使最高燃烧压力显著上升。计算表明:压缩比每增加1,最高燃烧压力就会增加1.2MPa左右。可见,适当降低压缩比对缓解机械负荷有显著作用,但会影响经济性及起动性能。 2.2 适当减小供油提前角 在排气温度不算高,距设计指标还有一定裕度的条件下,适当减小供油提前角,既不使热负荷过分严重,又缓解了柴油机的机械负荷。 3 改善柴油机动力性 通过调研、论证分析寻求比较简单实用技术上容易实现且成本低的改进方案，由于柱塞喷油泵性能对柴油机动力笥、经济性和排放性有非常重大的影响，因此确定通过研究喷油泵找到新的措施:完善燃油射规律然而出油阀是喷油泵中最重要的零件之一它对喷油过程的影响极大,为此我们确定对出油阀的结构参数进行改进,用来提高柴油机扭矩。进过分析最后得出对喷油泵出油阀削扁密封锥面、削扁减压环带进行改进成本低易实现，进行大量的试验_ 最后选择了削扁密封锥面和削扁减压环带相结合的改进方案_ 并对这种改进后的出油阀进行了喷油泵试验和配机试验试验内容如下。 3.1 使用原阀和改进阀的性能对比 柴油机的外特性