柴油机燃料供给与调节综述
摘要：柴油机因其独有的优越性，在我国国民经济各领域应用广泛。燃油喷射系统作为柴油机的核心部件，直接影响和决定了柴油机技术水平和换代升级，被誉为柴油机的心脏。本文重点介绍柴油机燃料供给与调节系统的主要结构及工作原理，还介绍了柴油机燃料供给与调节系统的电子控制。
关键词：柴油机、燃料供给与调节、电控
1 柴油机燃料供给与调节系统概述
柴油机相比于蒸汽机热效率高，经济性好，机动性好，因而对传播有很大的适应性，自问世以后就很快被作为船舶的推进动力。起初，柴油机用空气喷射燃料，燃料的雾化质量无法的得到保证，并且附属装置庞大笨重，只能用于固定作业。上世纪初，开始用于船舶。
1905年，制成第一台二冲程船用柴油机。 1922年，德国工程师Robert Bosh 发明了许波泵，使柴油机的用途扩大到汽车、拖拉机等移动机械，许波泵的成功对提高和改善柴油机的性能及各项指标起到了决定性的作用。 20世纪中期增压及增压中冷技术的研发成功，使柴油机性能获得新的飞跃。 20世纪70年代开始，电子技术引入柴油机控制系统，又是柴油机的一次重大技术革命，把柴油机的性能指标提高到一个新的水平。
柴油机是在气缸内部形成混合气，即在活塞接近上止点时，燃料供给与调节系统将燃料以高压、在极短的时间内喷入气缸，实现燃油与空气的混合和燃烧。因此，对燃料供给与调节系统，无论是在制造与调整精度，还是在与整机的参数匹配方面均有十分严格的要求，为了保证压燃式内燃机在动力性、经济性、排放与噪声等方面达到优良的性能，对其燃料供给与调节系统提出的要求有：（1）能产生足够高的喷油压力，确保雾化、混合气形成和燃烧；
（2）对每一个内燃机运转工况，精确控制每循环喷入气缸的燃油量，且喷油量能随工况变化而自动变化。在工况不变时，各循环之间的喷油且应当一致。对多缸内燃机而言，各缸的喷油量应当相等；
（3）在内燃机所运转的工况范围内，尽可能保持最佳的喷油时刻、喷油持续时间与喷油规律，以保证良好的燃烧并取得优良的综合性能；
（4）保证柴油机安全可靠的工作，防止飞车现象发生。
2 柴油机的燃料、混合气形成与燃烧
2.1 柴油
柴油的使用性能指标有发火性、蒸发性、粘度、凝点。发火性指柴油的自燃能力，16烷值越高，发火性越好。蒸发性指柴油的汽化能力，其指标由柴油的蒸馏实验来确定。粘度决定柴油的流动性；粘度越小，流动性越好。凝点指柴油冷却到开始失去流动性的温度。
柴油按其所含重馏分的多少分为重柴油和轻柴油。柴油的牌号是根据凝点编定的，有0号、0号、-10号、-20号等。
2.2 混合气形成与燃烧
可燃混合气的形成分空间雾化混合、油膜蒸发混合。特点是：（1）燃料的混合和燃烧是在气缸内进行的。（2）混合与燃烧的时间很短0.0017～0.004秒。（3）柴油粘度大不易挥发，必须以雾状喷入。（4）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时，连续重叠进行的，即边喷射，边混合，边燃烧。
柴油机燃油的燃烧过程是从燃油喷入气缸开始，至膨胀冲程的某个时刻结束。也就是在这个过程中将燃油的化学能转化为热能，从而转化为输出的机械能。
柴油机的燃烧过程是直接决定着柴油机的各项工作性能的过程，而对柴油机喷油设备的改进使燃油的物化质量的得到改善与燃烧过程有着很大的关系。
人们通常以放热规律来研究柴油机燃烧过程，通过对放热规律的分析，可以了解气缸压力升高率、最高燃烧压力等的变化规律，进而分析柴油机的稳定性，热效率、排放及燃烧噪声等性能，可燃混合气的形成与燃烧大体分四个时期：（1）备燃期：从喷油开始到开始着火燃烧为止：
（2）速燃期：从燃烧开始到气缸内出现最大压力时为止；
（3）缓燃期：从气缸内出现最大压力到出现最高温度为止；
（4）后燃期：是缓燃期以后的燃烧。
对混合气形成的要求有：
①必须要有足够的空气量和适当的柴油量；
②喷油时刻要准确，混合气形成的规律应合适；
③喷油质量应与燃烧室形状相适应，形成均匀的混合气；
④气流的搅动，燃料的性能。
3 柴油机燃油系统的主要部件与工作原理
柴油机燃油系统主要包括喷油泵、喷油器、调速器和提前器四种主要部件，下面介绍其结构与工作原理。
3.1 喷油泵的结构与工作原理
喷油泵的主要功用就是提高柴油的压力并能满足要求：
（1）各缸的供油次序符合发动机各缸的工作顺序；
（2）按照一定的供油规律，定时供油和迅速停供，各缸的供油提前角和供油延续时间相等；
（3）能根据柴油机负荷的大小，与调速器配合供给所需的柴油量，且各缸的供应量均匀。
喷油泵的结构类型较多，现柴油机上常用的有柱塞式喷油泵、喷油泵－喷油器和转子分配式喷油泵等三类。
3.1.1 柱塞式喷油泵
1、柱塞式喷油泵由泵体，分泵，油量调节机构，传动机构组成。
泵体分为上体和下体两部分，由铝合金或灰铸铁铸成。分泵、油量调节机构及传动部分都装在泵体上。上体上有纵向油道，即低压油腔。在下体内加入柴油机机油，保证传动机构的润滑
2、安装位置
喷油泵安装在发动机机体一侧，由柴油机曲轴通过齿轮驱动，齿轮轴和喷油泵的凸轮轴用联轴节连接，调速器装在喷油泵的后端。
3、组成
（1）分泵
分泵是带有一副柱塞偶件的泵油机构，其数量与发动机的气缸数相等。
分泵由柱塞偶件和柱塞弹簧、弹簧下座出油阀偶件、出油阀弹簧、减容器、出油阀压紧座等主要零件组成。
（2）出油阀偶件
出油阀偶件位于柱塞套的上面，出油阀座与柱塞套的接触平面为密封面。拧入出油阀压紧座，通过高压密封垫圈将出油阀座与柱塞套压紧，同时使出油阀弹簧把出油阀压紧在出油阀座上。
出油阀的圆锥面是密封面，阀的尾部同阀座内孔作滑动配合，为出油阀的运动导向。供油时油流通过阀尾的切槽顶开出油阀。出油阀中部的圆柱面称为减压环带，其作用是在喷油泵供油停止后，迅速降低高压油管中的油压，使喷油器立即停止喷油。
（3）油量调节机构
油量调节机构的作用是根据发动机工况要求相应改变喷油泵的供油量，并保证各缸的供油量一致。其工作原理是：通过转动柱塞，改变其与柱塞套的相对角位置，从而改变柱塞的有效行程来改变喷油泵的供油量。
油量调节机构工作原理：
在柱塞的下端压装着调节臂，其端头插入固定在供油拉杆上的调节叉的凹槽内。调节叉数与喷油泵的分泵数相同。供油拉杆装在泵体的导向套管中，其轴向位置受驾驶员或调速器的控制。移动供油拉杆，柱塞就相对柱塞套转动，从而调节供油量。移动供油拉杆时，各分泵柱塞旋转角度相同，因此各缸供油量的变化相同。各缸供油量均匀性的调整，可通过改变调节叉在供油拉杆上的位置来实现。
（4）传动机构
传动机构由凸轮轴和滚轮传动部件组成。凸轮轴的两端支承在圆锥滚子轴承上，前端装有联轴节，后端装有调速器。
传动机构的工作原理：当柱塞自下死点上移→到柱塞上部的圆柱面→两个油孔和完全封闭→柱塞继续上升→柱塞上部泵腔的燃油压力立即增高→克服出油阀弹簧的弹力→出油阀开始上升。
柱塞继续上移到图所示位置→斜槽同油孔接通→泵腔内的燃油→流向低压油腔→泵腔内油压剧降→出油阀立即回位→喷油泵供油停止→柱塞继续上行至上死点但不再泵油。
3.1.2 分配式喷油泵
分配式喷泵按其结构不同，分为径向压缩式和轴向压缩式两种。
VE分配泵的结构：滑片式输油泵，高压泵，驱动机构，断油电磁阀。
（1）、滑片式输油泵：由转子、滑片、偏心环、调压阀等组成。滑片输油泵出油口处有调压阀其作用是控制出油口的油压随泵的转速增加而增大。
（2）、高压泵：采用单柱塞式，功用是实现进油，压油，配油。
（3)、驱动机构
（4）、VE分配泵的泵油原理：进油过程、泵油过程、停止供油过程、柴油机停车。
3.2 喷油器的结构与工作原理
喷油器的功用是把柴油雾化成细小的颗粒，并分布到燃烧室中。对喷油器的要求是：
①应具有一定的喷射压力和射程，以及合适的喷注锥角。
②在规定的停止喷油时刻应立即切断燃油的供给，不发生滴油现象。
常见的喷油器有孔式和轴针式两种型式。
3.2.1 孔式喷油器
孔式喷油器主要用于具有直接喷射燃烧室的柴油机。
孔式喷油器工作原理：
装在喷油器体上部的调压弹簧通过顶杆使针阀紧压在针阀体的密封锥面上，将喷孔关闭。由喷油泵输出的高压柴油从进油管接头经过喷油器体与针阀体中的孔道进入针阀中部周围的环状空间。油压作用在针阀的承压锥面上，造成一个向上的轴向推力，当此推力克服了调压弹簧的预紧力以及针阀与针阀体间的摩擦力后，针阀即上移而打开喷孔，高压柴油便从针阀体下端的两个喷油孔喷出。当喷油泵停止供油时，由于油压迅速下降，
针阀在调压弹簧作用下及时回位，将喷孔关闭。喷射开始时的喷油压力取决于调压弹簧的预紧力，其预紧力用调压螺钉调节。
在喷油器工作期间，有少量柴油渗入针阀体与针阀之间的间隙。这部分柴油对针阀起润滑作用，并沿顶杆周围的空隙上升，通过回油管螺栓上的孔进入回油管，流回柴油箱。
3.2.2 轴针式喷油器
轴针式喷油器的工作原理与孔式的相同。在构造上与孔式不同之处是：轴针式喷油器的针阀下端的密封锥面以下还延伸出一个轴针，其形状呈倒锥形或圆柱形。轴针伸出喷孔外，使喷孔呈圆环状的狭缝。喷油时喷注呈空心的锥状或柱形。
常见的轴针式喷油器只有一个喷孔。由于喷孔直径较大，孔内有轴针上下运动，喷孔不易积炭，而且还能自行清除积炭。
3.3 调速器结构及其工作原理
汽车用柴油发动机的调速器按其功能可分为：两速调速器(只控制发动机的怠速和最高转速)、全速调速器(可控制发动机在怠速至最高转速之间的任一给定转速下稳定运转)和综合调速器(兼具两速和全速调速器的功能)。调速器按其转速传感方式可分为：气动式调速器(利用膜片感知进气管真空度的变化，自动调节供油量实现调速)、机械离心式调速器(利用喷油泵凸轮轴的旋转，使飞块产生离心力，实现调速作用)和复合式调速器（同时采用气动作用和离心作用进行调速）。
3.3.1 两速调速器
两速式调速器的作用是保证起动加浓，稳定怠速，正常工作时的油量调节和限制超速。
两速调速器工作原理：
当曲轴转速超过发动机的怠速转速时，飞块离心力的轴向分力大于低速弹簧
的预紧力，滑动轴右移并通过调速杠杆使供油拉杆右移(减油)，发动机减速，直至转速降至怠速转速(400～500r／min)，顶块的球头碰到滑套时为止。
若转速低于怠速转速，则飞块离心力下降，低速弹簧通过顶块将滑动轴、调速杠杆和供油拉杆等向左推(加油)，使转速上升至怠速范围，从而保证发动机稳定的怠速工况。
当发动机在大于怠速转速、小于规定的最高转速之间工作时，由于飞块离心力的轴向分力小于高、低速弹簧的合力，所以滑动轴的位置将保持不变(使顶块的球失右侧压在滑套的左端)，即调速器不起调速作用。在这段转速范围内，发动机转速的调节是由驾驶员通过油门踏板、操纵臂等杆件控制供油量的增减来实现的。
当发动机超过规定的最高转速时，飞块的离心力大于高、低速弹簧的合力而使滑动轴推动顶块、滑套右移，并带动供油拉杆右移减油，从而限制了发动机的最高转速。
如使发动机熄火，将停车手柄扳到停止供油位置即可。
3.3.2 全速式调速器
（1）RSV型全速调速器的构造
喷油泵凸轮轴的后部固定有驱动锥盘，其末端松套着推力锥盘。飞球保持架为一圆盘，从中心孔向外开有均布的六条径向直切口。由六个块状的飞球座和个飞球所组成的飞球组件分别嵌装在这六个直切口中，可以沿直切口作径向滑动。驱动锥盘的内锥面上有六个均布的锥形凹坑。六个飞球组件的左端嵌入此凹坑中，右端则顶靠在推力锥盘的内锥面上。
调节螺柱上装有四个弹簧：校正弹簧、起动弹簧、低速弹簧和高速弹簧(统称调速弹簧)。起动弹簧和低速弹簧的后端都支承在可沿轴向滑动的弹簧座上。起动弹簧的前座支承在径向推力球轴承上，高、低速弹簧的前座支承于起动弹簧前座的内圆面上。高速弹簧呈自由状态，端头留有一定间隙。校正弹簧座可轴向移动。
（2）RSV调速器的调速过程
1、起动加浓
起动前，起动弹簧的预拉力通过浮动核杠杆，导动杠杆和调速套筒，使飞块处于向心极限位置。起动时，驾驶员将加速踏板踩到底，使操纵杆接触高速限位螺钉而置于起动加浓位置，浮动杠杆把供油调节齿杆向左推至起动供油位置，使柴油机顺利起动。
2、怠速工况
柴油机起动后，驾驶员松开加速踏板，操纵杆转至怠速位置。此时，调速弹簧处于放松状态。飞块的离心力通过调速套筒推动导动杠杆向右偏转，并带动浮动杠杆以下端为支点顺时针方向摆动，克服起动弹簧的弹力，将供油调节齿杆拉到怠速位置。
3、额定工况
驾驶员将加速踏板踩到底，使操纵杆处于极限位置。此时调速弹簧处于最大拉伸状态，拉力最大。张紧的调速弹簧将拉力杠杆拉靠在全负荷供油量限位螺钉上，并通过调速套筒，导动杠杆和浮动杠杆将供油调节齿杆推至全负荷供油位置。
4、一般工况
5、转矩校正工况
6、停油工况
3.4 提前器结构和工作原理
供油提前角自动调节器由主动部分、从动部分和离心件(飞块)三部分组成。
主动部分：主动盘（即联轴器的从动凸缘盘）的腹板上压装着两个销轴，销轴上各套装有飞块和弹簧座片，飞块的另一端压有销钉，在销钉上松套着滚轮内座圈和滚轮。
从动部分：从动盘臂松套在主动盘的内孔中，其外圆面与主动盘的内圆面滑动配合，以保证主动盘与从动盘的同心度。从动盘的毂用半圆键与喷油泵凸轮轴连接，臂的一侧做成平面和固定在销轴上的弹簧座片之间装有弹簧，臂的另一侧做成弧形面，滚轮紧压在弧形面上。
离心件：飞块安装在主动部分，通过滚轮和从动部分靠接，利用弹簧的预紧力迫使飞块收拢于原始位置，以保证静止或怠速时初始的供油提前角不变。
提前器的工作原理：
发动机工作时，主动盘连同飞块受联轴器的驱动而沿上箭头方向旋转→两个飞块在离心力的作用下绕安装在主动盘上的销轴转动→通过滚轮、从动盘臂迫使凸轮轴沿箭头方向相对于主动盘转动一个角度△θ→弹簧的张力与飞块的离心力平衡→主动盘与从动盘臂同步旋转。此时，供油提前角等于初始角加上△θ。△θ随转速的升高而增大，直到最大转速时为止。
4 燃料供给与调节系统低压油路的主要部件
在柴油机燃料供给系低压油路部分上安装的燃油箱、柴油滤清器及输油泵，统称为柴油机燃油供给系的辅助装置。它们对柴油机燃料供给系的正常工作发挥着重要作用。
4.1 油箱
燃油箱的功用是用来为柴油机贮存燃油。为了保证柴油机足够长的持续工作时间，燃油箱应具有一定的贮油容积。对于拖拉机，其油箱容量应能保证持续工作10h以上。对于汽车，其油箱容量应能保证行驶200～600km。
燃油箱一般是用薄钢板冲压焊接而成，其结构基本相同，其数量和安装位置根据整体布置而定。目前，较多采用单油箱或双油箱。除了贮油之外，燃油箱还应能使燃油中的水分和杂质得到初步过虑沉淀。为此，在加油口处，常设有过滤网，使加入的燃油能得到初步过滤。在油箱底部设有放油螺塞，用以定期排除油箱里沉积的水和污物。
油箱盖应既能防止燃油渗出，又能防止因油面下降导致油箱内形成一定真空度而影响正常供油，故在油箱盖上开有通气小孔。对于较大的油箱，为了提高油箱的刚度和避免燃油振荡，在其内部设有隔板。为了指示油箱中的燃油存量，常设有油箱油尺或在油箱外部装透明塑料管直接观察。汽车燃油箱中装有油面高度传感器，其显示表头装在驾驶室仪表上。
4.2 滤清器
柴油在运输和贮存的过程中，不可避免地会混入水分和尘土，并随着贮存时
间的延长，实际胶质会增加。每吨柴油的机械杂质含量可能多达100～250g,其粒度范围为5～50μm。柴油中的硬质粒子会加剧供油系统精密偶件的磨损，水分会引起零件的锈蚀，胶质可能导致精密偶件的卡死或使小孔堵塞。
因此，为了保证喷油泵和喷油器的工作可靠并延长其使用寿命，在柴油机燃油供给系中，还必须设置燃油滤清装置，以清除燃油中的机械杂质和水分。拖拉机汽车上的燃油滤清装置主要有沉淀杯和燃油滤清器两种。有的柴油机上只用单级过滤器，有的柴油机上采用粗、细两级滤清器。
滤清器对机械杂质和水的过滤主要依赖其滤芯微孔的阻拦作用。根据制作材料的不同，有金属缝隙滤芯、棉纱滤芯、多孔陶瓷滤芯和微孔纸芯滤芯。由于滤纸经过酚醛树脂的处理，纸质滤芯具有优良的抗水性能。并且纸质滤芯具有流量大、阻力小、滤清效率高、使用寿命长、重量轻、成本低等优点，因此被广泛应用在汽车和拖拉机上。
4.3 输油泵
输油泵的作用是保证柴油在低压油路内循环，并供应足够数量及一定压力的燃油给喷油泵，其输油量应为全负荷最大喷油量的3-4倍。输油泵分为齿轮式输油泵，膜片式输油泵，柱塞式输油泵，管道式输油泵等。
5 柴油机燃料供给与调节系统的电子控制
为了实现各个工况喷油的合理与精确，实现对柴油机节能、排放与噪声的严格规定，必须对柴油机及其燃料与调节系统实行电子控制。
传感器包括燃油温度、冷却水温度、进气温度、进气压力齿条位置、油门踏板位置、柴油机转速、车速、喷油时刻等，电子控制单元(ECU)根据各种传感器实时监测到的柴油机运行参数，与ECU中预先存储的参数值或参数图谱（MAP 图）相比较，按其最佳值或计算后的目标值把喷令输送到执行器。执行器根据ECU指令控制喷油正时（正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点）和喷油量（电磁阀关闭持续时间或齿条位置）。电控柴油喷射系统还能和制动防抱系统ABS的ECU、整车传动装置的ECU及其他系统的ECU互通数据而实现整车的电子控制。
柴油机电控技术和汽油机电控技术有许多相似的地方，整个系统都是由电控单元、传感器、和执行器3大部分组成。电控单元在硬件方面很相似，在整车管理系统的软件方面也有近似处。柴油机电控技术有两个明显特点：（1）柴油电控喷射系统的多样化；（2）关键技术和技术难点在柴油喷射电控执行器。电控柴油机上所用的像温度、压力、转速及油门踏板传感器等传感器，和汽油机电控系统都是一样的。
柴油机是热效率较高的机械。为造成最佳的燃油和空气混合及燃烧的最有利条件，达到柴油机在功率、转速、怠速、扭矩、排放、噪声等要求，它在适当的时期、空间状态，将适量的燃油通过高压喷油泵和喷油器喷入柴油机的燃烧室。柴油机燃油喷射具有脉动、高压、高频等特点，器喷射速度高达60~150MPa，甚至200MPa，为汽油机的几百、几千倍。对燃油高压喷射系统实施喷油量的电子控制，困难得多。而且柴油机喷射对喷射正时的精度要求很高，相对于柴油机活塞上死点的角度位置远比汽油机要求准确，因而造成柴油机喷射的电控执行器要复杂得多。因此，电控柴油喷射系统（主要是喷油量和喷油正时）就是柴油机电控技术的关键和难点。
直列泵、单缸泵、分配泵、泵喷油器等结构完全不同的柴油机系统在机械控制时代就已出现，每个系统各有其适用范围和特点，每种系统又有多种不同结构。柴油喷射系统因复杂的实施电控技术的执行机构而多样化。
与机械控制方式相比，柴油机电控喷射有以下优点：
1、电控技术能使控制更为全面和精确，比原有的机械或机、液控制更能实现性能优化并对相互矛盾的要求进行合理的折中，使用电控技术能使燃油消耗和有害污染物大幅下降。
2、机械或者机、液控制在结构、工艺上的复杂性和局限性，很难实现预喷射或多次喷射、喷油率与喷油压力的精确控制，采用电控后有助于这些控制要求。
3、采用电控技术后，控制对象和目标大为扩展，除常规稳态性能调控外，还可扩展到各种过渡过程的优化控制、故障自动检测与处理、操作过程自动化以及自适应控制等，最终发展成为整机的电脑管理系统，使整机性能与可靠性得到大幅度的提高。
柴油机电控喷射按控制方式分为两大类：
1、位移控制方式：
特点是在原来机械控制循环喷油量和喷油正时的基础上，用线位移或角位移的电磁执行机构或电磁-液压执行机构来控制循环供油量(喷油泵齿杆位移)，还可以用改变柱塞预行程的办法，改变喷油正时和供油速率，从而满足高压喷射中高速大负荷和低怠速工况对喷油过程的不同要求。（产品有直列柱塞泵电控系统、一部分VE分配泵电控系统以及电子调速器）。
2、时间控制方式：
该类电控高压喷射装置的工作原理是在高压油路中利用一个或几个高速电磁阀的启闭来控制喷油泵和喷油器的喷油过程。
5.1 直列泵的滑阀式的电控系统
直列泵的滑阀式电子控制系统包括曲轴转速，针阀运动，进气压力与温度等传感器的信号均传给电控器，电控器在加工处理以上信息并进行分析比较与计算后，给出油量控制与供(喷)油始点控制两个信号，并推动相应的执行器。
5.2 分配泵的时间式电控系统
时间式控制方式与早期的VE泵相比，取消了溢流环套及其操作机构，直接采用高速强力电磁阀来控制喷油，不仅控制精确，也进一步简化了结构。
径向柱塞分配泵电控系统的特点是将柴油机电控器与喷油泵电控器功能适当分开并有机搭配，目的是防止一部分电子元件过热和强电流产生的干涉信号，以提高整个系统的控制精度和可靠性。
5.3 电控高压共轨系统
电控共轨系统中，将产生高压与控制喷射的功能分开，共轨腔只起着蓄压器的作用，共轨中燃油压力可以由ECU与压力调节阀控制，不受柴油机的转速影响，低速下能保证良好的喷雾，高速下能实现柔性控制。因此增大了调节自由度和改善了控制精度。
在汽车柴油机中，高速运转使柴油喷射过程的时间只有千分之几秒，实验证明，在喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。由于柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力波动，使实际的喷油状态与喷油泵所规定
的柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动有时还会在主喷射之后，使高压油管内的压力再次上升，达到令喷油器的针阀开启的压力，将已经关闭的针阀又重新打开产生二次喷油现象，由于二次喷油不可能完全燃烧，于是增加了烟度和碳氢化合物（HC）的排放量，油耗增加。此外，每次喷射循环后高压油管内的残压都会发生变化，随之引起不稳定的喷射，尤其在低转速区域容易产生上述现象，严重时不仅喷油不均匀，而且会发生间歇性不喷射现象。为了解决柴油机这个燃油压力变化的缺陷，现代柴油机采用了一种称为"共轨"的技术。
共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式，由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量，喷油量大小取决于燃油轨（公共供油管）压力和电磁阀开启时间的长短。
共轨式喷油系统于二十世纪90 年代中后期才正式进入实用化阶段。高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能，其优点有：
1、共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。
2、可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力（120Mpa～200MPa），可同时控制NOx和微粒（PM）在较小的数值内，以满足排放要求。
3、柔性控制喷油速率变化，实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，既可降低柴油机NOx，又能保证优良的动力性和经济性。
4、由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象，因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀可得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排放。
随着对柴油机降低排放、噪声、排烟等方面的要求日渐强烈，传统的机械式柴油机燃油喷射系统因其固有的缺点（控制自由度小、控制精度低、响应速度慢）已无法满足要求，共轨式燃油喷射系统以其良好的动力性、经济性、可靠性和排放指标，显示出了巨大的发展潜力。目前，共轨喷油系统的发展速度越来越快，其市场占有率必将继续提高，可以认为，共轨大功率柴油机将成为对各类舰艇、船舶都具有吸引力的动力装置。
6 结语
目前我国对柴油机的燃料供给与调节系统的研究与开发尚处于初级阶段，在发动机燃油喷射系统由机械式喷射系统向电控式喷射系统过渡还主要依靠国外技术来实现。为尽快提高我国的自主开发和核心竞争力，应不遗余力地在电控喷油器、液力控制阀、喷油嘴偶件和高速执行器、ECU软硬件等关键零部件的制造以及控制策略和功能、匹配标定技术、提高产品可靠性和安全、降低制造成本等方面开展研究。
参考文献
[1]高英宗朱剑明. 柴油机燃料供给与调节[M]. 北京：机械工业出版社，2009.10.
[2] 邓鑫. 柴油机电子控制燃油喷射技术综述[J]. 科技传播,2010,14:81+69.
[3]郑颖,刘清. 柴油机电控燃油喷射系统的发展及研究现状[J]. 交通节能与环保,2007,01:21-24.
[4]陈小敏,常汉宝. 共轨柴油机燃油喷射系统研究现状及展望[J]. 内燃机与配件,2011,05:12-14.
[5]聂建军. 柴油机高压共轨燃油系统的现状及发展趋势[J]. 内燃机,2009,04:6-9.
一、选题的依据及意义 调速器是一种自动调节装置，它根据柴油机负荷的变化，自动增减喷油泵的供油量，使柴油机能够以稳定的转速运行。 用于减小某些机器非周期性速度波动的自动调节装置。可使机器转速保持定值或接近设定值。水轮机、汽轮机、燃气轮机和内燃机等与电动机不同，其输出的力矩不能自动适应本身的载荷变化，因而当载荷变动时，由它们驱动的机组就会失去稳定性。这类机组必须设置调速器，使其能随着载荷等条件变化，随时建立载荷与能源供给量之间的适应关系，以保证机组作正常运转。调速器的理论和设计问题，是机械动力学的研究内容。调速器的种类很多。其中应用最广泛的是机械式离心调速器。而以测速发电机或其他电子器件作为传感器的调速器，已在各个工业部门中广为应用。调速器必须满足稳定性条件：①当机组转速与设定值出现偏差时，调速器能做出相应的反应动作，同时又必须有一经常作用的恢复力使调速器回复初始状态。离心调速器中的弹簧就是产生恢复力的零件。这样的调速器称静态稳定的调速器。但是静态稳定的调速器也可能在调节过程中出现动态不稳定性，当调节动作过度而出现反向调节时，实际调节动作会形成一个振荡过程。使振荡能很快衰减的调速器，称为动态稳定的调速器，否则是动态不稳定的调速器，后者不能保证机器正常工作。②在调节系统中增加阻尼是提高动态稳定性的一种方法。调节系统中的阻尼，例如运动副中的摩擦，使调速器具有一定的不灵敏性，即当被控制轴的转速稍微偏离设定值时，调速器不产生相应的动作。机械式调速器的不灵敏性一般约为其设定值的1％。灵敏性过高的调速器，也会由于机组正常运转中周期性的速度波动而产生不应有的调节动作。 而调速器前壳是调速器的工作场所（调速器主要安装于壳体内）。其工艺工装设计的是否合理将会直接关系到油泵能否正常的工作从而影响调速器的性能指标,是调速器的重要组成部分 二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述） 世界上包括我国的中重型卡车用动力几乎百分之百采用柴油机。轻型卡车中 的５０％以上也是用柴油机。从上世纪九十年代开始，欧洲生产的轿车中已有３０％采用柴油机，目前已接近４０％。而对柴油机的性能和排放影响最大的部件是燃油喷射系统。燃油喷射系统俗称油泵油嘴，是柴油机的心脏部件。由于其产品要密封几百巴甚至更高压力的燃油，同时又要精确控制其喷油量、喷油时刻，因此，其制造精度极高。随着我国对汽车排放实施逐步严格的排放标准，对燃油喷射系统提出了更高的要求，喷射压力已提高到１０００－１６００巴，控制要求还要细化到控制喷油规律，控制一次喷油过程中的多次喷射，因此，控制系统电子化是不可逆转的趋势。燃油喷射装置的电控系统又是整个汽车电子控制的基础和核心。因此，未来燃油喷射系统是 一个集高精密加工技术、电子数控技术于一体的高新技术产品，行业也由劳动密集型、技术密集型向技术密集、资金密集的行业转变，面对这一形势，我国燃油喷射系统行业正在经历着一场严峻的变化。产品发展动态；燃油喷射系统产品发展围绕着执行国家汽车排放标准推进。燃油喷射系统是车用柴油机改善排放、降低油耗、提高性能最有效、
文献综述 电气工程及其自动化 船舶柴油机冷却水温度智能控制系统的设计 前言：船舶柴油机冷却水的温度是影响柴油机工作的重要热工参数。船舶柴油机冷却水系统对柴油机汽缸套、汽缸头、排烟烟囱基座以及润滑油进行合理的冷却，保证柴油机正常运行。如果冷却水控制系统工作失常，将会导致冷却水温度过高或者过低，从而导致零件磨损加快，零件配合间隙被破坏，强度下降；还会使得气缸内充气量减小，功率降低，输出功率减少；使得热损失增加，导致燃料消耗量增大；还会使得汽缸温度过低，使得汽缸壁受到腐蚀；同时会导致燃烧恶化，致使柴油机整机性能变坏。因此，精确的控制冷却水的温度，对于提高柴油机的动力性、减少废气的产生、减少燃料消耗、增强柴油机工作平稳性有重要的意义。 正文：国内外关于船舶柴油机冷却水温控系统的研究主要集中在冷却水温度的控制方法上。文献[1]主要介绍了对低速柴油机冷却水流量变化的研究。文献[2]介绍了一种建立在信号处理相关技术基础上的时滞系统。可以更好的测控时变参数，提出了新的控制算法，有利于改善控制系统的滞后问题。文献[3]介绍了三菱FX2N系列模拟量模块FX2N-4AD-PT的性能指标、设置和接线方法。文献[4]主要介绍了基于三线制接法的测温电路。该电路采用铂电阻PT100作为感温元件，采集温度信号，经过电路补偿，使得误差尽量减小。文献[5]主要以船舶中央冷却水为基础，基于热力学的相关理论，对各换热器以及主机换热进行了热力学分析，得到住柴油机冷却水系统的热力学模型。并进行了仿真，结果显示仿真模型是正确的。文献[6]主要设计了一套基于S7-200型PLC的新型船舶柴油机冷却水温控系统。该系统具有前馈模糊控制功能，主要是针对船舶柴油机冷却水温度大惯性、长时滞、易超调的特点，效果良好。文献[7]主要介绍了船舶柴油机冷却水系统的工作原理及系统组成，并以此为研究对象，开发了一套模拟应用软件。文献[8]主要是设计了一个应用于船舶轮机模拟器的数据采集系统。文献[9]的主要内容是以船舶电站的控制管理为例，构建了基于CAN 现场总线的船舶电站监控管理系统。该系统是以CAN总线为通信网络的全分布式结构的系统，对船舶电站进行分散控制和集中管理。文献[10]首先介绍了现有的船舶柴油机冷却水温控系统的工作原理及优缺点，并针对其缺点，在基于Smith预估控制、PID控制的优点上，
柴油机燃料供给与调节综述 摘要：柴油机因其独有的优越性，在我国国民经济各领域应用广泛。燃油喷射系统作为柴油机的核心部件，直接影响和决定了柴油机技术水平和换代升级，被誉为柴油机的心脏。本文重点介绍柴油机燃料供给与调节系统的主要结构及工作原理，还介绍了柴油机燃料供给与调节系统的电子控制。 关键词：柴油机、燃料供给与调节、电控 1 柴油机燃料供给与调节系统概述 柴油机相比于蒸汽机热效率高，经济性好，机动性好，因而对传播有很大的适应性，自问世以后就很快被作为船舶的推进动力。起初，柴油机用空气喷射燃料，燃料的雾化质量无法的得到保证，并且附属装置庞大笨重，只能用于固定作业。上世纪初，开始用于船舶。 1905年，制成第一台二冲程船用柴油机。 1922年，德国工程师Robert Bosh 发明了许波泵，使柴油机的用途扩大到汽车、拖拉机等移动机械，许波泵的成功对提高和改善柴油机的性能及各项指标起到了决定性的作用。 20世纪中期增压及增压中冷技术的研发成功，使柴油机性能获得新的飞跃。 20世纪70年代开始，电子技术引入柴油机控制系统，又是柴油机的一次重大技术革命，把柴油机的性能指标提高到一个新的水平。 柴油机是在气缸内部形成混合气，即在活塞接近上止点时，燃料供给与调节系统将燃料以高压、在极短的时间内喷入气缸，实现燃油与空气的混合和燃烧。因此，对燃料供给与调节系统，无论是在制造与调整精度，还是在与整机的参数匹配方面均有十分严格的要求，为了保证压燃式内燃机在动力性、经济性、排放与噪声等方面达到优良的性能，对其燃料供给与调节系统提出的要求有：（1）能产生足够高的喷油压力，确保雾化、混合气形成和燃烧； （2）对每一个内燃机运转工况，精确控制每循环喷入气缸的燃油量，且喷油量能随工况变化而自动变化。在工况不变时，各循环之间的喷油且应当一致。对多缸内燃机而言，各缸的喷油量应当相等； （3）在内燃机所运转的工况范围内，尽可能保持最佳的喷油时刻、喷油持续时间与喷油规律，以保证良好的燃烧并取得优良的综合性能； （4）保证柴油机安全可靠的工作，防止飞车现象发生。 2 柴油机的燃料、混合气形成与燃烧 2.1 柴油 柴油的使用性能指标有发火性、蒸发性、粘度、凝点。发火性指柴油的自燃能力，16烷值越高，发火性越好。蒸发性指柴油的汽化能力，其指标由柴油的蒸馏实验来确定。粘度决定柴油的流动性；粘度越小，流动性越好。凝点指柴油冷却到开始失去流动性的温度。 柴油按其所含重馏分的多少分为重柴油和轻柴油。柴油的牌号是根据凝点编定的，有0号、0号、-10号、-20号等。
柴油机可靠性试验研究概述 田立新刘家满 （道依茨一汽（大连）柴油机有限公司） 本文由《汽车工业研究》杂志主编范海涛分享 摘要：阐述了可靠性的重要意义，简述了国内外可靠性研究的现状，详细介绍了当前柴油机台架可靠性试验的项目，其中重点介绍了交变负荷耐久试验及冷热冲击循环耐久试验以及经过实践检验的优化试验方法。简单介绍了燃油系统穴蚀耐久试验、三高耐久试验、排放耐久试验等概况，提出了可靠性试验评价准则，展望了可靠性试验的发展方向。 关键词：柴油机可靠性试验热冷冲击交变负荷穴蚀试验 1 前言 国内柴油机新产品开发2000年之前还比较单一，可靠性方面的研究相对不够成熟，对于可靠性试验的标准方法以及评价准则还处于学习探索完善阶段。随着德国FEV等机构提出可靠性理念，以及一些发动机合资企业的建立，尤其是随着新产品开发的增加以及国产化工作的需要，可靠性越来越被主机厂所重视，可靠性试验的标准日趋规范，一汽技术中心以及潍柴等研究机构和主机厂相继成立了机械开发专职部门，培养了一批机械开发工程师，致力于发动机可靠性的系统专业工作。 2 可靠性的重要意义 柴油机可靠性试验是通过规定的工况进行耐久试验，来验证和评价产品的设计质量和制造质量，为优化设计及质量提高提供依据，最终使柴油机达到可靠性目标的开发过程。柴机油可靠性试验通常分为台架可靠性试验、道路可靠性试验及用户可靠性试验，而台架可靠性试验验证是否科学充分则直接关系到产品的可靠性水平。 可靠性是产品竞争力的关键要素之一，影响柴油机产品竞争力的重要因素有动力性、经济性、可靠性、排放指标及成本价格等。从整车用户角度而言，在关注动力性与经济性的同时，更加关注产品的可靠性，缺乏可靠性保证的产品即便动力性与经济性再好也没有竞争力可言，中国汽车工业高速发展的今天，可靠性水平已经成为产品竞争力的基本要素和关键要素。 3 可靠性试验的国内外现状 可靠性的研究始于第二次世界大战，首先在电子领域开展起来，真正应用于发动机行业是在20世纪60年代。美国约翰迪尔公司于1964 年底成立了可靠性研究部门，提出了发动机可靠性指标的目标值。美国的卡特比勒公司、德国Deutz-MWM 公司、芬兰Wartsila 公司、瑞士Sulzer 公司、日本三菱重工、奥地利A VL 等著名的发动机厂家在发动机可靠性方面做了大量的工作[1]。 国内可靠性技术应用到发动机行业是在20世纪80年代，并于2003年颁布了《汽车发动机可靠性试验方法》的国家标准。因为我国发动机可靠性研究起步较晚，可靠性研究工作开展得不够深入，国产发动机可靠性指标与国外先进水平还有较大差距。但是随着与国外可靠性研究机构的技术交流，以及康明斯、道依茨等合资企业在中国的建立与发展，国外的一些可靠性技术及标准正逐步被参考借鉴，并结合国内发动机行业的特点，形成了适合国情的可靠性试验标准规范。目前一汽技术中心已经有专业从事发动机可靠性研究的组织机构，经过近十年的理论学习与实践摸索，初步建立了可靠性试验标准体系，拥有相对完善的试验设备仪器，培养了可靠性研究的专业技术人才。 4 台架可靠性试验主要项目 可靠性试验的主要目的是为了新产品在投产之前经过充分验证暴露问题并加以解决，最终提高产品可靠性水平。从2003年发布的汽车发动机可靠性试验方法距今已近十年了，该标准中的一些试验规范至今仍在采用，说明有其合理性。一些合资企业的建立带来了欧洲、日本、美国的一些关于发动机可靠性试验的标准，我国自主开发的发动机在结合国情的基础上，也学习借鉴了其中的部分试验方法，可靠性试验在最近十年进入了一个相对快速发展的时期。主要的台架可靠性试验方法有全速全负荷耐久试验、三高耐久试验、交变负荷耐久试验、冷热冲击循环耐久试验、燃油系统穴蚀耐久试验、振动耐久试验、排放耐久试验、制动耐久试验等。 4.1 全速全负荷耐久试验 全速全负荷耐久试验是行业内相对传统且普遍应用的可靠性试验方法，其目的在于考核柴
往复式发动机中的气流 主要现象和模型1．性能和吸排气 2．汽门正时 3．气流的一维模型 4．气流的三维模型 第一部分：性能和吸排气 1．1发动机循环 1．2吸气 1．3进气和排气线路有效面积 1．4声音原理 1．5进气波的反射 1．6主进气管的震动 1．7排气线路对容积效率和性能的影响
1．1 发动机循环 火花点火和柴油发动机的剖面图 火花点火发动机压缩点火发动机 热力发动机是这样一种机器，它在每一个循环中，系统吸入的气体体积相等。吸入气体的体积和不同发动机（火花点火或柴油发动机）特定的吸入气体质量相应，使发动机能够只燃烧特定质量的燃料。
热力发动机：一种热力学机器 热力发动机是一种热动力学机器，它将燃烧释放出的能量Q2-3转化成压力功（循环区）。活塞的线性位移通过曲柄系统转化为旋转动作。在曲柄轴出口处形成发动机扭矩。在变速度w下获得扭矩即生成功（P=Cw） 间隙体积=V
四冲程： *5到1=进气 *1到2=压缩 *2到3=燃烧 （燃烧放出热量Q2-3） *3到4=膨胀（做功冲程） *4到1=排气开始 （排出的气体中包括的热量为Q4-1） *1-5=排气位 移 = ∏ / 4 . D . 2 R 缸径=A 冲 程 = 2 R
真实循环：
进气 活塞开始从TDC（上止点）向下运动到下止点（BDC）时，进气行程开始。当活塞到达TDC前进气门开启到一定程度。活塞到达TDC前进气阀打开（IVOBTDC）的角度约为5-30度曲柄转角。要获得足够的流通面积使活塞运动导致的吸气量达到最大，需要此汽门提前。 在活塞到达下止点后进气阀关闭。由于气柱的惯性效应，关闭滞后使更多气体被吸入。当活塞行至BDC 后进气门关闭（IVCBDC）在30-80度曲柄转角。
四冲程柴油机与二冲程柴油机的对比综述 【摘要】柴油机根据工作方式的不同可以分为四冲程柴油机和二冲程柴油机，本文将在结构与原理及维修方面简单的介绍一下四冲程柴油机与二冲程柴油机的区别。 【关键词】柴油机；四冲程；二冲程 1引言 按照柴油机工作循环的不同可以将其分为四冲程柴油机和二冲 程柴油机。四冲程柴油机属于高速机，高速柴油机广泛应用于海上作战、追捕、执法执勤等任务的需要。二冲程柴油机属于低速机，大功率低速柴油机广泛应用于散货船、油船、集装箱船等大型远洋船舶上，由于船舶日趋大型化、巨型化与自动化以及对船舶主机的经济性、可靠性的要求日益提高，大功率二冲程低速柴油机的技术发展呈现出整体优化的趋势；本文将在结构原理以及维修保养方面浅谈一下四冲程柴油机与二冲程柴油机的区别。 2工作原理的区别 2.1四冲程柴油机工作原理： 柴油机的工作是由进气、压缩、动力和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。 2.1.1进气冲程
第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。当曲轴旋转时，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。 随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭 2.1.2压缩冲程 第二冲程——压缩。压缩时活塞从下止点向上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，当压缩终点的温度比柴油自燃的温度高时，喷入气缸的柴油被点燃，在燃烧室内达到最高燃烧压力，迫使活塞向下运动。在这一过程中进气阀门与排气阀门都是关闭的。 2.1.3动力冲程 第三冲程——燃烧膨胀。在这个冲程开始时，大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧了。燃烧时放出大量的热量，因此气体的压力和温度便急剧升高，活塞在高温高压气体作用下向下运动，并通过连秆使曲轴转动，对外作功。所以这一冲程又叫作功或工作冲程。 随着活塞的下行，气缸的容积增大，气体的压力下降，工作冲程在活塞行至下止点，排气阀打开时结束。
柴油发电机的技术要求与评价 一、柴油发电机技术参数要求 柴油发电机由发电机和柴油机组成，发电机应具有型号；型式；额定容量；额定电压；额定电流；额定频率；额定转速；额定功率因数；定子线圈相数及接地方式；效率；励磁方式；绝缘等级；防护等级；过载能力；短路能力。柴油机应具有型号；型式；额定功率；额定转速；冷却方式；起动方式；噪音水平；满负荷燃油消耗等。 1、技术性能要求 电气性能应包括：稳态电压调整率；瞬态电压调整率；电压稳定时间；电压波动率；稳态频率调整率；瞬态频率调整率；频率稳定时间；频率波动率；配套控制设备。 2、整套柴油发电机组保证平均无故障间隔期：*****小时 3、柴油发电机组的功能要求 3.1自起动功能（应急起动） 机组自起动成功的定义是：机组在额定转速，发电机在额定电压下稳定运行2-3s，并具备带负载条件。机组应保证在电厂全厂停电事故中，快速自起动带负载运行，在无人值守的情况下，接到起动指令后在10s内一次起动成功，在60s内实现一个自起动循环（即三次试起动），机组自起动成功率不小于99%。
3.2带负载稳定运行功能要求 （1）机组自起动成功后，保安负荷分两级投入。柴油发电机组接到起动指令后10s内发出首次加载指令，允许首次加载不小于50%额定容量的负载（感性），首次加载后的5秒内再次发出加载指令；允许在首次加载后的60s内带满负载（感性）运行，并可带不低于20%负载额定容量长期稳定运行。（2）机组应能在cosφ=0.8的额定负载下，稳定运行12小时中，应允许有一小时1.1倍的过载运行，并在24小时内，允许出现上述过载运行2次。发电机在热状态下尚应允许15s的1.5倍过载运行（过载：额定电压下的过电流）。（3）机组允许全电压直接起动容量不小于0.2倍的机组额定容量（下称Pe）的鼠笼式异步电动机的；发电机母线电压0.2秒后应不低于75%。 3.3自动调节功能要求 （1）机组的空载电压整定范围为95～105%，线电压波形正弦性畸变率不大于5%。（2）机组在带cosφ=0.8～1.0的负载，负载功率在0～100%内渐变时应能达到：a.稳态电压调整率：≤±0.5%（单机运行时）；b.稳态频率调整率：≤±0.5%（可调）；c.电压、频率波动率：≤±0.15%（负载功率在25～100%内渐变时），≤±0.5%（负载功率在0～25%内渐变时）；d.瞬态电压调整率稳态频率调整率：-15%≤δu≤+20%；e.瞬态电压恢复时间：≤1s（最后稳定电压的3%以内）；f.瞬态频率调整率：≤±5%；g.频率稳定时间：
船用柴油机高压燃油管路安全保护要求 及常见缺陷 摘要：船舶柴油机是船舶运行的主要动力中心，船舶柴油机的日常故障排除对于确保船舶航行和人员的安全至关重要。由于船舶柴油机运行系统由各种部件和动力结构组成，其系统结构复杂，船舶柴油机维护困难，故障率高。为有效诊断船舶柴油机常见故障，分析常见故障及其原因，采取相应策略，提高船舶柴油机安全、经济、高效运行的基本安全。 关键词：船用柴油机；高压燃油管路；安全保护；常见缺陷 引言 当船舶上的柴油机正在运行时，如果发生高压燃油管路泄漏，会导致高压燃油喷射到机器表面，由于燃油本身和机器表面都具有较高的温度，可能会导致火灾发生。同时，喷射出来的燃油还有可能伤到船上工作人员。因此，为防止高压燃油管破裂，燃油喷溅到机器高温表面引发火灾以及喷射伤人，公约和法规要求船用柴油机高压燃油泵和燃油喷嘴之间的高压燃油管路需装有套管管路系统或者适当围蔽防护。 1.船用柴油机的基本系统组成 1.1机体组件与曲柄连杆系统 机体系统由各种零件组成，是整个柴油机系统的有机单位，如气缸体、气缸体等，是内燃机车机体系统的重要组成部分。其次，曲柄连杆系统是船舶柴油机系统的中心，起到柴油机与船舶其他动力系统之间的桥梁作用。曲柄连杆系统的主要任务是将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。因此，曲柄连杆系统的稳定性直接影响到整个船舶运行的稳定性。 1.2进排气与燃油供给系统
首先，进排气系统是车载柴油机的呼吸系统，主要机制是为车载柴油机提供充足和清洁的新鲜空气，为柴油机内部的动态燃烧提供新鲜氧气，从而保证柴油机的基本运行。其次，供油系统是船用柴油机的主要内部系统它主要由高压油泵和喷油器等零件组成供油系统的稳定性直接关系到柴油机的整体运行，也决定着整艘船舶的有效运行。 1.3润滑与冷却、启动系统 首先，润滑系统是船用柴油机运行系统的保证。其主要目的是在一定压力下继续提供柴油机系统和零件专用润滑油，以确保柴油机零件的动态输出，减少零件间摩擦造成的材料损失，同时降低摩擦阻力，确保机械设备的有效运转润滑系统主要由油泵、油管等组成。其次，冷却系统旨在确保柴油机能在室温下工作，防止柴油机长期工作造成高温损失。它主要由水泵、水箱等零件组成。 2.常见缺陷 高压燃油管套管管路系统主要由套管组件与燃油泄漏报警装置两部分组成。套管组件由高压油管、套管、螺套、管接头、密封圈等部件构成，燃油泄漏报警装置包含燃油泄漏收集容器、附属管路、报警箱。高压燃油管路发生破裂时，泄漏的燃油经高压燃油管与套管之间的间隙先流入每缸的燃油泄漏支管，再经泄漏支管汇总到泄漏总管，最后流入燃油泄漏收集容器，使得收集容器中的液位、压力等参数发生变化，触发收集容器里面的传感器，报警器发出声光报警。船用柴油机高压燃油管路安全保护常见缺陷如下： 2.1柴油机高压燃油管路安全保护不满足 SOLAS公约或《海法规》要求该缺陷常见于老龄船舶，由于其建造时间早于SOLAS公约或《海法规》生效时间，加上船东或管理公司以及船员对相关内容不熟悉，导致部分船舶上的柴油机未按照SOLAS公约或《海法规》要求装设高压燃油管套管管路系统或者围蔽防护。有的船舶依据SOLAS公约或《海法规》应安装套管管路系统，却仅安装了围蔽防护，仍不符合相关要求。 2.2高压套管组件缺陷
高功率密度柴油机研究综述 张永锋;张郑;赵晓斌;向涛波 【摘要】介绍了高功率密度柴油机的主要特点和关键技术。通过与国内柴油机比较，分析了我国柴油机与国外的技术差距。综述了国内在高功率密度柴油机总体性能、紧凑性、结构强度和冷却系统等方面的研究现状，提出了下一步发展高功率密度柴油机的合理化建议。 【期刊名称】《农业装备与车辆工程》 【年(卷),期】2011(000)007 【总页数】4页(P36-39) 【关键词】高功率密度；柴油机；研究 【作者】张永锋;张郑;赵晓斌;向涛波 【作者单位】武汉军械士官学校自行火炮系,湖北武汉,430075;武汉军械士官学校 自行火炮系,湖北武汉,430075;武汉军械士官学校自行火炮系,湖北武汉,430075;武 汉军械士官学校自行火炮系,湖北武汉,430075 【正文语种】中文 【中图分类】TK421 功率密度是柴油机的重要性能指标之一，特别是在空间尺寸要求严格的装甲车辆上，采用高功率密度柴油机便显得尤为重要。近年来，国外研制的高功率密度柴油机已经达到了很高的水平，特别是德国MTU公司的MT890系列柴油机，它是世界上
功率最强劲的装甲车辆柴油机，代表了当今世界柴油机的发展方向[1][2]。因此，本文将详细介绍MT890系列柴油机的主要特点和关键技术，分析国内柴油机与其的技术差距，综述国内目前的研究现状，并为下一步发展高功率密度柴油机提出合理化建议。 1 高功率密度柴油机的主要特点与关键技术 1.1 高功率密度柴油机的主要特点 MTU公司最新研制的装甲车辆用高功率密度MT890系列柴油机体积特别小，质量特别轻，达到了一个空前的单位体积功率指标，是一个完美技术特征的结果。该柴油机与相同功率装甲车辆柴油机相比体积和质量都减少60%左右，进一步使装甲车辆车体长度缩短、总重量减小，这标志着柴油机技术的发展又跃上了一个新的台阶。其中6V-MT890柴油机缸径109mm，行程107mm，单缸排量 1L，标定功率 552kW/4250r.min-1，最大扭矩1235N·m/4250 r／min。该柴油机的单位功率质量达到0.94kg/kW，单位体积功率达到1358kW/m3空前高的水平，它小于1kg/kW的单位功率质量和大于1200kW/m3的单位体积功率使其成为世界上功率较强劲的发动机[3][4]。它的燃油消耗率低，且单位体积功率超过了燃气轮机，实现了柴油机技术上的跳跃，为柴油机的最新发展注入了活力和希望。 1.2 高功率密度柴油机的关键技术 MT890系列柴油机是MTU公司的第四代战车发动机，采用了高压共轨喷油、高效涡轮增压和电子管理等先进技术，这些技术已在远征战斗车辆柴油机上完成了试验验证，研制风险较小，是高性能、低油耗和低排放的先决条件。该系列柴油机的关键技术主要有： 1）采用高压共轨喷射系统 该柴油机采用了高压共轨喷射系统，喷油压力为180MPa，该系统可对影响柴油燃烧过程的喷油定时、喷油持续期、喷油率及喷油压力等所有供油参数进行独立控
汽车总体布局及使用认识课程尺度 一、概述 〔一〕课程性质 本课程是三年制中职、五年制高职汽车运用与维修专业的专业根底课程之一。〔二〕课程底子理念 1．以完成工作任务为目标，注重理实一体教学； 2．通过现场构件的辨识，对汽车各组成有感性的认识； 3．通过现场实物，明确各组成及部件之间的位置关系 〔三〕课程设计思路
本课程为考查科目，按照实践态度与工程查核综合评定，总学分为2学分，周课时为2学时，总课时为38课时，此中理论课时为4课时，实践课时为34课时。 3.对学生选课的建议 本课程为汽车专业入门常识，以引导激趣为主，建议在第一学年的第2学期设置。 二、课程目标 打破“学科本位型〞的课程模式，以“实用〞、“够用〞为原那么，成立“能力本位型〞的课程模式。本课程以实践活动为主线，以学习者为中心，以顺利过渡到专业核心课程为前提，突呈现场教学的作用，让学生与汽车各组成部件亲密接触，具备深刻印象。 缔造出能阐扬学生主动性的学习环境和学习资源条件，实现个性化教学。使学生有时机在必然程度上按照需要选择学习进度、学习资源和学习方法，并评价本身的学习成果。培养学生自主学习、协作学习和解决综合问题的能力，为学生在职业生涯中顺利进入汽车运用行业奠基良好开展根底。 〔一〕总目标 通过任务引领，工程驱动的活动，使学生培养专业兴趣，培养自主学习、团队协作学习能力，对汽车有初步和整体认识。 按照汽车的总体布局，在学生有了整体概念后，别离对汽车策动机、汽车底盘、汽车电气设备、汽车车身四大局部有具体的认识，了解整体件与组成件、主件与附件的布局特点与位置关系，并对各组成部件的材料、性能、作用有初步印象，同时将汽车新技术常识进行补充与融合，让师生共同对汽车布局常识与时俱进。 〔二〕具体目标 1．本质教学目标
第一章内燃机的循环及性能评价指标 1内燃机是在气缸内将燃料的化学能通过燃烧转为热能，再通过曲柄连杆机构将热能转化为机械的动力装置.根据完成一次能量转换所需的行程数不同，内燃机分四冲程机和二冲程机2内燃机对外输出功需要的环节：第一环节：混合气的形成并导入气缸的过程.第二环节:燃烧放热过程.第三环节:能过量的传递过程。 3三种理论循环：等容丶等压丶混合加热循环，①当加热量和压缩比相同时放热Qp>Qm>Q v ②.加热量和最高压力一定时，Qv>Qm>Qp③最高压力和最高温度一定时Qv=Qm=Qp 4四冲程内燃机的实际循环热效率取决于混合气形成方式和燃烧放热规律，以及压缩比的最佳匹配.汽油机是均匀混合气以火焰传播形式迅速燃烧，柴油机根据混合气的形成特点家燃烧分预混合燃烧和扩散燃烧 5论循环的评价:常用循环热效率（是指热力循环所获得的理论功与为获得该理论功所加入的总热量之比）评价动力机械设备在能量转换过程中所遵循理论循环的经济性，用循环平均压力(是指单位气缸工作容积所做的循环功)评价循环的做工能力. 6四冲程内燃机的实际循环：由进气行程（过程）丶压缩行程（过程）丶做功行程（燃烧过程和膨胀过程）以及排气过程（过程）4个行程5个过程组成。评价指标：内燃机性能评价指标有两大类，即以活塞做功为基础评价气缸内热功转换的完善程度的指示指标；和以曲轴飞轮端对外输出的有效功为基础，从实用角度评价对外做功的有效指标。实际循环做功能力的评价指标主要有平均指示压力（定义为单位气缸工作容积所做的指示功）和指示功率（指发动机单位时间所做的指示功）。实际循环的经济指标有指示热效率和指示燃油消耗率。 7内燃机有效性能指标：①动力性指标a有效功率（克服运动件的摩擦损失功率以及驱动冷却风扇丶机油泵等附件所消耗的功率损失后，经曲轴对外输出的有用功。称指示功率在传递过程中所有内部消耗功率的总和为机械损失功率）b平均有效压力（单位气缸工作容积输出的有效功）②经济性指标a有效热效率（实际循环对外输出的有效功与未获得此有效功率所消耗的热量之比）③排放指标 8机械损失:内燃机的机械损失①摩擦损失62%-75%②驱动附件的损失10%-20%③泵气损失9机械损失的测定a倒拖法b示功图法c灭缸法 10 排气提前角如何影响发动机性能？①如果加大排气提前角，排气初期缸内压力和温度更高，超临界排气声速更高。排气量更多，缸内更多具有做工能力的气体排出缸外直接影响发动机的动力性和经济性②如果为了保证缸内已燃气体充分膨胀做功，而推迟（减小）排气提前角滞后，自由阶段排出的废气量减少，大部分留给强制排气阶段，使活塞推动废气排出时的损失增加，同样不利于发动机的动力性和经济性。存在着最佳的排气提前角，而且由于超临界排气速度与发动机转速无关，所以碎发动机转速的提高，超临界排气阶段所占的曲轴转角增加，因此，排气提前角随发动机转速的升高应适当提前。 11何为气门叠升现象？四冲程发动机在进气上止点，由于进气门提前开启丶排气门迟后关闭而造成排气门同时开启现象，称气门叠开现象。配气相位图又称配气定时图。 12（非）增压发动机为何有较小较大的气门叠升角？①对量调节的非增压点燃式发动机。通过节气门开度来控制负荷，进气管压力总是低于大气压力，小负荷进气管负压更大，此时进气提前角过大，高温废气可能倒流到进气管。由于这种量调节式发动机进气过程进入气缸的是混合气，容易造成气管回火，因此气门叠升角不宜过大。②质调节的压燃式柴油机，由于进气过程中进入的是纯空气，无节气门等节流损失，进气管压力始终接近于大气压力，采用较大的气门叠升角。③增压柴油机进气压力大于大气压力，新鲜空气在增压差的作用下进入气缸，采用较大的气门叠升角，使一部分空气通过气缸直接排到排气管。这个进气通过气缸直接排到排气管的现象称为扫气过程。扫气可以排除废气提高充气效果降低温度提高可靠性
燃料油基本知识
燃料油综述 一、燃料油基本知识 什么是燃料油？ 绝大部分石油产品均可用作燃料，但燃料油在不同的地区却有不同的解释。欧洲对燃料油的概念一般是指原油经蒸馏而留下的黑色粘稠残余物，或它与较轻组分的惨合物，主要用作蒸汽炉及各种加热炉的燃料或作为大型慢速柴油燃料及作为各种工业燃料。但在美国则指任何闪点不低于37.8°C的可燃烧的液态或可液化的石油产品，它既可以是残渣燃料油（Residual Fuel 011,亦称Heavy Fuel 011）也可是馏分燃料油（Healing 011）。馏分燃料油不仅可直接由蒸馏原油得到（即直馏馏分），也可由其它加工过程如裂化等再经蒸馏得到。 燃料油的性质主要取决于原油本性以及加工方式，而决定燃料油品质的主要规格指标包括粘度（Viscosity），硫含量（Sulfur Content）,倾点(Pour Point)等供发电厂等使用的燃料油还对钒（Vanadium）、钠(Sodium)含量作有规定. 1、燃料油的自然属性 燃料油是成品油的一种，广泛用于电厂发电、船舶锅炉燃料、加热炉燃料、冶金炉和其它工业炉燃料。燃料油主要由石油的裂化残渣油和直馏残渣油制成的，其特点是粘度大，含非烃化合物、胶质、沥青质多。 （1）粘度 粘度是燃料油最重要的性能指标，是划分燃料油等级的主要依据。它是对流动性阻抗能力的度量，它的大小表示燃料油的易流性、易泵送性和易雾化性能的好坏。对于高粘度的燃料油，一般需经预热，使粘度降至一定水平，然后进入燃烧器以使在喷嘴处易于喷散雾化。粘度的测定方法，表示方法很多。在英国常用雷氏粘度(Redwood Viscosity)，美国惯用赛氏粘度(Say bolt Viscosity)，欧洲大陆则往往使用恩氏粘度(Engler Viscosity)，但各国正逐步更广泛地采用运动粘度(Kinemetic Viscosity)，因其测定的准确度较上述诸法均高，且样品用量少，测定迅速。各种粘度间的换算通常可通过已预先制好的转换表查得近似值。 目前国内较常用的是40°C运动粘度（馏分型燃料油）和100°C运动粘度（残渣型燃料油）。我国过去的燃料油行业标准用恩氏粘度（80°C、100°C）作为质量控制指标，用80°
1、车用柴油机经济性好，它的运行耗油率比汽油机低20%--30%。 2、现代高性能车用柴油机的循环热效率高达40%以上，车用汽油机的循环热效率也可达到33%左右。 3、发动机的性能指标主要包括：动力性能指标，经济性能指标及运转性能指标。 4、发动机三种基本理论循环是：定容加热循环，定压加热循环和混合加热循环。 5、发动机理论循环是用循环热效率和循环平均压力来衡量和评定的。 6、四行程发动机实际循环由进气、压缩、作功和排气四个行程所组成。 7、发动机的指示指标是以工质在气缸内对活塞做功为基础，用指示功，平均指示压力和指示功率评定循环的动力性。 8、评定发动机循环经济性是用循环热效率及燃油消耗率。 9、发动机性能的三大指标：指示指标，有效指标和强化指标。 10．换气损失是由排气损失和进气损失两部分组成。 11、发动机废气能量利用的基本形式有两种：一种为恒压增压系统，另一种为脉冲增压系统。 12、发动机增压系统的选择原则是：低增压时选择脉冲增压系统，高增压时选用恒压系统。 13.目前，发动机所用燃料主要是汽油和柴油两种石油产品。 14现行国标（GB484-89）规定的汽油有RQ90、RQ93、RQ97等品种。 15、柴油机喷油泵油量较正常用方法有两种：出油阀校正和弹簧校正。 16、出油阀校正目前常用的有三种形式：①可变减压容积，②可变的减压作用，③出油阀节流。 17 比较合适的放热规律是希望燃烧先缓后急。 18、汽油机混合气的形成方式主要有两类：一类是利用化油器在气缸外部形成均匀可燃混合气,靠控制节气门开度调节混合气的数量。另一类是利用喷油嘴向进气管，进气道或气缸内喷射汽油形成混合气。
《汽车构造》课程教学设计
编写说明 一、课程教学设计 1、课程教学设计的基本涵义是指在课程标准确定的情况下，用什么方法，手段、条件达到教学的规定目标。是教师对课程标准深入理解的基础上，对课的类型、教学方法、教学目的、教学内容、教学组织、教学流程、评价方式、课的进程和时间分配等进行的设计。 2、本课程教学设计包涵两部分内容：一是课程的整体设计，一是课程的单元设计。 课程教学设计以课程标准为出发点。课程设计关心的是课程目标、课程改革的基本理念和课程设计思路；关注的是学生学习的过程和方法，以及伴随这一过程而产生的积极情感体验和正确的价值观；教师在进行课程设计的过程中，主要应关注的是如何利用各门学科所特有的优势会促进每一个学生的健康发展；而不是仅仅关心学生对某个结论是否记住，记得是否准确？某项技能是否形成，并且运用起来是否得心应手？ 3、在编写过程中，特别注意： 课程的整体设计是以课程整体为设计单位的； 课程的单元设计是以课程内部单元为设计单位的； 课程的单元设计的第六点“学习任务完成过程设计”是以学习情境下的学习任务为设计单位的。 4、为编写校本教材的需要，课程的单元设计的第六点“学习任务完成过程设计”在编写“教学内容”的过程中应尽可能的详细。 二、格式要求 1．“页面设置”：纸型为A4；页边距为上2.5cm，下2.5cm，左2.5cm，右2.5cm。 2．全文行间距设为１．２５倍，表格内行间距设为１倍。段前段后间距均设为0。 3．一级标题为黑体小3号字； 二级标题为黑体4号字； 三级标题及正文的字体及字号均为宋体小4号字； 表格内的字体及字号均为宋体5号字。 4．标点符号要在半角状态下录入。
毕业设计说明书(论文) 题目：微型转子发动机结构方案设计与分析
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日