发动机管理系统（精选12篇）
发动机管理系统 篇1
冷却系统和润滑系统是维持发动机长期正常工作不可缺少的部分, 其工作好坏对发动机的动力性和经济性以及零件的磨损影响很大。在此介绍发动机的冷却系统和润滑系统, 对目前常用的几种不同型号发动机的冷却系统和润滑系统的具体工作模式做了详细的分析。
一、冷却系统
冷却系统的功用是保证发动机在正常的温度下工作, 把发动机工作时产生的热量通过它散发出去, 加以冷却, 经常检查冷却系统的工作状况, 不能有缺水、漏水或风向、风流、风量不对等现象, 以免破坏发动机的正常工作, 损坏机件, 造成事故。
冷却系统按发动机的冷却方式可分为风冷却和水冷却两种。
1. 风冷却系统
风冷却一般用于小型发动机上。依靠飞轮上的风扇叶旋转, 产生气流, 通过导风罩、引风圈、导风板等导风装置的导向作用, 直接吹向气缸盖和气缸体的外表, 将热量带走。气缸盖、气缸体外表上分布了很多散热片, 它的功用是加大与空气的接触面积, 提高散热能力。导风罩和引风圈、导风板的作用是将冷空气引导到需要冷却的部位, 使各部位冷却均匀, 达到维持其适宜工作温度的目的。若不用导风装置, 则在气缸盖、气缸体等零件的背面就不能得到足够的冷却, 使之温度过高, 造成很大温差, 引起气缸和其他零件变形, 严重时还会发生活塞拉缸和卡死等故障。
2. 水冷却系统
按冷却水循环方式的不同, 小型柴油机的冷却系可分为三种:蒸发式冷却、热对流循环式冷却、压流循环式冷却。
下面针对农村普遍使用的R175、R180、R185、R190、S195、立式195T、ZH100、德力1105等型号的柴油机, 对他们的冷却方式做一个简单的介绍。
(1) 蒸发式冷却。发动机工作时, 气缸体水套和气缸盖水套中的水因接触高温零件而温度升高, 这部分水受热膨胀, 密度减小, 便上升到水箱的顶部, 水箱表层的水受到外界空气的冷却, 密度加大而下沉, 分别进入缸体水套和缸盖水套, 形成上下对流, 连续不断地循环, 从而将气缸体和气缸盖周围的热量带到水箱散发掉。当水箱内的水温升高到沸点时, 缸体水套和缸盖水套内水逐渐变成水蒸气, 冲击水箱水面散发到空气中去。蒸发式水冷却系统靠水沸腾吸收大量的热并散发到空气中去, 加强散热冷却作用。因此, 水箱常常出现“开锅”现象, 这是正常的, 应注意经常补充冷却水, 以保证发动机的正常工作温度。
采用蒸发式冷却系统的小型发动机如R175、R180、S195柴油机应经常注意补充冷却水, 因为其铸铁水箱散热慢、容积小, 冷却水非常容易蒸发。根据实践证实, 水箱内的冷却水少于水箱容积的1/2后, 发动机在重负荷高速长时间运转时, 因温度过高, 会发生拉缸的严重机械事故。
(2) 热对流式循环冷却。立式195T和德力1105型柴油机的冷却系统属于此种冷却方式, 利用水的温度差所引起的密度变化形成水的热对流自然循环, 当柴油机工作时, 气缸体水套与气缸盖水套的冷却水由于接触高温零件而温度升高, 密度变小, 沿上水管进入水箱的上水室, 而水箱内的冷却水因密度较大靠自重而进入下水室, 经下水管进入气缸体水套和气缸盖水套, 缸体水套和缸盖水套的低温水受热后密度变小又上升进入上水室, 水箱内的冷却水下沉到下水室进入缸体水套和缸盖水套, 如此往复, 使冷却水连续不断地循环, 达到传热和散热的目的。
广东顺德德力1105柴油机采用离心式风扇, 风扇与飞轮铸造一体, 水箱下部装有导风罩, 当低温空气经过水箱散热芯片的空隙被吸进时, 经过导风罩, 从风扇的径向出风口带走部分热量, 排到大气中去。热对流循环式冷却系统就是通过循环水通道和风通道两部分冷却发动机, 使其在最适宜的温度下工作。
在水箱盖上即散热器加水口处装有一个蒸汽空气阀, 其作用是当水箱内产生大量蒸汽而气压较高时, 空气阀便打开, 使冷却系统与大气相通, 避免高压气体胀裂散热器芯。当柴油机的温度下降, 蒸汽凝结成水, 水箱内的气压低于大气压力时, 则外界大气顶开空气阀, 让空气进入散热器中, 压力保持平衡。蒸汽空气阀上与大气相通的通气管也能使冷却系统中多余的水从此管溢出。
(3) 压流循环式冷却。多缸发动机和泰山12型拖拉机配置的195T型柴油机的冷却系统, 利用离心式水泵将水加压进行强制循环, 主要由水泵、散热器、轴流式风扇及进水橡胶管等组成, 散热器及其蒸汽空气阀的结构同热对流循环式相同。
发动机工作时, 曲轴通过三角皮带, 带动冷却水泵的叶轮旋转, 冷却水以一定的压力进入气缸体水套、气缸盖水套和散热器上水室, 受热的冷却水经散热器芯向下流动, 被风扇吹来的大量冷空气冷却, 流到散热器下水室, 又被吸入水泵, 再压入气缸体水套, 实现冷却水的强制循环。
二、润滑系统
润滑系统的功用是将清洁的润滑油不间断地充分供给各运动件的摩擦表面, 使发动机各零件能正常工作。润滑油有五大作用。
(1) 润滑作用:润滑油在摩擦表面形成油膜, 减少零件表面之间的磨损;
(2) 冷却作用:润滑油不停地流动, 将摩擦表面所产生的部分热量带走, 使零件温度不致过高;
(3) 密封作用:利用润滑油的黏性, 增加活塞环、活塞及气缸间的密封性, 减少漏气损失;
(4) 清洗作用:润滑油流过摩擦表面时, 带走磨下来的微小金属屑和其他杂质;
(5) 防锈作用:由于零件表面覆有润滑油, 防止零件表面与空气、水分及燃气接触而发生氧化锈蚀。
发动机的润滑方式有两种:
(1) 压力润滑:靠机油泵将一定压力和流量的润滑油压送到需要润滑的零件表面, 实行强制供油润滑;
(2) 飞溅润滑:也叫非压力润滑, 靠曲轴旋转, 连杆大端激溅起的润滑油与压力润滑各零件泄漏的油滴一起形成细小油滴和油雾, 降落并附着在需要润滑的摩擦表面, 加以润滑。
另外, 还有一种无泵强制飞溅式的润滑系统, 如湖南滨湖柴油机厂生产的老式165F、175F-1、175F-2、BH175F等柴油机, 该类机型曲轴旋转时, 浸在机油中的凸轮轴上的正时齿轮和曲轴上的正时齿轮相吻合, 将机油带上来, 而带上来的机油一部分又流回到油底壳, 另一部分被挤压, 流入滚动轴承, 然后到甩油圈, 在离心力的作用下, 从甩油圈的小孔流入曲轴连杆轴颈的中间部分, 再通过连杆轴颈上的油孔进入连杆轴瓦与连杆轴颈之间进行润滑, 润滑后的机油又从连杆大头的两侧甩到气缸壁、活塞、活塞销、凸轮轴等零件上。气门室内的摇臂、气门、气门导管等零件是通过油雾粘附形式进行润滑的, 被飞贱起来的润滑油雾, 在压力差的作用下, 在机体内流入气门挺柱孔两侧的斜小孔, 经推杆导管到气门室润滑气门室内的运动零件。
润滑系统是发动机的重要系统, 润滑油的优劣是发动机使用寿命的关键, 内燃机的润滑油一般分为汽机油和柴机油两大类, 汽机油用于各种汽油机和中、低速柴油机的润滑, 高速柴油机都要求使用柴机油润滑。在100℃时柴机油按黏度的大小分为HCA-8、HCA-11、HCA-14三种。黏度是指在规定温度下油品的稠稀程度。牌号越高就越稠, 黏度越大, 适用于温暖季节;牌号越小, 就越稀, 黏度越小, 适用于寒冷季节,
一般来说, 黏度大的润滑油更能保证运动件的润滑, 提高气缸密封性, 防止气缸产生窜机油及漏气的现象。但是如果在冬季使用黏度过大的润滑油, 一方面将会导致发动机启动困难, 阻力增大, 消耗在摩擦上的功率增多, 实际发出的功率下降;另一方面, 由于黏度过大, 其流动性能差, 对于靠飞溅润滑的发动机, 会使机油输送量减少, 单位时间内发动机油路中的循环次数减少, 从而冷却作用差, 使被润滑零件温度升高。
润滑油黏度小, 流动性好, 但在零件运动时容易流掉, 使运动件摩擦面形成油膜困难, 润滑不可靠。而且机油易窜入燃烧室燃烧, 引起润滑油消耗量增大。可是黏度小的润滑油在发动机中循环次数多, 冷却散热作用好, 并使发动机易于启动。
根据机型、转速不同以及季节的不同, 应该选用合适且合格的润滑油, 冬季一般用HCA-11号柴机油, 气温在0℃以下时, 宜用HCA-8号柴机油, 夏季用HCA-14号柴机油。润滑油使用时间过长, 未按规定例行保养, 不按规定牌号添加润滑油, 会使零件的摩擦表面不能形成很好的油膜, 加速各零件的磨损, 严重的会产生活塞环卡死, 活塞拉毛, 缸套拉缸, 轴瓦拉瓦, 影响发动机的正常使用。
发动机管理系统 篇2
一、汽车的发展历史
1.汽车的诞生：
1885年，德国工程师卡尔·本茨(1844-1929)在曼海姆制造成一辆装有0.85马力汽油机的三轮车，1886年，德国 卡尔·本茨；戴姆勒
2.汽车车型的演变过程及发展阶段 ①马车型汽车
从19世纪末到20世纪初，世界上相继出现了一批汽车制造公司，除戴姆勒和奔驰各自成立了以自己名字命名的汽车公司外，还有美国的福特公司、英国的劳斯莱斯公司等。当时的汽车外形基本上沿用了马车的造型，因此被人们称为无马的“马车”。
②箱型汽车
美国福特汽车公司在1915年生产出一种新型的福特T型车，这种车的车室部分很像一只大箱子，被称为“箱型汽车”。作为高速车，箱型汽车并不够理想，因为它的阻力大大妨碍了汽车前进的速度，所以人们又开始研究一种新的车型——流线型。
③甲壳虫型汽车
1934年美国的克莱斯勒公司生产的气流牌小客车，首先采用了流线型的车身外形。1936年福特公司在“气流”的基础上，研制成功林肯和风牌流线型小客车。此车散热器罩很精练，颇具动感，俯视整个车身呈纺锤形，很有特色。流线型车身的大量生产从德国“大众”开始。1933年德国的波尔舍博士设计了一种类似甲壳虫外形的汽车。波尔舍最大限度地发挥了甲壳虫外形的长处，使其成为同类车中之王，“甲壳虫”也成为该车的代名词。
④船型汽车
美国福特公司经过几年的努力，于1949年推出具有历史意义的新型福特V8型汽车。这种车型改变了以往汽车造型的模式，使前翼子板和发动机罩，后翼子板和行李舱罩融于一体，大灯和散热器罩也形成一个平滑的面，车室位于车的中部，整个造型很像一只小船，所以人们把这类车称为“船型汽车”。从上世纪五十年代至今，船型已成为世界上数量最多的一种车型。
⑤鱼型汽车
船型汽车尾部过分向后伸出，形成阶梯状，在高速时会产生较强的空气涡流。为了克服这一缺陷，人们把船型车的后窗玻璃逐渐倾斜，倾斜的极限即成为斜背式。这类车被称为“鱼型汽车”。最初的鱼型车是美国1952年生产的别克牌小客车。1964年美国的克莱斯勒.顺风牌和1965年的福特.野马牌都采用了鱼型造型。自顺风牌以后，世界各国逐渐生产鱼型汽车。
⑥楔型汽车
为了从根本上解决鱼型汽车的升力问题，人们设想了种种方案，最后终于找到了“楔型”。就是将车身整体向前下方倾斜，车身后部像刀切一样平直，这种造型能有效地克服升力。1963年司蒂倍克.阿本提第一次设计了楔型小客车。“阿本提”诞生于船型车的盛行时代，与通常的外形形成尖锐的对立，因此，未能起到引导车身外形向前发展的作用，直到
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1966年才被奥兹莫比尔.托罗纳多所继承。楔型对于目前所考虑到的高速汽车，已接近理想造型。现在世界各大汽车生产国都已生产出带有楔型效果的小客车，这些汽车的外形清爽利落、简洁大方，极富现代气息。汽车发展到鱼型，关于空气阻力的问题已经基本解决，楔型继承了这一成果，并有效地克服了鱼型车的升力问题，使汽车的行驶稳定性有了显著的提高，当之无愧为目前最为理想的车身造型。
⑦概念车
由英文Conception Car意译而来。概念车不是Ep将投产的车型，它仅仅是向人们展示设计人员新颖、独特、超前的构思而已。概念车还处在创意、试验阶段，很可能永远不投产。因为不是大批量生产的商品车，每一辆概念车都可以更多地摆脱生产制造水平方面的束缚，尽情地甚至夸张地层示自己的独特魅力。
概念车是时代的最新汽车科技成果，代表着未来汽车的发展方向，因此它展示的作用和意义很大，能够给人以启发并促进相互借鉴学习。因为概念车有超前的构思，体现了独特的创意，并应用了最新科技成果，所以它的鉴赏价值极高。
3.汽车的发展过程： 4.现代汽车发展概况： 5.我国汽车发展概况：
6.世界各国知名品牌汽车：奔驰、宝马、保时捷、法拉利、凯迪拉克、丰田、通用、福特
二、发动机的类型 1．内燃机定义
汽车发动机的作用是将燃料与空气进行混合在其机体内燃烧，推动活塞往复运动再带动曲轴旋转、从而将化学能转变为机械能向汽车提供动力。由于燃料是在气缸中燃烧.因此又称内燃机。
2.类型：
(1)按照所用燃料分类
内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。使用汽油为燃料的内燃机称为(2)按照行程分类
内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行程内燃机。把曲轴转两圈(720°)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机；而把曲轴转一圈(360°)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。汽车发动机广泛使用四行程内燃机。
(3)按照冷却方式分类
内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机。
(4)按照气缸数目分类
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汽油机；使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。
(5)按照气缸排列方式分类
按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角<180°(一般为90°)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机。
(6)按照进气系统是否采用增压方式分类
内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机。汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压式
三、汽车的总体构造
1．发动机：汽车的动力源，热能转化为机械能 由两大机构、五大系统组成
2．底盘：汽车构成的基础，有四大系统组成
3．电器设备：电源组、发动机起动系、点火系、汽车照明、信号装置、音响系统、通讯系统等
4．车身：
作 业：
船用双燃料发动机燃油系统仿真 篇3
摘要：
为研究双燃料发动机燃油系统运行特性，以曼恩8L51/60DF双燃料发动机为研究对象，运用流体力学和插值算法，针对双燃料系统的三种工作模式（柴油模式、燃气模式、备用模式），建立柴油系统、燃气系统、引燃油系统综合数学模型.基于天然气的物理、化学性能与液体燃油不同，燃料油系统高压油泵凸轮模型对系统影响大等特点，对传统共轨柴油机模型中凸轮的弹性模量进行改进，以适应双燃料系统模型的建立.最后，利用MATLAB/Simulink对建立的系统模型进行数值计算，实现对柴油系统、燃气系统、引燃油系统的动态仿真和特性分析.仿真结果表明，系统模拟出的双燃料发动机燃油系统的运行特性与实际相符.该模型可应用于双燃料发动机控制系统的算法设计.
关键词：
双燃料发动机； 燃油系统； 燃气； 引燃油
中图分类号： U664.12
0 引 言
为降低航运业运营成本、保护环境，船舶发动机燃油系统不断被改进，双燃料发动机以其污染更少、燃料价格较低，成为研究热点[12].现阶段双燃料发动机主要用于LNG船，其工作原理与柴油机一样，其燃料既可以是燃油又可以是天然气，燃油系统由燃料油系统、天然气共轨系统和引燃油系统组成[3].赵辉[4]对液体燃料共轨柴油机进行了研究；沈苏海等[5]对电控柴油机燃油共轨系统进行了建模；王书雷等[6]对曼恩双燃料机器的4种工作模式进行了介绍；刘红雷等[7]运用AVLBoost对双燃料系统进行了仿真；汤东等[810]对双燃料发动机燃烧模型和热效率进行了研究；魏冰等[11]运用MAP图对双燃料发动机性能进行了研究；罗福强等[12]就双燃料发动机动力性进行了分析；张春润等[13]基于原机动力性对柴油天然气双燃料发动机性能进行了研究；朱永凯等[14]对国内3万m3 LNG船动力系统进行了介绍.迄今为止还没有对双燃料发动机燃气系统进行数学建模的研究.本文在前人研究的基础上，以曼恩8L51/60DF双燃料发动机为研究对象，建立包含燃料油系统、燃气系统、引燃油系统的双燃料发动机整体燃油系统模型；针对双燃料发动机燃料的特性，对传统燃油系统数学模型进行改进；最后通过仿真试验，比较试验数据和台架数据验证模型的正确性.
1 双燃料发动机系统原理
曼恩8L51/60DF双燃料发动机的工作原理和结构与四冲程柴油机类似，其燃油系统如图1所示.燃料油系统可以使用重油或轻油，采用传统机械凸轮控制；天然气系统燃气来自LNG船货仓挥发气，系统主要包含液货舱、加热器、供气压缩机、供气阀件单元、燃气共轨和燃气阀等，通过压缩机使燃气共轨压力保持在6.8～7.2 MPa，燃气阀依靠SaCoSone
图1 双燃料发动机燃油系统
控制系统实现燃气喷射定时和定量的精确控制；引燃油系统使用轻柴油，在燃气模式时引燃天然气（燃料油模式时，引燃油也喷射，防止喷油器积碳）.由SaCoSone控制系统控制引燃油泵，使引燃油共轨稳定在90 MPa左右，同时实现引燃油喷油定时和脉宽的精确控制.
2 双燃料发动机系统数学模型
燃油系统中燃料油系统和引燃油系统是以流体力学和牛顿第二定律为理论依据建立系统的数学模型的[1].燃气系统由于压缩机结构复杂，较难建立精确的数学模型，本文采用插值法建立压缩机模型.对于燃气共轨，先采用分子动理论和力学理论推导出气体弹性模量，然后根据流体力学建立气体连续运动方程.本文在建立燃油系统模型时作如下假设：（1）液体燃油是可压缩一维非稳态流动的；（2）液体燃油在整个系统中温度保持不变；（3）各腔室为集中容积，本腔室内同一时刻各处压力相等；（4）不考虑管路流体阻力；（5）不考虑系统漏泄和各处的弹性形变；（6）天然气流动看作一维绝热定常流动.
2.1 燃料油系统和引燃油系统
如图1所示，燃料油经高压油泵加压后，通过高压油管供入喷油器，凸轮轴控制喷油定时.因为大部分时间本发动机使用燃气模式，这种布置可以降低燃油系统复杂程度，提高双燃料发动机可靠性.引燃油系统主要作用是引燃天然气，消耗量很少，大概为主燃油的1%.因此，双燃料机器的引燃油系统采用共轨系统，使引燃油系统压力稳定在一个较高的水平，引燃效果好.
上述两系统建模方法较为成熟，本文将不再详述，只对燃料油系统高压油泵凸轮、引燃油系统引燃油泵进行进一步研究.
2.1.1 燃料油系统高压油泵凸轮
由于燃料油系统高压油泵凸轮模型精确性比共轨柴油机凸轮的对系统的影响大，本文对高压油泵凸轮模型作了进一步研究.目前国内外多采用高次多项式、复合函数和N次谐波等凸轮型线.文献[4]采用的是高次多项式法，其参数都是凸轮最大行程的函数，误差较大；谐波法较为复杂，计算量较大；复合函数法简单，通过实验验证精确性较高次多项式法更准确.因此本文采用复合函数法，把凸轮分为上升段和下降段，其中上升段是半波正弦曲线中间加入一段等加速段，下降段是四分之一正弦曲线之间复合一段等加速曲线.
2.1.2 引燃油系统引燃油泵
引燃油泵为柱塞泵，为引燃油共轨供给燃油，由SaCoSone控制系统控制，保持共轨油压稳定，其泵的工作性能较为重要.
（1）柱塞位移模型
2.2 燃气系统
燃气系统的供气单元主要是一些阀件，对系统影响不大，因此为简化计算，不考虑其数学模型.本系统主要对燃气压缩机、加热器、燃气共轨、燃气阀进行建模.
2.2.1 燃气压缩机
燃气压缩机一般是多级压缩，难以建立精确的数学模型.本文借鉴空气压缩机的建模方法，采用折合参数法得到压缩机特性线，并绘制等速线和等熵效率线.通过插值算法得到相关参数的值.
查特性曲线时，先根据式（1）把压缩机转速转换为标定工况的折合转速，再根据压比查得折合流量和效率，然后根据式（2）计算实际流量.根据热力学原理，压缩机工作过程可看成绝热压缩流动过程，因此可根据一维等熵绝热压缩过程计算压缩机出口温度，通过式（3）可得出口温度.
式中：ne为折合转速；n为压缩机转速；T0为设定的标准大气压温度；T为大气压温度；me为折合流量；m为压缩机空气质量流量；p0为设定的标准大气压力；p为大气压力；ηc为压缩机效率；πk为增压比；Tin和Tout分别为压缩机进、出口温度；u=k-1k，k为空气绝热指数.
2.2.2 加热器
在燃气系统中，压缩机前后都有加热器，使燃气温度提高到符合要求的值.为简化模型只设了一个加热器.加热器可以精确控制出口温度，但是有节流作用，因此可以作为等压升温环节来简化处理.
2.2.3 缓冲器
针对缓冲器，其流入和流出燃气满足如下连续性方程：
式中：Vb为缓冲器容积；pb为缓冲器压力；En为燃气弹性模量；Qb-in为进缓冲器天然气量；Qr-in为天然气共轨量；ζ为缓冲器安全阀开关信号，开时为1，关时为0；μsf和Asf分别为安全阀流量系数和流通面积；ρn为天然气密度.
上式中，En随天然气压力变化而变化，且可压缩性比液体更大，因此天然气弹性模量需重新计算.由于天然气在管内流动时，速度和压力传递比液体慢，可以看成是等温流动过程.根据范德瓦尔斯方程
2.2.4 燃气阀
燃气从进气管进入气缸，因此进入压力是燃气共轨压力，背压是空气进气压力.因此，燃气阀流量模型为
3 仿真实验边界参数设置
仿真时MATLAB /Simulink采用ode4算法，定步长0.000 01.双燃料发动机燃料油系统采用凸轮控制，凸轮工作半包角为126°，凸轮转速为257 r/min，喷油器启发压力为37.5 MPa；引燃油系统油泵斜盘倾角为16.5°，油泵油缸与泵轴的夹角为10.5°，转速为1 950 r/min，引燃油共轨体积为0.2 m3.燃气系统压缩机进机温度为-140 ℃，压力
0.106 MPa，缓冲器工作压力为1 MPa，燃气共轨和缓冲器体积分别为1 m3和3 m3.双燃料发动机负荷率是99.9%，额定转速为514 r/min，在0.7 s内，会有3个工作循环.
4 仿真实验
文献[4]采用高次多项式仿真油泵凸轮，其对象是三作用凸轮，其工作半包角为64°.当用此法仿真机械式燃油系统油泵凸轮时，两次工作间隔期会出现异常抖动（见图2），这是因为工作半包角变为126°，而且文献[4]中参数都为最大升程的函数，误差较大.而本文采用的复合函数法模拟效果较好.
从图3可以看出，柱塞升程曲线柔和、稳定，工作效率高.油泵柱塞上行初期，柱塞腔压力上升较快.柱塞上行末期，由于喷油器持续喷油，管内油量下降，柱塞腔油压逐渐减小.随后由于回油口的打开，柱塞腔压力迅速降到回油压力，这与实际情况相符.
从图4可以看出：喷油是跟随油泵动作的，且喷油时间略晚于供油时间.由于喷油器与高压油管连通，喷油前后压力都与高压油管压力相同，为30 MPa；只有高压油管压力大于启发压力37.5 MPa时，喷油器针阀才开始慢慢动作.而喷油结束时，针阀升程在弹簧的作用下快速回零.这与实际情况相符.
5 结 论
以曼恩双燃料发动机为研究对象，建立燃油系统仿真模型.由于天然气较之常规液压油物理、化学性质大为不同，燃料油系统高压油泵凸轮数学模型精确性较之瓦锡兰共轨柴油机凸轮的对系统影响更大，本文在以下几个方面做了改进：燃料油系统高压油泵凸轮采用复合函数法，气体弹性模量采用范德瓦尔斯方程.仿真结果表明，新模型能更好地反映燃料油系统、引燃油系统、天然气共轨系统工作过程，能更准确地模拟燃料油凸轮升程、引燃油共轨轨压、燃气压缩机和燃气共轨等参数的变化.与台架试验数据对比验证了模型较准确.该模型可以作为通用模型，为双燃料发动机控制系统算法的研究提供了一个较好的仿真平台.
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发动机管理系统 篇4
1 Introduction of Lab VIEW
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering) is a graphical programming language by the United States NI introduced, the program is produced in block diagram form, easy to use, especially for hardware and software engineers, technical staff training test, pipeline technology staff and applications can be able grasp the operation methods and apply it to practice in a very short time.Lab VIEW integrates hardware GPIB, PCI, RS-232 and RS-485 protocol and data acquisition card communication, it has built all the features to facilitate the application of TCP/IP, Active X software standard librar y functions[1].Graphical programming language, also k nown as"G"lang uage, which is ver y convenient programmers to develop software, mainly to replace the flowchart program code, you can shorten the development cycle a nd h ig h ef f icie ncy also g re atly si mpl i f ie s t he complexity of the code[2].This is a powerful and flexible software.
2 Development of signal acquisition system in Lab VIEW environment
Electronic engine control scheme of the sensor signal acquisition system is to test and study the acquisition engine sensor signal, PCLD-8710 wiring board is accepted by the virtual instrument to collect the digital quantity, and then connects to PCI-1712 data acquisition card through the data bus, according to Lab VIEW program, to collect signal data for analysis, calculation and processing, and the realization of the analysis on data display and the sensor signal acquisition achieved graphical display.
2.1 Hardware design of acquisition system
2.1.1 Type of detection sensor
Taking Lavida sedan engine as an example, the sensor mainly includes throttle gate position sensor, intake pressure sensor, intake air temperature sensor, coolant temperature sensor, knock sensor, oxygen sensor, crankshaft position sensor, cam shaft position sensor, boost pressure sensor, pedal position sensors and airflow sensor.
2.1.2 Data acquisition card selection
On the basis of the actual sensor signal acquisition parameter requirements and cost control in a number of thinking, this paper adopts the PCI-1712 Advantech products.The main features of PCI-1712 data acquisition card are as follows:
(1) The board itself A/D memory FIFO buffer 1K and D/A output of the FIFO buffer 32K.
(2) 1MHz sampling rate, 12 bit A/D converter and the adoption of PCI data bus
(3) 16 way single ended or 8 way differential analog input (AI0—AI15) , or combination method input.
Automatic calibration of analog input and output.The input gain of each channel can be programmed, etc.
2.1.3 conditioning circuit
Signal conditioning the main role is to amplify the weak signal to transform into standard signal to meet the insertion type collecting device of analog voltage input range;blocking the signal of computer and sensor to protect the test signal without interference by the common mode voltage;in the test signal filter out unwanted signals.
2.1.4 Selection of PC machine
This system uses the existing Lenovo desktop, can meet the requirements of the experiment.
2.2 Software design of acquisition system
2.2.1 Software structure
The application program mainly realizes the function:collection parameter setting, data acquisition, signal realtime display and signal storage four function modules.
2.2.2 Signal acquisition module
Analog input, analog output, timer, and digital input/output are the main functions of Lab VIEW data acquisition.And analog input mode is one of the most commonly used way.A data acquisition process, the analog signal is mainly through the data acquisition card multiway switch, A/D conversion chip and data cache of a number of components will be a single channel analog signal converted into digital signals, and storage in the data cache, and computer through the Lab VIEW VI code control data acquisition card of a few parts of the operation.Computer and data acquisition is the mutual information conversion, communication and control through the PCI bus.The module of real-time acquisition of sensor signals is utilized to realize the data acquisition card.
2.2.3 Parameter setting module
This part mainly carries on the disposition to the data acquisition system's many kinds of parameters.Including the sampling rate, sampling channel selection, sampling time and the number of samples.In order to simplify the complex frame, the local variable configuration parameters to the follow-up, and maintain a consistent and synchronization.
2.2.4 Signal display module
Good human-computer interaction interface makes the operation of the instrument is very simple.Data collected in the form of one-dimensional array of input to the Split DArray.which is converted to two-dimensional array after the index array, according to the conditions before the structure of the index values are given out the corresponding sub array.And then input to create the waveform as the Y value of the waveform, through the creation of the array in the waveform chart display.
3 Example application
To further demonstrate the function of the system, to the corresponding test, the test mainly as follows:through the data bus of PCI interface to Ni the data acquisition card is introduced into a computer, for Santana engine sensor signals data acquisition, then the number according to channel 1 are connected, and in the total die corresponding to the input to collect data.In system software interface displays test data.It finally puts the signals and traditional oscilloscope display is connected, to compare the results of the two, the error in the range of 1%, at the same time, the software interface wave effect smooth and intuitive, and conventional oscillograph display effect are similar.It is proved that the system is easy to maintain and extend, and it has wide application value in the process of laboratory virtual research.
4 Concluding remarks
In this paper, based on Lab VIEW, a graphical programming language, the completion of the electronic control engine sensor signal acquisition system configuration and the system completed the sampling signal of sensor and display are verified by the system which is stable and reliable.Compared with the traditional data acquisition instrument, the one based on virtual instrument Lab VIEW has the advantages of low cost, easy maintenance, simple operation and short development cycle.
参考文献
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发动机管理系统 篇5
结合多年研究和实践,对电控发动机的故障诊断和排除进行地分析、介绍,便于专业及维修人员进行参考,并提高工作效率.
作 者：潘海涛 史雷鸣 PAN Hai-tao SHI Lei-ming 作者单位：潘海涛,PAN Hai-tao(郑州日产汽车有限公司,河南,郑州,450009)
史雷鸣,SHI Lei-ming(河南交通职业技术学院,河南,郑州,450052)
发动机引气系统的认识及故障讨论 篇6
摘 要：发动机引气系统故障主要有引气压力低、引气压力偏高或引气跳开。首先要了解清楚故障发生时飞行高度、发动机N1转速，引气压力变化情况。利用管道压力与N1转速的曲线图来确定管道压力是否在要求范围以内，以确定故障，再结合排故图，首先隔离最可能的故障件，依次判断，最终找出故障件。
关键词：发动机引气；系统的认识；故障讨论
中图分类号： V263.6 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）35-185-2
1 发动机引气系统原理介绍
CFM56-7B发动机引气过程分为四个过程：九级引气未调节阶段（转速调节）、高压调节器调节阶段、五级引气未调节阶段（转速调节）、引气调节器调节阶段。
①九级引气未调节阶段：九级引气压力低于高压调节器的基准压力，高压级调节器无需进行降压调节，高压级调节器控制压力打开高压级活门，让高压级引气流动；并且关闭低压级压气机单向活门，防止反流。压力调节和关断活门（PRSOV）打开，因为引气调节器 （BAR） 控制压力打开压力调节和关断活门。此阶段引气压力随着转速上升而增加，属于转速调节。
②高压调节器调节阶段：随着推油门提高发动机转速，九级引气压力增加，大于高压级调节器基准压力时，高压级调节器调节进去高压级活门的控制压力，使得高压级活门将高压级引气压力调节至 26-38 psi。此时五级引气压力仍低于高压级活门调节后的压力，五级单项活门仍关闭。
③五级引气未调节阶段：当进一步推油门时，低压五级引气压力高于高压级活门调节的压力，低压级引气流过单向活门，关闭高压级活门。此阶段引气压力随着转速上升而增加，属于转速调节。
④引气调节器调节阶段：再进一步增大发动机转速，当五级引气压力大于引气调节器的基准压力时，引气调节器调节进去PRSOV控制信号管的压力，从而控制PRSOV的开度，使低压五级引气流过PRSOV后的压力调节至34-50 psi。
准确掌握发动机引气系统四个阶段的转换状况，对准备判断和排除引气系统故障至关重要。通过下图可以清晰地看出，四个阶段的状态转换和发动机转速的关系不是固定对应的，还与飞行高度的关系较大。譬如：在海平面时，N1大于47%时，就已进入五级引气阶段；飞机在37000FT高度时，N1在75%时，引气系统仍处于九级引气阶段。
2 发动机引气故障判断
引气系统常见故障有两种：引气压力低、引气跳开。
对于引气压力低故障，首先判断是不是指示系统的故障。地面接通APU引气，打开引气隔离活门，检查压力指示表上的左右压力指示值，如果左右引气管道压力差值大于3PSI，则说明压力指示有故障。如果左右引气管道压力差值小于3PSI，则说明指示系统是好的，存在真实的压力低故障。
①全程引气压力低：首先PRSOV卡阻可能导致引气压力低。再就是预冷器系统故障，导致发动机引气“过冷却”，温度低，压力也低。
②高功率时引气压力低：高功率时由5级引气，而PRSOV开度是由BAR和450F控制，所以首要可能是BAR和450F。预冷气系统故障可能使引气温度超过450，从而降低PRSOV开度。
③低功率时引气压力低：因为引气来自高压9级引气，由压力调节由高压调节器控制，因此压力低最大可能是高压级活门、高压调节器或者相关信号管故障。
④高功率时引气压力高：可能是高压级活门没有关到位，或是信号管漏气。PRSOV的下游信号管漏气，或活门复位弹簧失效也可导致引气压力高。
对于引气跳开故障，应首先判断是指示问题还是由于过热或超压引发的。可按压TRIP RESET 电门，如果温度压力降低后不能复位，那么就是引气指示系统上的原因，这样一般考虑ACAU、490°F 过热电门及压力调节器BAR里面的过压电门，或者线路短路原因；如果引气系统恢复正常则说明引气系统确实发生了超温现象。
①在慢车时跳开：可能是信号指示问题，一般为490F过热电门或BAR超压电门。
②在高压级向低压级引气转换过程中跳开：可能是高压级活门卡死在开位。
③在由低压级向高压级引气转换过程中跳开：一般是预冷器系统出现故障，导致引气没有足够的冷却。
3 发动机引气部件隔离步骤
①预冷器控制活门，是气控气动蝶形活门，由弹簧力保持在全开位。
a检查发动机引气系统不工作时预冷器活门是否保持在开位；
b用扳手开关操作人工驱动轴看转动是否顺畅和转轴是否正常；
c提供APU引气，反流测试活门是否转动到全关位，再接通大翼防冰电门，观察活门是否能转动到全开位，否则活门故障。
②高压调节器。
对高压调节器做引气健康检查：控制压力范围是否在（14～18psi）之内。
③高压级活门是气控气动的蝶形活门，由弹簧力保持在关闭位。
a检查发动机引气系统不工作时，活门是否在关位。
b用3/8扳手转动人工操纵轴，转动是否顺畅。
④引气调节器。
a将引气电门放在ON位，在BAR旁边听是否有“哒哒”电磁阀声音。
b引气健康检查，测试控制压力是否在正常范围之内（20～28psi）。
c将发动机引气电门放ON位，人工打开PRSOV活门，用APU引气反流检查活门是否保持开位。
⑤PRSOV是气控气动的蝶形活门，由弹簧力保持在关闭位。
a检查发动机引气系统不工作时，活门是否在关位。
b用3/8扳手转动人工操纵轴，转动是否顺畅。
c人工打开PRSOV活门，用APU引气反流检查控制气管是否漏气。
参 考 文 献
[1] 郑秀华，张宝生.引气型富浆浮石混凝土性能研究[J].哈尔滨建筑大学学报，1999（02）：152-153.
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发动机管理系统 篇7
20 世纪90 年代,我国汽车制造企业基础自动化建设与改造基本完成,部分企业还实施了企业资源规划ERP(Enterprise Resource Planning),但因缺乏将ERP 和控制系统连通的桥梁——中间层,从而使ERP与控制系统之间形成断层,信息无法交互,使得ERP的实施效果受到了极大的限制。制造执行系统MES正是为了填充这一空白而诞生的。它是处于计划层和车间层操作控制系统之间的执行层,主要负责生产管理和调度执行,还可以对质量进行分析追踪。
发动机装配生产线管理系统是发动机系列产品生产线工程建设的重要组成部分。建立此系统的目的,是通过实现装配生产线管理的信息化来提升管理水平,改变现行发动机总装单型号、单品种生产模式,实现多型号、多品种混线生产模式,从而达到与汽车生产同步、大幅度提高生产效率和经济效益。
1 应用系统程序设计
1.1 制造执行系统
制造执行系统解决了:生产作业计划的制定与执行和生产指挥调度;生产过程中的突发事件的处理;生产过程中的工艺标准的执行;产品质量的控制;设备运行情况的掌握;产量、在制品、生产消耗的统计;生产线人力资源状况;原料、材料、成品的库存等生产管理者最关心的问题。MES系统的基本功能模块包括工序详细调度,资源分配和状态管理,生产单元分配,过程管理,人力资源管理,维护管理,质量管理,文档控制,产品跟踪和清单管理,性能分析和数据采集等。具体如图1所示。
结合MES功能模型和该发动机装配企业实际需要和内部数据流程,建立基于MES的发动机装配生产线管理系统的业务流程,如图2所示。
业务流程:由程序自动判断Oracle数据库内的生产计划管理表I是否有更新的生产计划下达,将最新的数据读出并更新到MES数据库的生产计划管理表Ⅱ中,进行数据的Update和Insert,通过SQL Server的触发器,将数据表Ⅱ中的那些对应的数据传输到最后的Access数据库的生产管理表Ⅲ。
1.2 ADO.NET数据访问方式
ADO.NET数据访问方式系统中所有的数据都存储在数据库SQL Server 2000 中。Web 应用程序中采用ADO.NET 访问和操作数据库。ADO.NET 是一种高性能数据访问方式,与传统的ADO 数据访问方式有本质区别,ADO 使用OLEDB 接口并基于COM技术,而ADO.NET 拥有自己的ADO.NET 接口,基于Microsoft 公司的.NET 体系架构。组成ADO.NET 的类分为两大类型,即提供者类和使用者类。其中,提供者类完成将数据从数据源的读取和写入等实际操作,当数据被读到存储介质后,再由使用者类完成数据的访问和操作等。提供者类中包括Connection、Command、DataReader和DataAdapter等,使用者类中包括DataSet、DataTable、DataColumn,DataRow和DataRelation 等。Dataset类是ADO.NET 断开式结构的核心组件,用来实现独立于任何数据源的数据访问。
2 系统框架设计和系统功能实现
技术平台:数据库为Microsoft SQL Server 2000;开发语言为Microsoft Visual C#.NET、ASP.NET。
系统采用了五层的体系结构,是基于.NET的Web工程常用的结构该系统是一个Web工程,将其部署在服务器上的Web目录中,服务器运行Microsoft Windows 2000 Advance Server +.NET环境,后端连接Microsoft SQL Server 2000中的数据库。
客户端通过URL地址访问系统,服务器收到来自客户端的连接请求,生成相应的页面返回给客户端,在浏览器中显示。用户对数据的操作均是通过ASP.NET在服务器端完成的。 系统框架如图3所示。
基于MES的发动机装配生产线管理系统共有以下七大功能模块组成:
(1) 系统初始化 对于下载计划和分解计划的多台工控机的IP地址进行初始化,以便能与多台工控机进行数据通信。
(2) 用户管理 用户管理模块主要的内容是完成系统中用户的增加、修改、删除和作废等操作。权限管理模块主要的内容是完成系统中的角色分配。
(3) 基础数据管理 数据管理模块主要完成对基础数据的增加、修改、删除。数据下载模块主要完成对基础数据定时从上层数据库下载,同时可设定下载的启用与停用。数据分解模块主要完成对基础数据定时从中间层数据库分解数据到下层数据库。
(4) 生产计划管理 计划下载和计划分解模块分别完成定时从上层数据库下载计划和解定时将计划从中间层数据库分解数据到下层数据库的功能。查询模块完成对计划中具体数据的相关查询。
(5) 质量数据管理 图形生成模块主要完成测量数据图形的生成任务。可绘制:工序能力分析、饼图、直方图等,从而对产品质量进行预测分析。查询模块通过各种不同的条件完成零件和整机的查询。
(6) 救援信息管理 发出求助模块主要完成工人在工作期间遇到问题后,向系统发出求助,系统中有专门人员负责管理,解决问题。解决求助模块主要完成解决求助者登录后,按照不同的条件查找到新的求助,根据不同问题,给出不同的解决方法。
(7) 返工记录 通过对每批次产品在各加工工序的生产时间和生产批号、各加工工序的在线或离线检验数据记录、各批次使用辅料的质量检测记录等信息对产品进行关联查找。
3 结 论
结合发动机装配企业应用实际需要,采用.NET 和SQL Server 2000 数据库技术设计开发适合发动机装配企业MES的管理系统,有助于不断完善发动机装配企业MES,可扩展性好并提高MES系统的执行效率。MES研究开发和应用在国内还处于起步阶段,选择MES开发工具,对节省开发成本、缩短开发时间和提高开发效率意义重大。利用.Net平台成功开发基于MES的管理系统,并利用ADO.NET数据访问技术简化了独立于任何数据源的数据访问过程,满足了发动机装配企业应用需求。
参考文献
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发动机润滑系统的清洗 篇8
1.发动机熄火后, 趁热拧下放油塞, 放出脏机油。
2.清洗机油粗过滤器、细滤清器壳体, 更换滤芯, 然后装好 (有的机型是滤清器整体更换) 。
3.清洗油底壳, 清洗干净后装好。
4.加入新机油, 松开机油散热器回油管接头, 摇转曲轴, 使新机油将散热器中的清洗油挤出, 直到全部流出新机油为止, 再装好油管并补足新机油。
发动机润滑系统的维护 篇9
一、润滑系统的作用
润滑系统的总的作用就是把清洁和温度适宜的润滑油送至各摩擦表面进行润滑, 使柴油机各零件能正常工作。具体作用如下:
1. 减摩作用。
减轻零件表面之间的摩擦, 减少零件的磨损和摩擦功率损失。使发动机内部运动零件表面之间的干摩擦变为液体摩擦。一般金属间摩擦的摩擦系数为0.14~0.30, 而液体间摩擦的摩擦系数为0.001~0.005, 为干摩擦的几十分之一。
2. 冷却作用。
通过润滑油带走零件所吸收的部分热量, 降低零件表面的温度, 使运动零件不致因升温过高而烧坏。
3.清洗作用。
利用循环润滑油冲洗零件表面, 带走由于零件磨损造成的金属细末和其他杂质。
4. 密封作用。
利用润滑油的黏性, 附着于运动零件表面, 提高零件的密封效果。如活塞和气缸套之间保持一层油膜, 增强了活塞的密封作用。
5. 防锈作用。
润滑油附着于运动零件表面, 防止了零件表面与水分、空气以及燃气接触而发生氧化和锈蚀, 从而减少腐蚀性磨损。
6.减振缓冲作用。
在运动零件表面形成油膜, 吸收冲击并减小振动, 起减振、缓冲作用。
二、润滑系统的组成
润滑系统主要由油底壳、机油尺、吸油盘、机油泵、机油滤清器、压力表 (机油压力指示器) 、油管等组成。一般吸油盘中装有粗滤网, 机油泵有内外转子和齿轮式两种, 也有些单缸机不带机油滤清器。机油压力表多为多缸机采用, 而单缸机则用油压指示阀。对机油压力的调整, 有的在机油滤清器上, 有的在机油泵上, 也有的在主油道上。
三、润滑系统的使用要点
1. 无论是新车还是旧车, 都应按说明书的规定, 加注一定数量的符合质量牌号的润滑油, 对于装有增压器的柴油机这一点尤为重要。加注机油时应避免灰尘、杂质和水分等物质混入。
2. 每次出车前应检查和保持油面高度符合要求, 油面不过低也不过高。新修或刚维护的柴油机, 在初次加注机油时允许油面略高一些, 待柴油机运行一段时间后再检查, 油面仍高时, 应放出多余部分, 以保证机油面的正常高度。同时在初次加机油时, 应加满机油滤清器, 以保证机油尽快进入摩擦表面。
3. 柴油机冷启动前, 应空转数圈, 待各摩擦部位得到润滑后再启动。冬季温度过低时, 启动车辆, 最好先给机油加温, 以便于启动及减轻磨损。
4. 发动机运行中应注意机油压力和温度, 发现异常情况应及时停车, 检查排除。
5. 定期清洗机油粗、细滤清器和检查机油质量。如发现机油变质, 应及时更换。
6. 更换机油时应清洗润滑系统。注意记载机油消耗量, 当机油消耗不正常时, 应查明原因。
四、润滑油道的清洗
发动机在工作过程中, 润滑油的作用是非常重要的, 除了起润滑减少摩擦的作用外, 还起到冷却和清洁作用, 因此确保润滑油不间断循环流动的各条大小油道的畅通, 显得非常重要。在发动机的修理中, 除必须对各润滑系统的组成部分进行必要的检查和修理外, 特别是在发动机大修后, 装配时必须对各油道进行彻底的清洗和疏通, 以保证润滑油的畅通无阻。发动机润滑油道的一般清洗方法是:
1. 用细铁丝缠上干净的布条, 再蘸一些干净的煤油, 通过曲轴上的油道, 要保证曲轴上的油道都能互相贯通。用铁丝疏通清洗后, 再用压缩空气吹净, 直到油道内无油污及污染物时为止。
2. 气缸体上的油道疏通清洗, 应先拆下主油道和油堵塞, 用蘸上煤油的细圆毛刷插入油道内来回拉动疏通。对缸体上各隔板上的油道, 应用细铁丝缠上布条疏通清洗。对其他各小油道, 凡能用铁丝疏通清洗的都应进行疏通清洗, 最后用压缩空气吹干净。
3. 各连杆轴承油孔和活塞销衬套油孔可用煤油清洗, 再用压缩空气吹净。如不具备压缩空气, 也可用打气筒代替使用。
4. 油道全部疏通清洗吹净后, 应重新安装好油道堵塞。装紧各油管接头并检查有无松动和漏油现象。
五、机油油平面的检查方法
发动机进气系统控制技术 篇10
所谓增压就是将空气在供入汽缸之前预先压缩,以提高空气密度,增加进气量。由于进气量的增加,可相应增加循环供油量,从而增加发动机的升功率。同时,增压不仅可以改善燃油经济性,而且还是控制排放的有效技术措施。
根据增压方式的不同,增压发动机分为机械增压、废气涡轮增压和气波增压。由于废气涡轮增压能有效地利用废气的能量进行增压,目前车用发动机广泛采用此种增压形式,即以发动机废气驱动涡轮,进而为汽缸充入压缩过的高密度空气,以提高燃烧效率。
2. 中冷涡轮增压器
即在增压器后加上中冷器,用以迅速冷却被涡轮增压器压缩而升温的空气,从而进一步提高发动机燃烧效率和燃油经济性,同时降低CO2排放。
3. 可变几何涡轮增压器
涡轮组件的大小很重要,涡轮越小,质量越小,对逐渐增大的压力反应越快,可以很快达到最佳的旋转速度。但使用较小涡轮也有缺点,即在较高发动机转速下产生的回压会明显削弱增压效能;此外,由于排气通道的横截面积较小,会产生一定的阻力。这些都会使小型涡轮增压器的效率降低。而能够在较高转速时产生较低回压的大型涡轮组件,由于横截面较大以及涡轮较重而相对惯性较大,需要较长的时间才能旋转“增压”,一般只在中、高转速产生效用,这种现象被称为“涡轮迟滞”,表示发动机在低速时并不会有涡轮增压效能。
为解决上述问题,一些新型发动机上装配了双水冷式涡轮增压器。其具备可变涡轮几何叶片技术(VTG),借助这项技术,发动机排出的气体通过电子调整的可旋转导流叶片导送至涡轮上。当发动机转速较低时,废气压力较低,导流叶片成小角度打开;当压力增大到废气涡轮的工作压力时,推动涡轮敏锐地转动;当发动机转速继续上升时,废气压力逐渐变大,导流叶片的角度也随之变大;当到达全负荷时,导流叶片全开,与主体的涡轮叶片形成一个更大型的叶片,将最大的废气量接收,从而达到更高的转速,实现高输出效果。所以,通过变更叶片的角度,系统可以随时改变涡轮的A/R值。VGS系统根据发动机的进气量对涡轮增压进行精确有效的控制,改善了涡轮增压器在发动机转速较低、排气量较小时的性能。
4. 废气再循环
废气再循环(EGR)系统主要用于降低废气中氮氧化物的排出量。氮和氧只有在高温、高压条件下才会发生化学反应,形成氮氧化物(NOx)。废气再循环(EGR)系统就是通过废气和进气混合,降低燃烧室的氧气集中度,从而平缓燃烧过程,降低废气中氮氧化物(NOx)的含量。
废气是一种不可燃气体,在燃烧室内不参与燃烧。该技术通过吸收燃烧产生的部分热量来降低燃烧温度和压力,以减少氮氧化物的生成量。通过EGR阀的控制,可使进入燃烧室的废气量随着发动机转速和负荷的增加而增加。当发动机在低负荷下运转时,EGR阀开启,使少量的废气进入进气歧管,与可燃混合气一起进入燃烧室。怠速时EGR阀关闭,几乎没有废气再循环至发动机。
5. 中冷废气再循环
中冷废气再循环技术是欧意德发动机搭载的一项关键技术,该技术可以分解为“中冷技术”和“废气再循环技术”2项,所谓中冷技术就是通过加装中冷器对增压后的高热空气先行冷却,待温度降低后再流进燃烧室,从而最大限度地降低过高温对充气效率及燃烧质量的不利影响。其工作原理如附图所示。
6. 单向冷却废气再循环
发动机管理系统 篇11
点火系统是汽车电气系统最为重要的一个组成部分，是发动机和汽车正常工作的重要保证。图1a是传统点火系统的工作原理图，但这种分电器断电，高压线圈产生高压的传统点火系统，因其存在机械触点容易烧蚀、工作不稳定、高速时电压低等缺点，已经较少使用。而现今应用较为广泛的是无触点点火系统，尤其光电点火系统以其成本低、速度快的优点，获得广泛应用。图1b是光电式无触点点火系统整体电路原理图。
在这一系统中，大量沿用传统点火系的部件，如点火线圈、分电器壳等，目的是使学生能更好地在原有传统点火系的基础上理解新系统的工作过程和原理。下面就这一电子点火电路的各功能部分作一简单介绍。
一、光电触发部分
为了获得一系列的与发动机同步、有序的点火脉冲，必须有一同步的触发信号。该信号通过一光电发生器产生。该光电发生器由三个部件组成，红外发光二极管，红外光敏二极管和一遮光器组成。红外发光管通电后发出红外光，照射到正对着的红外光敏二极管，使该二极管导通。当遮光器在发光二极管与光敏二极管之间转动时，光敏管就会交替地被照射，交替地导通，在串联电路中就会产生一个与遮光器转动同步的电压信号。
二、放大部分
光电触发部分产生的电压信号较弱，只有0.5～1.0V电压输出,不能直接用来驱动数字逻辑电路，须加电压放大器。采用共发射极放大电路，得到一电压值为0～10V的输出电压，可直输驱动后一级的数字整形电路。
三、整形部分
采用555时基电路，将变化较为平缓的电信号，变成较
为陡峭的电信号，以提高功率放大电路的翻转速度，以提高次级电压值。
四、功率放大部分
由两级三极管组成，用一型号为8050三极管驱动一型号为3DD15的功率三极管，以控制初级线圈的初级电流。
五、点火线圈与火花塞
点火线圈是产生高压的核心元件，产生的高压通过高压线送到火花塞，以实现点火。
该电路经过制作，基本实现点火功能，装于EQ6100发动机上能正常运转,实现传统发动机电子点火的改造。
燃气发动机的油水管理 篇12
1 润滑油管理
1.1 润滑油型号的选择
对于燃气发动机,燃烧室温度比燃油高。目前,世界上还没有有关天然气发动机油的统一标准。世界上一些发动机制造商对天然气发动机油提出了各自的技术要求,卡特彼勒系列发动机的要求如下:SAE粘度等级为30,40,15W/40,硫酸盐灰分为0.4%~0.6%,油酸需进行7 000 h现场试验灰分合格[1]。厂家提供的维修保养手册中推荐的SAE粘度等级为30,40,并根据实际环境温度确定。由于涩北地处青海,冬季气温低,推荐的均为单级油品,不能完全保证在冬季气温低的情况下使用。统筹考虑,应使用多级油品,SAE粘度等级为15W/40。
1.2 润滑油的储存保管
润滑油的储存保管的核心是保证其品质。润滑油一般存放于专用的油料库房中,从而避免尘土等附着在油桶表面。在开启前,要清洁桶盖周围的杂质,防止杂质进入筒内。使用后,油桶要及时盖上密封,防止挥发和变质。
多种油品在同一室内存放时,油桶要分类存放。油桶应注明所存油品牌号、入库时间、厂家。新旧油桶要有明显的区别标识。
对于200 L桶装润滑油,如保存良好,密封好,一直未开封启用,两三年后检查一下无沉淀即可用。对于已开封的,即使保存良好,使用期限最长为半年。
涩北首站采用大量、统一购置,大桶的润滑油(200 L),使用完毕后再购置的方式。经过实践,由于消耗量少,一次配置量大,存储时间长,给保证油质带来不利。从经济、保质的角度考虑,可采用小桶包装的形式。
1.3 润滑油的更换
更换过程要保证使用相同牌号的油品,要坚决杜绝不同种类润滑油的混用,同时杜绝加注废旧润滑油情况发生。
油壶、油杯、油泵等加油用具要专具专用,不混用,可在加注工具上进行明显的标识。日常对加注器具进行保洁管理,防止杂质或不同的油品和液体通过加油桶、加油泵、漏斗等进入滑油箱。
在新机投用或大修后,由于内部构件处于磨合状态,在运转200 h后应进行第一次油品更换。加注润滑油时要从摇臂室加入,对摇臂机构进行润滑,防止暂态缺油情况发生。
更换、加注润滑油时,注意油面高度。做法是怠速2~3 min后,油面必须在油尺的上限和下限之间。若润滑油加得过多,会增加曲轴转动的阻力,使发动机有效功率降低。同时,将导致大量的润滑油窜入燃烧室燃烧,增加润滑油量消耗,并使气缸内积炭增加,加速发动机性能恶化。若润滑油量过少,则会导致润滑油压力过低,润滑油达不到润滑要求,造成轴承等烧毁的恶性事故。
更换润滑油时,最好保持和油滤芯更换周期的同步。如果润滑油过脏没有更换,即使更换滤芯,则润滑效果也不会很好。
要建立完善严格的运行监控机制,防止由于人为失误,对润滑油更换不及时,导致其变质,引发设备润滑不良。
1.4 润滑油的检测
对更换下来的润滑油进行检测,可以对发动机内部润滑、磨损、各部件运行等情况进行判断,从而为判断设备运行状况、调整设备的检修周期提供科学依据。在采集油样时,应采用标准的取样器,按照规定的取样方法进行油品的取样,从而保证样品的代表性。油品应送标准实验室进行测量。
1.5 润滑系统的日常管理
对发动机进行每天定时的巡回检查,监测润滑油油位、油滤差压等数据。按照规程要求,每750 h(约为一个月)更换润滑油和油滤。要保证曲轴通风呼吸阀的畅通,以及时排出曲轴箱内的废气,防止由于燃烧逃窜气体无法排除,加剧润滑液氧化变质,保证油品的质量。
2 冷却液管理
2.1 冷却液种类
冷却液的主要成份是水(蒸馏水或去离子水)、防冻剂(乙二醇或丙二醇)和添加剂。按照添加剂中的缓蚀剂化学组成是无机盐还是有机酸,分为普通类型和长寿命型两种。
2.2 冷却液的更换和补充
目前冷却液分直接加入型和掺混型,使用时进行区分。在更换过程中,如果属于直接加入型的,当冷却液不足时,可以直接加入水箱。如果属于掺混型,则需要根据当地最低温度条件,与蒸馏水或去离子水按照掺混比例进行混合搀兑。对于采用乙二醇作为防冻剂的冷却液,应注意当乙二醇的含量为68%时,冰点可降低到-68℃,但超过这个限量时,冰点反而要上升。因此,冷却液不能全部使用乙二醇。另外乙二醇的吸水性强,贮存的容器应密封,以防吸水后溢出。由于水的沸点比乙二醇低,使用中被蒸发的是水,当缺冷却水时,只要加入蒸馏水或去离子水即可。
普通类型的发动机冷却液的使用年限一般为2~2.5年[2]。即使机组运行时间不长,如经常处于备用状态的发电机组,也需要更换。更换后应启动发动机在怠速下运转2~3 min,然后检查冷却系统是否存在由于排除了部分空气,导致防冻液面降低的现象。如果降低,应补充冷却液。严禁在防冻液温度很高的情况下打开水箱盖或放水阀,以免烫伤。
2.3 冷却液的检测
世界著名发动机制造商都要求对发动机冷却液进行定期分析。卡特彼勒公司推荐的冷却系统维护间隔如下:每250 h检查乙二醇含量、冰点和沸点、SCA(补充添加剂)质量浓度、PH和电导率。每1 000 h或一年至少两次,除了检查以上项目外,还需要监测金属腐蚀、污染物质量浓度和杂质含量。实验室检测的项目包括外观、PH值、储备碱度、亚硝酸盐和钼酸盐、氯离子含量、总溶解固体物含量、防冻液含量、冰点等项目[2]。
2.4 机组冷却系统的日常管理
在例行巡检过程中要对冷却管路进行检查,确保无泄漏。对备用机组,要认真检查核实冷却液液位,防止出现冷却液液位显示与实际液位不一致的现象。冬季运行时要保证机组启动初期处于怠转状态。同时保证冷却液加热器运行良好,保证合适的缸温。
3 蓄电池电解液管理
3.1 蓄电池电解液的相对密度检查
蓄电池电解液的相对密度用相对密度计进行测量,在气温20℃、正常充电情况下相对密度应为1.28,当相对密度低于1.13时必须充电。若相对密度低于1.11,则必须更换电解液或提高电解液相对密度后方能充电。若在一个或两个相邻的电池格中,电解液的相对密度明显降低(如五个电池格相对密度为1.16,一个电池格为1.08的情况),则该电池短路,应更换。
蓄电池电解液的相对密度会随温度而变化,30~40℃时,电解液相对密度应为1.270,当30℃时,相对密度1.273为合格。20~30℃时电解液相对密度应为1.280。当10℃时,相对密度1.287为合格。观察相对密度计时,眼睛必须与相对密度计的液面保持水平。
3.2 电解液液面高度的检查
应定期检查蓄电池电解液液面高度。电解液液面高度应在规定范围内,而不是越高越好。一般为高出极板防护网10~15 mm。有液面高度上限和下限标记的,液面应在上限和下限中间位置。一般在冬天半个月检查1次,夏天高温水易蒸发,应每周检查1次。
3.3 电解液的补充
电解液的补充要根据具体情况而确定。要区分是由于蓄电池壳体破损出现裂缝,或加液孔盖扣不严使电解液泄漏而造成的,还是由于正常损耗造成。前者要添加电解液,后者要添加蒸馏水。同时要结合对密度的测量结果。蓄电池充电后如果密度低,则补充电解液。如果密度高,则要补充蒸馏水。但在添加蒸馏水时应注意,要在启动前进行,避免出现所添加的蒸馏水不能与蓄电池原电解液充分混合,使蓄电池产生自行放电或损坏蓄电池极板的现象。
3.4 电解液补充中的注意事项
a.蓄电池电解液为强酸,如不慎沾在皮肤上时,应用大量清水冲洗。
b.近距离工作时,应戴防护镜,如不小心沾在眼睛上时,应以清水冲洗,并涂敷眼药。
c.充电时会产生易燃气体,应避免火花接近,而且充电或作业区应通风良好。
d.加电解液时若有东西不慎掉入,千万不能用金属物去捞,应用木棒夹出杂质。如用铁丝或铜丝去捞,金属分子会在硫酸的腐蚀下进入蓄电池形成自放电,而损坏蓄电池。
e.补充蒸馏水时,蒸馏水质量应符合《铅酸蓄电池用水》(ZBK84004-89)标准。可对蒸馏水进行简易检测。用容量为1 000 mL的量杯(底部直径为100mm),取500 mL蒸馏水,万用电表调至R×1KQ挡,将两表棒贴在内壁插入水面,电阻值大于100 kΩ时,不能使用。
f.电解液在加入蓄电池时,其温度须控制在21~32℃之间。
4 结论
对于燃气发动机,有很多细节影响油水的质量,必须充分利用现有技术手段,从质量、数量两个方面对油水进行严密监控。要对管理过程进行细致分析,严格落实措施,才能保证发动机的平稳运行,最大化地延长设备使用寿命。
参考文献
[1]张建华,申士强.天然气发动机及其润滑油[J].润滑与密封,2005,(1):117-119.