目录 第一章引言………………………………………………………………………1 第二章研制目的…………………………………………………………………2 第三章压燃式发动机的燃料喷射装置概述………………………………2 3.1喷油过程…………………………………………………………………………4 3.2几何供油规律和喷油规律的定义………………………………………………4 3.3喷油器总成………………………………………………………………………5 3.4压力波动的分析…………………………………………………………………6 3.4.1燃油的可压缩性………………………………………………………………6 3.4.2管路的容积变化………………………………………………………………6 3.4.3管路中的压力波动……………………………………………………………7 3.5喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响…………………………………7 3.6喷油泵的速度特性校正………………………………………………………10 3.6.1可变减压容积………………………………………………………………10 3.6.2可变的减压作用……………………………………………………………10 3.7高压油管………………………………………………………………………11 3.8压燃式内燃机异常喷射现象…………………………………………………11 3.8.1二次喷射……………………………………………………………………12 3.8.2穴蚀…………………………………………………………………………12 3.8.3滴油现象……………………………………………………………………13 3.8.4不稳定喷射… ………………………………………………………………13 第四章测量控制系统概述………………………………………………13 第五章残留压力测量装置的研制………………………………………17 5.1残留压力测量装置的原理……………………………………………………17 5.2相位调整………………………………………………………………………18 5.3测量线路………………………………………………………………………18 5.4试验结果分析… ………………………………………………………………21 5.5校验压电压力传感器…………………………………………………………22 5.6相关油管嘴端压力与针阀体压力室压力……………………………………23 第六章测试精度……………………………………………………………23 第七章机械传动选用及设计计算………………………………………26 第八章设计小结……………………………………………………………30 第九章参考文献…………………………………………………………32 柴油机供油系统多参数的电测量，为研究供油系统喷射特性提供了手段。而且，目前在评估新品开发设计的喷油泵和喷油嘴的性能时，也常以多参数的电测量作为考核项目之一。因此，测量的精确性就显得越发重要了。 本所在以往的电测试验中，出现过油嘴已喷油的工况下，测出的油管压力低于油嘴开启压力的情况。例如在二零零二年八月高速一号泵的电测试验中，油嘴开启压力为12.5MPA，当油泵转速为250RPM时，测出的嘴端最高压力只有11.69MPA。还有，日本VE泵在二零零二年九月的试验中，油嘴开启压力为18.13MPA（185kgf/cm2），在油泵转速为390RPM时，测出的嘴端最高压力只有17.013MPA（173.6 kgf/cm2）。在上述两例试验中，油嘴针阀均已开启喷油。 产生这种现象的原因是什么呢？ 本所现有使用的传感器、信号转换仪、数据处理仪、都是具有世界先进水平的仪器。精度很高，随机误差很校这就要考虑是否存在较大的系统误差，即要从测试方法的角度去考虑了。本所目前一般采用压电式传感器测量压力。压电传感器因其机械强度高，体积小，重量轻、高频特性良好，输出线性好等优点，而被广泛采用。但当被测压力变化频率低，变化幅度小时，压电晶体的电荷量变化难于反映到测量结果中，即压电传感器的低频特性差。而我们测量的油路中存在这种变化频率低、幅度小的压力高压油管中的残留压力。因此，压电传感器是测不出这种压力的。上面提到的现象极可能是因为测不出残留压力而产生的。 在课题立项时，还曾考虑过压电传感器灵敏度变化问题，还有高压油管嘴端压力与针阀体内压力室的压力差异问题，是否会对压力测量精度产生一定的影响。这些都将在下面的中予以阐述。 第三章压燃式发动机的燃料喷射装置概述 燃油喷射装置是柴油机的一个重要组成部分,在产品改进和新品试制过程中,为了获得良好的性能指标,往往需要对燃油喷射系统进行大量的调试工作.根据大量实践表明,对现代柴油机喷射装置的要求是: (1)能精确的控制每循环的喷射量(并要求每缸等量),并在规定的时间内(喷射持续角)喷入汽缸,换言之,即要求具有合适的喷油率. (2)为了优化柴油机的性能、烟度、噪声和排放,需要具备能随柴油机负荷和转速变化的、精度为±1℃A的喷油提前角。 (3)为了将柴油和空气混合，需要高的喷射压力，对具有强空气涡流的直喷式或非直喷式柴油机，最大喷射压力为30～40MPA，对低涡流直喷式，最大喷射压力约为45～48MPA，对无涡流直喷式，最大喷射压力在100MPA以上。 近年来，得到蓬勃发展的电控喷射系统，在实现要求（2）方面已比常规的机械液力式喷射装置显示出更大的优越性，并开辟了将喷油系统控制和运输车辆控制结合起来的可能性。 在压燃式内燃机出现早期，燃油喷射是通过高压空气实现的。一九二七年，德国博世（BOSH）公司开始专业生产以螺旋槽柱塞旋转方式调整供油量的机械式喷油泵，这种喷油泵的工作原理至今仍用于多数压燃式内燃机的燃料供给系统中。 考虑到油管残留压力试验装置的特殊性，采用了圆锥直齿轮一级传动，并用花键联轴器与油泵试验台相连，专用联轴节与测试油泵相连的方式进行布置。它有结构简单，使用方便的特点。 齿轮机构是机械中应用最广的传动机构之一。与其他传动机构相比，其主要特点是：传动比稳定，寿命较长，效率较高，适用的周速和功率范围广，并可实现任意两轴间的传动；但要求较高的制造和安装精度，成本较高，且高速运转时噪声较大。 锥齿轮用于两相交轴间的传动。一对锥齿轮的传动相当于一对节圆锥作纯滚动。锥齿轮有分度圆锥，齿顶圆锥，齿根圆锥和基圆锥。按照分度圆锥上齿的方向，锥齿轮可分为直齿、斜齿和曲齿三种。直齿锥齿轮的设计、制造和安装都较简单，应用较广。曲齿锥齿轮传动平稳，承载能力高，常用于高速重载传动，但设计、制造比较复杂。由于本装置是一级传动，结构相对较简单所以采用直齿圆锥齿轮传动。 圆锥齿轮的计算: 1.轴的交角:Σ=δ1 δ2=90° 根据实际工况及经验值定Z1=Z2=44 m=1 2.分度圆锥角(节锥角) δ1 ctgδ1= =i=1 ∴δ1=45° δ2=90°－δ1=90°－45°=45° 3.模数(大端)m由经验确定m=1 4.分度圆直径d d=m.z=1×44=44 5.齿顶高ha ha= ha*.m 查表得ha*=1 c*=0.2 ∴ha= ha*.m=1×1=1 6.齿根高hf hf=( ha* c*).m ∴hf=(1 0.2) ×1=1.2×1=1.2 7.全齿高h h=( 2ha* c*).m ∴h=(2×1 0.2) ×1=2.2 8.齿顶圆直径da da=d 2 hacosδ=m(Z 2ha*cosδ) ∴da=1×(44 2×1×cos45°) =44 =45.414 9.齿根圆直径df df=d-2hf*cosδ ∴df=44-2×1.2× =42.303 10.锥距(节锥长)R R= = = =0.5× =31.113 11.齿顶角θa正常收缩齿tgθa= tgθa= arc tgθa=1.84° 12.齿根角tgθf tgθf= ∴tgθf = =0.0386 arc tgθf=2.21° 13.齿顶锥角δa正常收缩齿δa=δ θa=45° 1.84°=46.84° 14.齿根锥角δf δf=δ－θf =45°－2.21°=42.49° 15.齿宽b b≤ = =10.371 根据实际工况取6 16.齿顶高投影
n
n=ha×Si
nδ=1×Si
n45°= 17.齿宽的投影e e= e= =4.1063取4 18.从锥顶到大端外圆的距离A A1=A2= －
n1 = =21.293 根据结构要求取21 19.从支承端面到大端外圆的距离M根据结构定为10 20.齿轮厚度H H=M e=10 4=14 21.周节p p=π×m=3.14×1=3.14 主传动轴的相关概算： 根据实际工作条件：确定传动轴的材料为之45钢，传递功率为5KW，轴的转速为1200RPM。 由于该传动轴主要受的是扭矩，所以扭转强度条件初步估算轴径： 最小轴径计算公式d：d≥ mm 查表得45钢相应得C值应为118～107综合已知条件代入上式得d≥ ∴d=（118～107） =（17.218～18.988） 考虑到轴上将布置键槽所以需将轴径增大3∴最小轴径应为17.74～19.56 扭矩计算：∵T= = 若将扭矩按脉动性质考虑，取脉动系数α=0.6则 α×T=39791.666×0.6=23874.9996Nmm 花键联轴器的计算 根据实际工况选定花键联轴器的齿数Z=86 m=0.5标准压力角为30°,选用30°的圆齿根 1.分度圆直径D=mz =0.5×86=43 2.基圆直径: Db=m×z×cosαD αD查表得αD=30° ∴Db=0.5×86×cos30°=37.24 3.齿距P P=π×m ∴P=3.14×0.5=1.57 4.花键作用齿厚上偏差查GB/T3478.1表23、图3得esv=-0.025 5.花键大径基本尺寸Dee Dee=m(z 1) ∴Dee=0.5×87=43.5 6.外花键大径上偏差查GB/T3478.1为-0.043 7.外花键大径公差查GB/T3478.1表25为0.1 ∵Tx=100 ∴Tx=Es-EI ∴EI=ES-Tx=-0.043-0.1=-0.143 花键的下偏差为-0.143 8.外花键渐开线起始圆直径最大值