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陳奕婷3144
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滚动轴承故障振动检测实验台的机械结构设计论文编号:JX473 有设计图,论文字数:24694,页数:65 摘 要 本文利用传感器检测滚动轴承的振动信号进行故障检测与诊断,可以研究不同的滚动轴承的不同的故障所表现的出来的不同的振动信号。本文主要以外圈直径是50㎜、60㎜的深沟球轴承为例设计了滚动轴承故障振动检测实验台的机械结构部分,该实验台由动力源、减速装置、传动装置、装卡装置几部分组成。其工作原理是通过传感器采集轴承运转时被检测点的振动信号,对每个监测点画出频谱图,与开始建立的参考频谱图数据库比较,分析在哪些频率点振动级值增加,从而判断其故障所在。该实验台可以让学生通过实验对故障诊断这门新兴学科建立更深刻的认识,特别是对滚动轴承故障的振动诊断技术有深刻的认识和了解,进一步认识到故障诊断技术的重要性。 关键词 滚动轴承 故障检测与诊断 振动诊断技术 传感器 Abstract This paper use sensor to diagnose antifriction bearings’ vibration signal for failure examination and diagnosis. It can study different kinds of vibration signals of different bearings which expressed out. This text mainly take the diameter of antifriction bearings are 50mm and 60mm for example to design the experiment pedestal. It contains motive source, gearbox, transfer device and charge equipments. Its’ work principle is to gather vibration signals of the examined points by sensor when antifriction bearing is wheeling, and then draw a frequency chart, then compare with the already built database. Analyze where the vibration value is increased, then judge the failure places and kinds. The pedestal can show more about the discipline of failure diagnosis, especially about the subject of antifriction bearings’ failure diagnosis. And acquaintance the importance of failure diagnosis subject. Key words antifriction bearings failure examination and diagnosis vibrate diagnosis technique sensor目 录摘要 ⅠAbstract Ⅱ第1章 绪论 1 1.1 课题背景 11.1.1 课题来源及研究的目的和意义 11.1.2 故障诊断技术的发展现状 11.1.3 滚动轴承故障诊断技术 2 1.2 本文研究的内容 3 1.3 本章小结 3第2章 滚动轴承故障检测实验台总体设计 4 2.1 实验台的功能需求分析 4 2.2 振动检测实验台方案提出及评价 42.1.1 基本参数的确定 42.1.2 设计方案的确定与评价 4 2.3 本章小结 5第3章 检测实验台传动部件设计 6 3.1 电动机的选择 63.1.1 选择电动机的类型和结构型式 63.1.2 确定电动机的容量 6 3.2 减速器的设计 83.2.1 齿轮的设计 83.2.2 减速器的润滑、密封以及附件的选择 16 3.3 联轴器的选择与法兰盘的设计 17 3.3.1 联轴器类型的选择 17 3.3.2 联轴器尺寸型号的选择 17 3.3.3 法兰盘的设计 17 3.4 本章小结 18第4章 检测实验台的装卡机构结构设计 19 4.1 轴承箱的结构设计 194.1.1 支承部分的刚性和同心度 194.1.2 被检测滚动轴承的轴向紧固 194.1.3 被检测轴承游隙的调整 204.1.4 被检测滚动轴承的预紧. 204.1.5 被检测滚动轴承的润滑 204.1.6 被检测滚动轴承的密封装置 214.1.7 被检测滚动轴承安装轴的加载装置设计 224.1.8 被检测滚动轴承安装轴的设计与校核 224.1.9 导轨的设计 24 4.2 卡盘的设计 25 4.3 本章小结 26第5章 传感器的选用与安装 27 5.1 传感器的选用 27 5.2 传感器安装 29 5.3 本章小结 34第6章 检测实验台的经济技术性分析 35 6.1 系统结构设计的合理性 35 6.2 系统设计的经济性 356.2.1 选材方面 356.2.2 动力源方面 356.2.3 使用、保养、与维护方面 36 6.3 本章小结 36结论 37致谢 38参考文献 49附录1 40附录2 49以上回答来自:

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江苏省交通技师学院JIANGSU COMMUNICATION TECHNICIAN COLLEGE毕 业 设 计 (论 文)汽车转向系统检测与维修 Testing and Maintenance of Auto Steering System系 名: 车辆工程系 专业班级: 学生姓名: 学 号: 指导教师姓名: 指导教师职称: 年 月 目 录第一章 汽车转向系统的历史与组成 11.1 汽车转向系统的历史 11.2 汽车转向系统的组成 11.2.1 转向操纵机构 21.2.2 转向器 31.2.3 转向传动机构 4第二章 汽车转向系统的分类 42.1液压助力转向系统 52.2电控液压助力转向系统 52.3电动助力转向系统 62.4线控转向系统 7第三章 汽车转向系统检测与维修 73.1转向沉重 73.1.1 故障现象 73.1.2 故障原因及处理办法 83.2方向盘自由行程过大 83.2.1 故障现象 83.2.2 故障原因及处理办法 83.3转向轮抖动 93.3.1 故障现象 93.3.2 故障原因及处理办法 93.4助力转向机构检测与维修 9结论 11致谢 12参考文献 13 汽车转向系统检测与维修 专业班级: 学生姓名: 指导教师: 职称:摘要 汽车转向系统是汽车相当重要的组成部分,对汽车的操纵稳定性起着非常重要的作用,从最早的纯机械的转向系统到现在的电控转向系统,他们各自的优点也有各自的缺点。 文论述了汽车转向系统的分类,包括机械式转向系统,液压式转向系统,电控液压式助力转向系统和电控助力转向系统及线控转向系统。并简单的介绍了他们各自的工作原理,以及优缺点。最后对汽车转向系统经常出现的故障进行了分析,尤其是助力转向机构的检测与维修。关键词: 汽车 转向系统 检测 维修Testing and Maintenance of Auto Steering SystemAbstract The steering system is a very important part of the car. It plays a very important role in the handling and stability of the car. From the earliest mechanical steering system to the electronically controlled steering system, they have their own advantages and disadvantages. This article main discusses the classification of automotive steering systems, including mechanical steering system, hydraulic steering system, electronically controlled hydraulic power steering system and electronically controlled power steering system and by-wire steering system.And introduce their working principles as well as the advantages and disadvantages. Finally, the steering system failures are analysed, especially in the detection and repair of the assistance steering bodies.Key words Automobile Steering System Testing Maintenance 汽车转向系统检测与维修引言汽车转向系统是用来改变汽车行驶方向的专设机构的总称。汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员的意愿进行直线或转向行驶。一个完整的转向系统包括转向操纵机构,转向器和转向传动机构,根据转向器的不同又分为机械转向系统和动力转向系统。本文系统的分析了转向系统的各自的组成以及他们的故障检测与维修,为以后人们对汽车转向系统的研究提供了一定的参考。第一章 汽车转向系统的历史与组成1.1 汽车转向系统的历史汽车在行驶过程中,需要驾驶员的意志经常改变其行驶方向,即所谓汽车转向。就轮式汽车而言,实现汽车转向的方法是,驾驶员通过一定专设的机构,使汽车转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定的角度。在汽车直线行驶时,往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用,自动偏转而改变行驶方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构,称为汽车转向系统。因此,汽车转向系统的功用是保证汽车能按照驾驶员的意志而进行转向行驶。最好的转向系统为纯机械系统,由于机械系统在转向阻力非常大时,驾驶员需要很大的放线盘转向力,频繁的转向会使驾驶员感觉劳累。后来出现了液压助力转向系统,它能较好的帮助驾驶员解决转向劳累的问题,但是它不能较好的协调转向轻便和转向路感之间的矛盾,而且在能耗方面表现的不是很好。随着电子技术的发展,出现了电控液压助力转向系统,它用电机代替了液压助力转向系统中的发动机,能较好的解决了能耗的问题,而且也解决了转向轻便和转向路感之间的矛盾。但是电控液压助力转向系统中液压油的泄漏和液压系统的能耗的问题也一直没有解决掉。目前应用前景最好的是电控助力转向,它真正实现了按需转向。1.2 汽车转向系统的组成汽车转向系统主要由转向操纵机构,转向器和转向传动机构组成。1.2.1 转向操纵机构转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转向操纵机构。主要由转向盘,转向管柱和转向传动轴等组成。下图1为某款汽车的转向操纵机构与转向器的布置图。 图1东风EQ1090E型汽车转向操纵机构与转向器布置图Fig1 The Dongfeng EQ1090E vehicle steering control mechanism and steering layout 1.转向盘转向盘由轮缘、轮辐和轮毂组成。转向盘轮毂的细牙内花键与转向轴连接,转向盘上都装有喇叭按钮,有些轿车的转向盘上还装有车速控制开关和安全气囊。 2.转向轴、转向柱管及其吸能装置 转向轴是连接转向盘和转向器的传动件,转向柱管固定在车身上,转向轴从转向柱管中穿过,支承在柱管内的轴承和衬套上。轿车除要求装有吸能式转向盘外,还要求转向柱管必须装备能够缓和冲击的吸能装置。转向轴和转向柱管吸能装置的基本工作原理是:当转向轴受到巨大冲击而产生轴向位移时,通过转向柱管或支架产生塑性变形、转向轴产生错位等方式,吸收冲击能量。Mazda 6轿车转向柱管吸能装置的工作原理是:发生碰撞时,转向器向后移动,下转向传动轴插入上转向传动轴的孔中,上转向传动轴被压扁,吸收了冲击能量。此外,转向柱管通过支架和U形金属板固定在仪表板上。当驾驶员身体撞击转向盘后,转向管柱和支架将从仪表板上脱离下来向前移动。这时,一端固定在仪表板上而另一端固定在支架上的U形金属板就会产生扭曲变形并吸收冲击能量。如果汽车上装用了网格状或波纹管式转向柱管吸能装置,当发生猛烈撞车导致人体冲撞转向盘时,网格部分或波纹管部分将被压缩产生塑性变形,吸收冲击能量。1.2.2 转向器1.转向器的传动效率转向器的输出功率与输入功率之比称为转向器传动效率。 (1)正效率功率由转向轴输入,由转向传动机构(如转向横拉杆或摇臂)输出的情况下求得的传动效率称为正效率,显然,正效率越高越好。(2)逆效率功率由转向传动机构输入,由转向轴输出的情况下求得的传动效率称为逆效率。(3)可逆式转向器逆效率很高的转向器称为可逆式转向器。其特点是路面传到转向传动机构的反力很容易传到转向轴和转向盘上,利于汽车转向结束后转向轮和转向盘的自动回正,但也能将坏路面对车轮的冲击力传到转向盘,发生“打手”情况。常用于轿车、客车和货车。 (4)不可逆式转向器逆效率很低的转向器称为不可逆式转向器。不可逆式转向器使转向轮不能自动回正、没有路感。由于上述特性,在汽车上很少采用。(5)极限可逆式转向器逆效率略高于不可逆式转向器称为极限可逆式转向器。其反向传力性能介于可逆式和不可逆式之间,接近于不可逆式。采用这种转向器时,驾驶员有一定路感,可以实现转向轮自动回正,只有路面冲击力很大时,才能部分地传到转向盘。常用于越野车和矿用自卸汽车。2.齿轮齿条转向器齿轮齿条式转向器是以齿轮和齿条传动作为传动机构,适合与麦弗逊式独立悬架配用,常用于轿车、微型货车和轻型货车。目前,轿车普遍采用的都是齿轮齿条式转向器。 3.循环球式转向器循环球式转向器中一般有两级传动副,第一级是螺杆螺母传动副,第二级是齿条齿扇传动副。常用于各种轻型和中型货车,也用于部分轻型越野汽车。转向螺杆转动时,通过钢球将力传给转向螺母,使螺母沿轴向移动。同时,在螺杆、螺母和钢球间的摩擦力矩作用下,所有钢球便在螺旋管状通道内滚动,形成“球流”。4.涡杆曲柄指销式转向器具有梯形截面螺纹的转向蜗杆支承在转向器壳体两端的球轴承上,蜗杆与锥形指销相啮合,指销用双列圆锥滚子轴承支于摇臂轴内端的曲柄孔中。当转向蜗杆随转向盘转动时,指销沿蜗杆螺旋槽上下移动,并带动曲柄及摇臂轴转动。1.2.3 转向传动机构从转向器到转向轮之间的所有传动杆件总称为转向传动机构。转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节,使转向轮偏转,并使两转向轮偏转角按一定关系变化,以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小。1.转向传动机构的组成 转向传动机构由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂和转向梯形等零部件共同组成,其中转向梯形由梯形臂、转向横拉杆和前梁共同构成。 2.转向摇臂循环球式转向器和蜗杆曲柄指销式转向器通过转向摇臂与转向直拉杆相连。转向摇臂的大端用锥形三角细花键与转向器中摇臂轴的外端连接,小端通过球头销与转向直拉杆作空间铰链连接。3.转向直拉杆转向直拉杆是转向摇臂与转向节臂之间的传动杆件,具有传力和缓冲作用。在转向轮偏转且因悬架弹性变形而相对于车架跳动时,转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空间运动,为了不发生运动干涉,三者之间的连接件都是球形铰链。4.转向横拉杆转向横拉杆是转向梯形机构的底边,由横拉杆体和旋装在两端的横拉杆接头组成。其特点是长度可调,通过调整横拉杆的长度,可以调整前轮前束。第二章 汽车转向系统的分类汽车转向系统根据转向能源的不同分为机械转向系统和动力转向系统两大类。机械转向系统的所有传力件都是机械的,主要由转向操纵机构,转向器和转向传动机构三大部分组成。上一章已经对其进行了分析。下面主要讨论动力转向系统。动力转向系统又分为,液压助力系统,电动助力转向系统和线控转向系统。2.1液压助力转向系统1.常压式液压助力转向系统其特点是无论转向盘处于中立位置还是转向位置,也无论转向盘保持静止还是运动状态,系统工作管路中总是保持高压。2.常流式液压助力转向系统其特点是转向油泵始终处于工作状态,但液压助力系统不工作时,基本处于空转状态。多数汽车都采用常流式液压助力转向系统。2.2电控液压助力转向系统在传统液压助力转向系统的基础上加装电控系统,使辅助转向力的大小不仅与转向盘的转角增量(或角速度)有关,还与车速有关,就形成了电控液压助力转向系统。与传统液压助力转向系统相比,增加了液压反应装置和液流分配阀,而加设的电控系统则包括动力转向ECU、电磁阀和车速传感器等。电控液压助力转向系统利用电控单元根据车速调节作用在转向盘上的阻力,通过控制转向控制阀的开启程度以改变液压助力系统辅助力的大小,从而实现辅助转向力随车速而变化的助力特性。下图2为电控液压助力转向系统的示意图。 图2电控液压助力转向系统示意图Fig2 Electronically controlled hydraulic power steering system diagram2.3电动助力转向系统直接助力式电动转向系统是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统,可以根据不同的使用工况控制电动机提供不同的辅助动力。当转向轴转动时,转矩传感器开始工作,把两段转向轴在扭杆作用下产生的相对转角转变成电信号传给电子控制单元(ECU),ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小,并将指令传递给电动机,通过离合器和减速机构将辅助动力施加到转向系统(转向轴)中,从而完成实时控制的助力转向。下图3为电动助力转向系统示意图。 图3电动助力转向系统示意图Fig3 Electric power steering system schematic 目前应用前景最好的也是电动助力转向系统,相比其他几种转向助力系统有下列的优缺点。1.优点(1)效率高、能量消耗少;(2)系统内部采用刚性连接,反应灵敏,滞后小,驾驶员的“路感”好;(3)结构简单,质量小;(4)系统便于集成,整体尺寸减小;省去了油泵和辅助管路,总布置更加方便;(5)无液压元件,对环境污染少。2.缺点(1)直接助力式电动转向系统提供的辅助动力较小,难以用于大型车辆;(2)减速机构、电动机等部件会影响汽车的操纵稳定性,正确匹配整车性能至关重要;(3)使用电动机、减速机构和转矩传感器等部件,增加了系统的成本。2.4线控转向系统线控转向系统用传感器记录驾驶员的转向意图和车辆的行驶状况,通过数据线将信号传递给车载电脑,电脑据此做出判断并控制液压激励器提供相应的转向力,使转向轮偏转相应角度实现转向。下图4为线控转向的组成示意框图。 图4线控转向组成示意框图Fig4 By-wire steering system diagram第三章 汽车转向系统检测与维修汽车转向系的性能直接关系到汽车行驶的稳定性和安全性。汽车在长期的运行中,前桥和转向系各零件会发生各种耗损,如磨损,变形,裂纹和车轮定位角改变。这些都会破坏正常运行,使汽车在行驶中,发生不同程度的转向沉重,方向不稳,行驶跑偏,前轮摇摆等故障。这将增加驾驶员的劳动强度,甚至影响到安全行驶,所以一定要重视转向系的维修与调整。常见的故障包括:转向沉重,转向盘自由行程过大和转向轮抖动。3.1转向沉重3.1.1 故障现象汽车行驶中,驾驶员向左、右转动转向盘时,感到沉重费力,无回正感;汽车低速转弯行驶和调头时,转动转向盘感到非常沉重,甚至打不动。3.1.2 故障原因及处理办法转向沉重的根本原因是转向轮气压不足或定位不准,转向系传动链中出现配合过紧或卡滞而引起摩擦阻力增大。具体原因主要有:(1)转向轮轮胎气压不足,应按规定充气。(2)转向轮本身定位不准或车轴、车架变形造成转向轮定位失准,应校正车轴和车架,并重新调整转向轮定位。(3)转向器主动部分轴承调整过紧或从动部分与衬套配合太紧,应予调整。(4)转向器主、从动部分的啮合间隙调整过小,应予调整。(5)转向器缺油或无油,应按规定添加润滑油。(6)转向器壳体变形,应予校正。(7)转向管柱转向轴弯曲或套管凹瘪造成互相碰擦,应予修理。(8)转向纵、横拉杆球头连接处调整过紧或缺油,应予调整或添加润滑脂。(9)转向节主销与转向节衬套配合过紧或缺油,或转向节止推轴承缺油,应予调整或添加润滑脂等。3.2方向盘自由行程过大3.2.1 故障现象汽车保持直线行驶位置静止不动时,转向盘左右转动的游动角度太大。具体表现为汽车转向时感觉转向盘松旷量很大,需用较大的幅度转动转向盘,方能控制汽车的行驶方向;而在汽车直线行驶时又感到行驶方向不稳定。3.2.2 故障原因及处理办法转向盘自由行程过大的根本原因是转向系传动轴中—处或多处的配合因装配不当、磨损等原因造成松旷。具体原因主要有:(1)转向器主、从动啮合部位间隙过大或主、从动部位轴承松旷,应予调整或更换。(2)转向盘与转向轴连接部位松旷,应予调整。(3)转向垂臂与转向垂臂轴连接松旷,应予调整。(4)纵、横拉杆球头连接部位松旷,应予调整或更换。(5)纵、横拉杆臂与转向节连接松旷,应予调整或更换。(6)转向节主销与衬套磨损后松旷,应予更换。(7)车轮轮毂轴承间隙过大,应予更换等。3.3转向轮抖动3.3.1 故障现象汽车在某低速范围内或某高速范围内行驶时,出现转向轮各自围绕自身主销进行角振动的现象。尤其是高速时,转向轮摆振严重,握转向盘的手有麻木感,甚至在驾驶室可看到汽车车头晃动。3.3.2 故障原因及处理办法转向轮抖动的根本原因是转向轮定位不准,转向系连接部件之间出现松旷,旋转部件动不平衡。具体原因主要有:(1)转向轮旋转质量不平衡或转向轮轮毂轴承松旷,应予校正动平衡或更换轴承。(2)转向轮使用翻新轮胎,应予更换。(3)两转向轮的定位不正确,应予调整或更换部件。(4)转向系与悬挂的运动发生干涉,应予更换部件。(5)转向器主、从动部分啮合间隙或轴承间隙太大,应予调整或更换轴承。(6)转向器垂臂与其轴配合松旷或纵、横拉杆球头连接松旷,应予调整或更换。(7)转向器在车架上的连接松动,应予紧固。(8)转向轮所在车轴的悬挂减振器失效或左右两边减振器效能不一,应予更换。(9)转向轮所在车轴的钢板弹簧U形螺栓松动或钢板销与衬套配合松旷,应予紧固或调整。(10)转向轮所在车轴的左右两悬挂的高度或刚度不一,应予更换等。3.4助力转向机构检测与维修大多数中级以上的现代轿车,为同时满足转向省力和转向灵敏度的要求,普遍采用液压式动力转向系统。按时和正确的维护是转向系统能正常工作,减小故障和延长使用寿命的主要手段,是保证行车安全的重要措施之一。1.油液的及时补充和更换(1)经常检查储液罐的液面高度是否在油位标志的范围。检查时要注意热和冷标志。如果发现油液面高度低于规定标志时,要及时补充。还应该经常注意观察油液中是否有泡沫,有则说明系统内有空气或者液面太低,要排气或者补充油液。油液在使用和存放过程中,其品质会不断下降,严重时会直接影响转向系统的工作,甚至引起故障。故必须保障使用保质期内的油液,并按照油液使用说明书规定的行驶里程定期更换。必须使用指定的油液,不能随意更换。同时注意不能将两种不同的油液混合使用。(2)油液的排放和加注。把车水平停放,顶起前桥,支撑好汽车,是方向盘处于中间位置,打开储液罐的盖,排出罐内油液。(3)系统排气的方法。如发现系统内有空气,或者更换油液和维修液压回路时,应对系统进行排气。方法如下:把车水平停放,顶起前桥,支撑好汽车。将油液补充到标定范围,如发现下降,应及时补充足。重新接上高压线,启动发动机并使之怠速运转,将方向盘回转到左右极限位置数次,在这过程中,注意观察液面位置。2.动力转向系统的检查(1)方向盘的检查检查自由间隙。在发动机熄火,方向盘处于中间位置时,用拉力计沿方向盘的切线方向施加5N的拉力,检查方向盘的自由间隙,标准值为25-50mm。如不符合,检查转向器齿轮的啮合间隙和传动机构球头的间隙。检查回正性能。此项检查需在宽阔的场地路试,实验前应确保轮胎气压正常。首先慢性,分别向左,向右轻轻地小角度转向,检查左右转向力有无明显的不同及方向盘的回正情况,不正常则维修。如果正常,以35km/h的速度行驶,将方向盘顺(逆)时针转过90°,1-2s后放开方向盘,如果回正度超过70°,说明其回正性能良好。检查原地转向力。将汽车停于硬质的平面上,确保轮胎气压符合要求,使方向盘处于中间位置。起动发动机,使之怠速运转。用拉力计顺时针和逆时针分别拉动方向盘115度,切向力应小于37N。如果拉力过大,则检查油泵的皮带是否过松,损坏,油液是否不足,系统内有无空气,软管是否扭曲等。(2)系统油压的测试油压测试的目的是检查液压系统及其主要元件的性能。在测试之前,应确保油泵的驱动装置是正常的。检测时,在油泵出口与转向器进口之间连接专用的测试工具,连接顺序为油泵出油口-压力表-关闭阀-转向器进油口。起动发动机,对系统进行排气,并把油液补充到标志范围,原地左,右转动方向盘几次,使油温升高到50-60℃,然后让发动机怠速运转,依次做下面的检查。检查油泵的输出压力。关闭阀门,此时表上的压力即为泵的输出压力,标准值不小于8MPa。如果过低,说明油泵内部泄露严重,应大修或更换油泵。检查不同转速下系统的压力差。完全开通阀门,提高发动机转速,分别记录发动机转速为1000r/min和3000r/min时的压力值,两者之差应小于0.15MPa,如果不符合,则应维修或更换流量控制阀。检查无负荷时的压力。完全开通阀门,此时系统处于无负荷状态,压力值标准为0.8-1MPa。油压如果过大,说明液压系统内部有堵塞。检查方向盘极限位置的压力。完全开通阀门,原地分别向左和向右转动方向盘极限位置,此时表上的压力值不应小于8MPa,如果压力过小,说明转向器内漏严重,需要大修或者更换。转向压力开关的检测。油泵上安装有一路开关,其作用是,当汽车在发动机怠速或者低速转弯时接通,提高发动机的怠速转速。使发动机熄火,拨开压力开关的接头,在油泵的插座上连接欧姆表,再重新起动发动机。逐渐关闭阀门,使油压升高,然后观察开关接通时的压力值是否为115-210MPa,逐渐打开阀门,使油压降低,然后观察开关接通时的压力值是否为107-112MPa。如果有一项不符合,更换开关。压力检查完后,拆下专用测试工具,接好油管后,要注意重新给系统排气,补足油液。 结论论文分析了不同种类汽车的转向系统,以及他们各自的工作原理和优缺点。最后分析了转向系统的常见故障,对不同的故障现象提出了各自的解决办法。论文在最后对液压助力转向机构的故障进行了特别的分析。致谢在学院学习生活的三年里,我在各位老师孜孜不倦地教诲下,通过自己的努力,顺利完成了大学三年的学习任务。首先,应当感谢学院的各级领导给我们营造了良好的学习氛围和舒适的生活环境,以及对我们学业上的重视与关怀,特别是对本次毕业设计给予了大量人力、物力的支持。在本次毕业设计中,我的指导教师严谨细致、不辞辛劳和精益求精的教学态度,使我深受感动,这对我在本次毕业设计中取得的成绩起了决定性的作用,在此致以衷心的感谢。当然,也要感谢在设计中关心帮助过我的各位同学。我知道我的这次设计还存在着许多缺陷和不完善的地方,将会在今后的生活和工作中不断的去学习。参考文献[1] 丛树林,张彬.汽车底盘构造与维修[M].北京:人民交通出版社.2011.[2] 陈德阳.汽车底盘构造图册.北京:人民交通出版社.2010.[3] 蔡兴旺.付晓光.汽车构造与原理(上册)[M].北京:机械工业出版社.2010.[4] 蔡兴旺.付晓光.汽车构造与原理(下册)[M].北京:机械工业出版社.2010.[5] 屠卫星.汽车底盘构造与维修[M].北京:人民交通出版社.2010.[6] 李家本.汽车底盘构造与维修实训[M].北京:中央广播电视大学出版社.2010.[7] 宋年秀,王东杰,刘超.图解汽车底盘构造与拆装[M].北京:中国电力出版社.2008.[8] 图解新型汽车底盘构造与拆装[M].北京:机械出版社.2011.[9] 黎亚洲.汽车底盘构造与维修图解[M].北京:电子工业出版社.2009.[10] 刘文苹.汽车底盘构造与检修[M].北京:化学工业出版社.2010.[11] 张立飞,赵健.汽车底盘构造与维修[M]. 北京:北京理工大学出版社.2010.[12] 黄华友.汽车底盘构造与维修[M].北京:电子工业出版社.2010.[13] 孔令来.汽车底盘构造与维修[M].北京:机械工业出版社.2010.[14] 王家青.汽车底盘构造与维修[M].北京:人民交通出版社.2011.

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(4)现代诊断技术 随着电信技术的发展,IC和微机性价比的提高,如通信诊断也称远程诊断,即利用电话通讯线把带故障的CNC系统和专业维修中心的专用通讯诊断计算机通过连接进行测试诊断.三 数控机床各部故障分析及维修3.1 数控机床主轴伺服系统故障检查及维修电子工业的飞速发展,使各种集成度高、性能先进的调速驱动层出不穷,给数控机床的更新换代提供了有利条件,但对于目前大中型企业还无法将旧数控机床全部改造的现实,修理旧的驱动系统,仍是维修战线上的一项艰巨任务。在维修主回路采用错位选触无环流可逆调速驱动系统的数控车床中所遇到的部分故障及处理方法。1. 故障现象:1.8m卧车在点动时,花盘来回摆动。检查:测量驱动控制系统中的±20V直流稳压电源的纹波为4V峰峰值,大大超过了规定的范围。分析:在控制系统的放大电路中,高、低通滤波器可以滤掉,如:测速机反馈,电流反馈,电压反馈中的各次谐波干扰信号,但无法滤除系统本身直流电源电路中的谐波分量,因它存在于整个系统中,这些谐波进入放大器就会使放大器阻塞,使系统产生各种不正常的现象。在点动状态下,因电机的转速较低,这些谐波已超过了点动时的电压值,造成了系统的振荡,使主轴花盘来回摆动,而且一旦去除谐波信号,故障马上消失。处理:将电压板中的100MF和1000MF滤波电容换下焊上新电容,并测量纹波只有几个毫伏后将电源板安装好,开机试运行,故障消除。2. 故障现象:5m立车在运行加工中发出哐哐声后,烧保险。检查:发现5FC5FG、5RG5RQ正反组全无脉冲输出(线路见图2),测量结果,IC7反相器损坏,又发现1FG1FC输出波形较其他波形幅值低得多。分析:5m立车主驱动直流电机的驱动电压由晶闸管全控桥反并联整流电路提供。12路触发脉冲中,有两路消失,另一路触发脉冲的幅值较其它正常触发脉冲要短三分之一,当出现哐哐的齿轮撞击声时,误以为液压马达联轴节处出现了问题,但过了一会儿两路保险丝烧坏,实际上,在这次故障的前一段时间里已烧过两次保险,当时只认为是偶然的电网不稳造成,因换上保险丝后,故障就消除了。由于5m立车加工运行时的转速较低,虽然可控硅整流电路是桥式整流,但是线路中触发脉冲丢失和幅值小同时存在时,也会造成电流不连续,输出的电压不稳,从而使电机的转速不稳。一开始出现的哐哐声,实际就是转速不稳的表现。由于电流断续而引起的烧保险故障能发生在运行后停车和正常运行的任何时刻。处理:将放大管T1(另一组触发电路中的放大管,功能如图2中的T7)及反相器IC7换下,故障消除。3.2 机床PLC初始故障的诊断机床PLC初始故障的诊断为了保护机床和维修方便,PLC有显示和检测机床故障的能力。一旦发生故障,维修人员就能根据机床的故障显示号去确定故障类别,予以排除。但在实际加工过程中,我们发现有时PLC同时显示几个故障,它们是由某一个故障引起的连锁故障,排除了初始的引发故障,其它故障报警就消失了。可是从机床PLC显示的所有报警故障中,维修人员并不知道哪个故障是初始引发故障,维修人员只能逐个故障去查,这就增加了维修难度。机床PLC初始故障诊断功能,通过PLC程序,准确判断出初始故障的报警号。维修中,首先排除初始故障,其它引发故障自行消失,这样就极大地方便了机床的维修,提高了机床维修的快速性和准确性。 2 初始故障诊断原理设计的PLC程序不单单是把各个故障都能检测和显示出来,还能把最关键的初始故障自动判断出来。初始故障诊断原理:以3个故障为例,其中设置了3个故障检测位,分别为R500.0、R510.0、R520.0;3个初始故障检测位为R500.2、R510.2、R520.2;F149.1为系统复位信号。初始状态时,无报警出现,故障检测位都为“0”,初始故障检测位也都为“0”,复位信号F149.1为“0”。在3个故障中假设首先发生第二个故障。在程序扫描的第一个周期内,其对应的故障检测位R510.0变为“1”,R500.2、R520.2、F149.1初始值为“0”,初始故障检测位R510.2变为“1”,通过自锁保持为“1”,直到故障被排除,系统复位信号发出后“1”状态才被解除。在程序扫描的第二个周期内,R510.2保持为“1”,实现了对R500.1、R520.1的封锁,即使此时另外某一个故障检测位为“1”,也不能导致其初始故障检测位变为“1”。通过此PLC程序的控制,就能从同时发生的众多故障里准确地判断出初始故障。在JCS018数控机床中,遇到了多个故障同时发生的问题,如换刀报警和液压报警同时出现。维修时,先检查液压控制部分,然后才能确认故障出在换刀过程中。检查后我们才知道换刀的动力由液压驱动来提供。PLC控制程序设计中,当遇到换刀故障时,为防止更大的意外发生,在报警的同时也断开了液压控制,因此换刀故障发生时出现了两个报警信息。为遵循原机床的设计思路,而又能准确地发出报警信息,给JCS018数控机床增加了对初始故障的检查功能。按照前面的程序分析,换刀和液压故障检测位分别为R500.0和R510.0,初始故障可从初始故障检测位R500.2和R510.2读出。当该机床再发生类似故障时,就能很快地判断出初始故障。3.3 数控设备检测元件故障及维修检测元件是数控机床伺服系统的重要组成部分,它起着检测各控制轴的位移和速度的作用,它把检测到的信号反馈回去,构成闭环系统。测量方式可分为直接测量和间接测量:直接测量就是对机床的直线位移采用直线型检测元件测量,直接测量常用的检测元件一般包括:直线感应同步器、计量光栅、磁尺激光干涉仪。间接测量就是对机床的直线位移采用回转型检测元件测量,间接测量常用的检测元件一般包括:脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步器、圆光栅和圆磁栅。当机床出现如下故障现象时,应考虑是否是由检测元件的故障引起的:1.机械振荡(加/减速时):(1)脉冲编码器出现故障,此时检查速度单元上的反馈线端子电压是否在某几点电压下降,如有下降表明脉冲编码器不良,更换编码器。(2)脉冲编码器十字联轴节可能损坏,导致轴转速与检测到的速度不同步,更换联轴节。(3)测速发电机出现故障,修复,更换测速机。2.机械暴走(飞车):在检查位置控制单元和速度控制单元的情况下,应检查:(1)脉冲编码器接线是否错误,检查编码器接线是否为正反馈,A相和B相是否接反。(2)脉冲编码器联轴节是否损坏,更换联轴节。(3)检查测速发电机端子是否接反和励磁信号线是否接错。3.主轴不能定向或定向不到位:在检查定向控制电路设置和调整,检查定向板,主轴控制印刷电路板调整的同时,应检查位置检测器(编码器)是否不良,此时测编码器输出波形。4.坐标轴振动进给:在检查电动机线圈是否短路,机械进给丝杠同电机的连接是否良好,检查整个伺服系统是否稳定的情况下,检查脉冲编码是否良好、联轴节联接是否平稳可靠、测速机是否可靠。检测元件是一种极其精密和容易受损的器件,一定要从下面几个方面注意,进行正确的使用和维护保养。1.不能受到强烈振动和摩擦以免损伤代码板,不能受到灰尘油污的污染,以免影响正常信号的输出。2.工作环境周围温度不能超标,额定电源电压一定要满足,以便于集成电路片子的正常工作。3.要保证反馈线电阻,电容的正常,保证正常信号的传输。4.防止外部电源、噪声干扰,要保证屏蔽良好,以免影响反馈信号。5.安装方式要正确,如编码器联接轴要同心对正,防止轴超出允许的载重量,以保证其性能的正常。总之,在数控设备的故障中,检测元件的故障比例是比较高的,只要正确的使用并加强维护保养,对出现的问题进行深入分析,就一定能降低故障率,并能迅速解决故障,保证设备的正常运行。3.4 数控机床加工精度异常故障及维修生产中经常会遇到数控机床加工精度异常的故障。此类故障隐蔽性强、诊断难度大。导致此类故障的原因主要有五个方面:(1)机床进给单位被改动或变化。(2)机床各轴的零点偏置(NULL OFFSET)异常。(3)轴向的反向间隙(BACKLASH)异常。(4)电机运行状态异常,即电气及控制部分故障。(5)机械故障,如丝杆、轴承、轴联器等部件。此外,加工程序的编制、刀具的选择及人为因素,也可能导致加工精度异常。1.系统参数发生变化或改动系统参数主要包括机床进给单位、零点偏置、反向间隙等等。例如SIEMENS、FANUC数控系统,其进给单位有公制和英制两种。机床修理过程中某些处理,常常影响到零点偏置和间隙的变化,故障处理完毕应作适时地调整和修改;另一方面,由于机械磨损严重或连结松动也可能造成参数实测值的变化,需对参数做相应的修改才能满足机床加工精度的要求。2.机械故障导致的加工精度异常一台THM6350卧式加工中心,采用FANUC 0i-MA数控系统。一次在铣削汽轮机叶片的过程中,突然发现Z轴进给异常,造成至少1mm的切削误差量(Z向过切)。调查中了解到:故障是突然发生的。机床在点动、MDI操作方式下各轴运行正常,且回参考点正常;无任何报警提示,电气控制部分硬故障的可能性排除。分析认为,主要应对以下几方面逐一进行检查。(1)检查机床精度异常时正运行的加工程序段,特别是刀具长度补偿、加工坐标系(G54~G59)的校对及计算。(2)在点动方式下,反复运动Z轴,经过视、触、听对其运动状态诊断,发现Z向运动声音异常,特别是快速点动,噪声更加明显。由此判断,机械方面可能存在隐患。(3)检查机床Z轴精度。用手脉发生器移动Z轴,(将手脉倍率定为1×100的挡位,即每变化一步,电机进给0.1mm),配合百分表观察Z轴的运动情况。在单向运动精度保持正常后作为起始点的正向运动,手脉每变化一步,机床Z轴运动的实际距离d=d1=d2=d3…=0.1mm,说明电机运行良好,定位精度良好。而返回机床实际运动位移的变化上,可以分为四个阶段:①机床运动距离d1>d=0.1mm(斜率大于1);②表现出为d=0.1mm>d2>d3(斜率小于1);③机床机构实际未移动,表现出最标准的反向间隙;④机床运动距离与手脉给定值相等(斜率等于1),恢复到机床的正常运动。无论怎样对反向间隙(参数1851)进行补偿,其表现出的特征是:除第③阶段能够补偿外,其他各段变化仍然存在,特别是第①阶段严重影响到机床的加工精度。补偿中发现,间隙补偿越大,第①段的移动距离也越大。分析上述检查认为存在几点可能原因:一是电机有异常;二是机械方面有故障;三是存在一定的间隙。为了进一步诊断故障,将电机和丝杠完全脱开,分别对电机和机械部分进行检查。电机运行正常;在对机械部分诊断中发现,用手盘动丝杠时,返回运动初始有非常明显的空缺感。而正常情况下,应能感觉到轴承有序而平滑的移动。经拆检发现其轴承确已受损,且有一颗滚珠脱落。更换后机床恢复正常。3.机床电气参数未优化电机运行异常一台数控立式铣床,配置FANUC 0-MJ数控系统。在加工过程中,发现X轴精度异常。检查发现X轴存在一定间隙,且电机启动时存在不稳定现象。用手触摸X轴电机时感觉电机抖动比较严重,启停时不太明显,JOG方式下较明显。分析认为,故障原因有两点,一是机械反向间隙较大;二是X轴电机工作异常。利用FANUC系统的参数功能,对电机进行调试。首先对存在的间隙进行了补偿;调整伺服增益参数及N脉冲抑制功能参数,X轴电机的抖动消除,机床加工精度恢复正常。4.机床位置环异常或控制逻辑不妥一台TH61140镗铣床加工中心,数控系统为FANUC 18i,全闭环控制方式。加工过程中,发现该机床Y轴精度异常,精度误差最小在0.006mm左右,最大误差可达到1.400mm。检查中,机床已经按照要求设置了G54工件坐标系。在MDI方式下,以G54坐标系运行一段程序即“G90 G54 Y80 F100;M30;”,待机床运行结束后显示器上显示的机械坐标值为“-1046.605”,记录下该值。然后在手动方式下,将机床Y轴点动到其他任意位置,再次在MDI方式下执行上面的语句,待机床停止后,发现此时机床机械坐标数显值为“-1046.992”,同第一次执行后的数显示值相比相差了0.387mm。按照同样的方法,将Y轴点动到不同的位置,反复执行该语句,数显的示值不定。用百分表对Y轴进行检测,发现机械位置实际误差同数显显示出的误差基本一致,从而认为故障原因为Y轴重复定位误差过大。对Y轴的反向间隙及定位精度进行仔细检查,重新作补偿,均无效果。因此怀疑光栅尺及系统参数等有问题,但为什么产生如此大的误差,却未出现相应的报警信息呢?进一步检查发现,该轴为垂直方向的轴,当 Y轴松开时,主轴箱向下掉,造成了超差。对机床的PLC逻辑控制程序做了修改,即在Y轴松开时,先把Y轴使能加载,再把Y轴松开;而在夹紧时,先把轴夹紧后,再把Y轴使能去掉。调整后机床故障得以解决。四 数控机床的维护数控系统是数控机床的核心部件,因此,数控机床的维护主要是数控系统的维护。数控系统经过一段较长时间的使用,电子元器件性能要老化甚至损坏,有些机械部件更是如此,为了尽量地延长元器件的寿命和零部件的磨损周期,防止各种故障,特别是恶性事故的发生,就必须对数控系统进行日常的维护。概括起来,要注意以下几个方面。(1)制订数控系统日常维护的规章制度根据各种部件特点,确定各自保养条例。如明文规定哪些地方需要天天清理(如CNC系统的输入/输出单元——光电阅读机的清洁,检查机械结构部分是否润滑良好等),哪些部件要定期检查或更换(如直流伺服电动机电刷和换向器应每月检查一次)。(2)应尽量少开数控柜和强电柜的门因为在机加工车间的空气中一般都含有油雾、灰尘甚至金属粉末。一旦它们落在数控系统内的印制线路或电器件上,容易引起元器件间绝缘电阻下降,甚至导致元器件及印制线路的损坏。有的用户在夏天为了使数控系统超负荷长期工作,打开数控柜的门来散热,这是种绝不可取的方法,最终会导致数控系统的加速损坏。正确的方法是降低数控系统的外部环境温度。因此,应该有一种严格的规定,除非进行必要的调整和维修,不允许随便开启柜门,更不允许在使用时敞开柜门。(3)定时清扫数控柜的散热通风系统应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常,应视工作环境状况,每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多,需及时清理,否则将会引起数控系统柜内温度高(一般不允许超过55℃),造成过热报警或数控系统工作不可靠。(4)经常监视数控系统用的电网电压FANUC公司生产的数控系统,允许电网电压在额定值的85%~110%的范围内波动。如果超出此范围,就会造成系统不能正常工作,甚至会引起数控系统内部电子部件损坏。(5)定期更换存储器用电池FANUC公司所生产的数控系统内的存储器有两种:(a)不需电池保持的磁泡存储器。(b)需要用电池保持的CMOS RAM器件,为了在数控系统不通电期间能保持存储的内容,内部设有可充电电池维持电路,在数控系统通电时,由+5V电源经一个二极管向CMOS RAM供电,并对可充电电池进行充电;当数控系统切断电源时,则改为由电池供电来维持CMOS RAM内的信息,在一般情况下,即使电池尚未失效,也应每年更换一次电池,以便确保系统能正常工作。另外,一定要注意,电池的更换应在数控系统供电状态下进行。6. 数控系统长期不用时的维护为提高数控系统的利用率和减少数控系统的故障,数控机床应满负荷使用,而不要长期闲置不用,由于某种原因,造成数控系统长期闲置不用时,为了避免数控系统损坏,需注意以下两点:(1)要经常给数控系统通电,特别是在环境湿度较大的梅雨季节更应如此,在机床锁住不动的情况下(即伺服电动机不转时),让数控系统空运行。利用电器元件本身的发热来驱散数控系统内的潮气,保证电子器件性能稳定可靠,实践证明,在空气湿度较大的地区,经常通电是降低故障率的一个有效措施。(2)数控机床采用直流进给伺服驱动和直流主轴伺服驱动的,应将电刷从直流电动机中取出,以免由于化学腐蚀作用,使换向器表面腐蚀,造成换向性能变坏,甚至使整台电动机损坏。参 考 文 献【1】 张超英,谢富春编. 数控编程技术. 北京:化学工业出版社,2004【2】 张超英,罗学科编. 数控加工技术综合实训. 北京:机械工业出版社,2003【3】 数控技术培训系列教程. 世纪星数控系统编程\操作说明书. 华中数控.2001【4】 全国数控培训网络天津分中心编. 数控编程. 北京:机械工业出版社,1997致谢四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号,而于我的人生却只是一个逗号,我将面对又一次征程的开始。四、亲友的大力支持下,走得辛苦却也收获满囊,在论文即将付梓之际,思绪万千,心情久久不能平静。 伟人、名人为我所崇拜,可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人,我的导师。我不是您最出色的学生,而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨,学识渊博,思想深邃,视野雄阔,为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔,置身其间,耳濡目染,潜移默化,使我不仅接受了全新的思想观念,树立了宏伟的学术目标,领会了基本的思考方式,从论文题目的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。感谢我的爸爸妈妈,焉得谖草,言树之背,养育之恩,无以回报,你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚谢意!同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学,以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。

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浅谈柴油机电控技术 摘要:介绍了柴油机电子控制技术的发展状况、控制原理和应用特点及高压共轨技术的 工作原理、研究方向、应用前景。 关键词:柴油机,电子控制,高压共轨技术 1 柴油机电子控制技术的发展状况及发展趋势 1.1柴油机电子控制技术的发展状况 柴油机电子控制技术始于20世纪70年代,20世纪80年代 以来,英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通 用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十 铃汽车公司及小松制作所等都竞相开发新产品并投放市场,以满 足日益严格的排放法规要求。 由于柴油机具备高扭矩、高寿命、低油耗、低排放等特 点,柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题最现实和最可靠的手段。因此柴油机的使用 范围越来越广,数量越来越多。同时对柴油机的动力性能、经 济性能、控制废气排放和噪声污染的要求也越来越高。依靠 传统的机械控制喷油系统已无法满足上述要求,也难以实现喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的要求。近 年来,随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展 ,使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进 行电子控制的要求,并且电子控制燃油喷射很容易实现。 实际上,柴油机排气中CO和HC比汽油机少得多,NOX排放量与汽油机相近,只是排气微 粒较多,这与柴油机燃烧机理有关。柴油机是一种非均质燃烧, 可燃混合气形成时间很短,而且可燃混合气形成与燃烧过程交错 在一起。通过分析柴油机喷油规律得到:喷入燃料的雾化质量、 汽缸内气体的流动以及燃烧室形状等均直接影响燃烧过程的进展 以及有害排放物的生成。提高喷油压力和柴油雾化效果、使用预 喷射、分段喷射等可以有效的改善排放。 经过多年的研究和新技术应用,柴油机的现状已与以往大不 相同。现代先进的柴油机一般采用电控喷射、高压共轨、涡轮增压中冷等技术,在重量、噪音、烟 度等方面已取得重大突破,达到了汽油机的水平。随着国际上日 益严格的排放控制标准 (如欧洲Ⅳ、Ⅴ标准)的颁布与实施,无论是汽油机还是柴油机都面临着严 峻的挑战,解决的办法之一是采用电子控制燃油喷射的技术。现在,柴油机电子控制技术在发达国家的应用率已达到60%以上。 1.2何谓电喷柴油机 采用电子控制燃油喷射及排放的柴油机即为电喷柴油机。 电喷柴油喷射系统由传感器、ECU(计算机)和执行机构三部分 组成。其任务是对喷油系统进行电子控制,实现对喷油量以 及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、油门踏板位 置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却水温度等 传感器,将实时检测的参数同时输入计算机(ECU),与已储存 的设定参数值或参数图谱(MAP图)进行比较,经过处理计算按 照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。执行器根据 ECU指令控制喷油量(供油齿条位置或电磁阀关闭持续时间)和 喷油正时(正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点),同时对废气再 循环阀、预热塞等执行机构进行控制,使柴油机运行状态达 到最佳。 1.3柴油机电子控制技术的发展趋势 1.3.1高的喷射压力 为满足排放法规的要求,柴油喷射压力从10MPa提高到200MPa。如此高的喷射压力可明显改善柴油和空气的混合质量,缩短着火延迟期,使燃烧更 迅速、更彻底,并且控制燃烧温度,从而降低废气排放。 1.3.2独立的喷射压力控制 传统柴油机的供油系统的喷射压力与柴油机的转速负荷有 关。这种特性对于低转速、部分负荷条件下的燃油经济性和排放 不利。若供油系统具有不依赖转速和负荷的喷射压力控制能力, 就可选择最合适的喷射压力使喷射持续期、着火延迟期最佳,使 柴油 机在各种工况下的废气排放最低而经济性最优。 1.3.3改善柴油机燃油经济性 用户对柴油机的燃油消耗率非常关注。高喷射压力、独立的 喷射压力控制、小喷孔、高平均喷油压力等措施都能降低燃油消 耗率,从而提高了柴油机的燃油使用经济性。 1.3.4独立的燃油喷射正时控制 喷射正时直接影响到柴油机活塞上止点前喷入汽缸的油量, 决定着汽缸的峰值爆发压力和最高温度。高的汽缸压力和温度可 以改善燃油使用经济性,但导致NOX增加。而不依赖于转速和负 荷的喷射正时控制能力,是在燃油消耗率和排放之间实现最佳平 衡的关键措施。 1.3.5可变的预喷射控制能力 预喷射可以降低颗粒排放,又不增加NOX排放,还可改善柴 油机冷启动性能、降低冷态工况下白烟的排放,降低噪声,改 善低速扭矩。但是预喷射量、预喷射与主喷射之间的时间间隔 在不同工况下的要求是不一样的。因此具有可变的预喷射控制能力对柴油机的性能和排放十分有利。 1.3.6最小油量的控制能力 供油系统具有高喷射压力的能力与柴油机怠速所需要的 小油量控制能力发生矛盾。当供油系统具有预喷射能力后将 会使控制小油量的能力进一步降低。由于工程机械用柴油机 的工况很复杂,怠速工况经常出现,而电喷柴油机容易实现最 小油量控制。 1.3.7快速断油能力 喷射结束时必须快速断油,如果不能快速断油,在低压力 下喷射的柴油就会因燃烧不充分而冒黑烟,增加HC排放。电 喷柴油机喷油器上采用的高速电磁开关阀很容易实现快速断 油。 1.3.8降低驱动扭矩冲击载荷 燃油喷射系统在很高的压力下工作,既增加了驱动系统 所需要的平均扭矩,也加大了冲击载荷。燃油喷射系统对驱 动系统平稳加载和卸载的能力,是一种衡量喷射系统的标准。 而电喷柴油机技术中的高压共轨技术则大大降低了驱动扭矩 冲击载荷。 2 柴油机电子控制技术的目的及优点 2.1目的 优化动力性、改善燃油使用经济性、控制排放,使柴油机从 怠速至额定转速范围内均能获得最佳工作状况,防止可能发生的 危险运行状况,延长零件的使用寿命。 2.2优点 2.2.1具有多功能的自动调节性能 工程机械用柴油机的运转工况是多变的,而且对油耗、排放 和可靠性等要求较高。自动控制技术应用于柴油机的调节系统正 好可以实现多功能的自动调节,从而保证柴油机动力性、燃料使 用经济性、可靠性和操作方便性等性能充分发挥。 2.2.2减轻质量、缩小尺寸、提高柴油机的紧凑性 对于现代高速柴油机而言,由于驱动喷油泵的扭矩较大,要 设计一个紧凑和可靠的供油提前自动调节器很复杂,而且在柴油 机总体布置上也比较困难。采用自动控制技术解决供油提前角自 动调节问题,不仅可以容易地解决上述难题,而且提高了柴油机 的紧凑性。 2.2.3部件安装连接方便,提高了维修性 采用自动控制系统,相关部件尺寸减小(特别是燃油供给系 统),安装部位免受空间位置的约束,连接简便,有利于柴油机 日常维护及修理。 2.2.4扩展了故障诊断、联络等功能 采用自动控制系统,可方便地与微型计算机相连,很容易实 现柴油机性能检测与故障诊断功能,柴油机运行及检测数据的存 储与传递等问题也迎刃而解,便于科学管理和使用。 2.2.5使柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配 随着工程机械制造技术高速发展,为了提高自行式工程机械 的作业效能,采用了电喷柴油机,电控自动变速器等自动控制装置,使自行式工程机械在作业 时,能随着负荷的变化在一定范围内自动调整动力输出、动力传 递,柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配,充分发挥工程 机械作业效能。

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