双调速器柴油机在汽车起重机上的应用B

1、双调速器柴油机在汽车起重机上的应用一、 前言在多数中、 小型汽车起重机上, 仅使用一台柴油机作为行驶和起重作业的动力源。 而汽车起重机在行驶和起重作业时,对柴油机的特性又有不同的要求。因此、该类汽 车起重机应使用通过操纵可变换特性的柴油机。使用单一特性的单调速器柴油机的汽车起重机, 其调速器为全程调速器。 该类柴 油机其特性符合起重作业的要求, 但在行驶时却存在使用经济性差、 操控困难等问题。 本文通过对柴油机的特性、 工作稳定性以及对汽车起重机使用工况的分析, 介绍 双调速器柴油机在汽车起重机上的应用。二、为扭矩曲线,平坦,功率 P e在实际应用中,外界的阻力是经常变化的。 由于柴油机的输出

2、扭矩和功率是随 着它的转速而变化的,因此外界阻力的变化将引起柴油机转速的变化。例如,当外界 阻力矩由 M R1变化为 M R2时,柴油机的转速由 n I 升为 n II , 见图二。而柴油机中喷油泵 的速度特性是它的供油量随着柴油机的转速的升高而增大、 降低而减少。 因此当柴油 机的转速由 n I 升为 n II 后,由于喷油泵的供油量的增大,柴油机的输出扭矩 曲线由 M ea 变为 M eb ,这样柴油机的转速又由 n II 升为 n III 。柴油机的转速就这样不断地变化 升高,直到柴油机超速损坏为止。同理、当外界阻力矩由 M R1变化为 M R3时,柴油 速波动大,容易熄火。扭矩 M e

3、 曲线变化平坦,更加剧了它工作时的不稳定状况。为了保证柴油机的正常工 作 , 防止其高速飞车和怠速熄火,柴油机上均设置了调速器。调速器分为全程调速器 和两极调速器, 它们可以在柴油机的整个工作转速范围内, 或者怠速及最高工作转速 时限制并稳定柴油机的转速,提高柴油机的工作稳定性。三、 两极调速器和全程调速器的功能两极调速器是对柴油机的运转进行局部调节,使柴油机在怠速和最高转速运转 时可稳定工作的调速器。 当柴油机以怠速或最高工作转速运转时, 两极调速器可根据 此时柴油机运转转速的变化, 通过对柴油机喷油量的增加或减少来调节并稳定柴油机 的转速,以防止柴油机怠速熄火或超速运转。当柴油机在其它转速

4、下运转时,两极调 速器不对柴油机的优良调节机构施加作用。 此时、 由操作者根据需要控制柴油机的油 量调节机构, 从而实施对柴油机运转的控制。 因此两极调速器控制的柴油机具有对操 作者的操纵反应灵敏, 以及通过对柴油机转速变化的观察可了解外界阻力变化情况等 优点。同时、这种柴油机的油量调节机构操作力小,操纵轻松、方便。全程调速器在柴油机的整个工作转速范围内,都对柴油机的运转实施调节,使 得柴油机的运转转速基本保持稳定, 从而保证柴油机所带动的工作机构安全稳定地工 作。 由全程调速器控制的柴油机具有在整个工作转速范围内运转平稳、 转速稳定的优 点。但也存在对操作者的操纵反应迟钝、操纵沉重 、对外界

5、阻力的变化反馈不灵敏的 缺点。四、 汽车起重机的使用工况及其对柴油机的要求汽车起重机的使用工况可分为两大类,一类是行驶工况,一类是起重作业工况。 汽车起重机的行驶工况与汽车满载时的行驶工况相同。当它在公路上行驶时, 行驶阻力的变化幅度较小, 而且变化较为缓慢, 在很多时候驾驶员可预测到行驶阻力 的变化。 同时由于公路上的交通状况是不断变化的, 行驶车速需要根据需要不断地变化。此外、由于车身在行驶过程中的振动,造成的油门踏板的不稳定也会引起行驶车 速的变化。从上述分析可见汽车起重机行驶时对柴油机的运转转速的稳定无较高要求。由 于复杂的行驶道路及交通状况的影响, 需要由驾驶员经常调整柴油机的运转状

6、况, 因 此要求柴油机的油量操纵机构操纵力小, 从而使驾驶员操纵油门踏板轻松方便; 同时 也要求柴油机对驾驶员的操纵反应灵敏、准确。此外、在行驶过程中,还要求柴油机 对行驶阻力的变化有一定的反馈作用, 以便驾驶员能根据行驶阻力的变化情况及时准 确地把握好对变速机构的操纵时机, 从而使柴油机经常处于图一所示的最低耗油率的 负荷状态下运转, 从而取得较好的使用经济性。 所以行驶时的柴油机由两极调速器控 制较为理想,通常商用车均采用两极调速柴油机作为其动力。汽车起重机作业时,要求其起重作业机构的工作平稳,因此要求柴油机工作时 保持稳定的工作转速。而起重作业时的环境条件(如:刮风、下雨等的影响,起重

7、机构工作时自身阻力的变化,以及起升、变幅、伸缩作业时阻力的变化都使得柴油机 的运转转速难以保持稳定, 从而严重影响了起重机构的工作稳定性。 尤其在进行起升、五、起重作业对柴油机的不同要求。 因此在使用单调速器柴油机的汽车起重机上均采用全 程调速柴油机以保证其基本工作要求。 在行驶过程中使用全程调速柴油机存在油门操 纵沉重、柴油机对操纵反应迟钝、柴油机对行驶阻力的变化反馈小等问题。所有这些 都将造成汽车起重机行驶的可操控性差、 驾驶员劳动强度大紧张易疲劳、 行驶使用经 济性差等缺点。随着柴油机技术的发展, 出现了双调速器柴油机。 该类柴油机有一个全程调速器 和一个两极调速其组成柴油机的调速机构。

8、 通过驾驶员的操纵, 柴油机可以分别处于 由全程或两极调速器控制的状态,从而使柴油机可以根据需要具有不同的工作特性, 该类柴油机可以很好地同时满足汽车起重机行驶和起重作业对柴油机的不同要求。 双调速器 柴油机的 调 速及操控 机构的工 作 原理如图 四所示。 当 汽车起重 机行驶 油机的特性。当汽车起重机进行起重作业时,由于取力开关的作用,取力电磁阀处于 接通位置,取力器被挂上,柴油机的动力向起重作业机构传输。此时转换气缸的工作 腔进气,并推动活塞及活塞杆向左伸出。在活塞杆的作用下,调速器的转换摇臂向左 摆动, 并将两极调速器的操纵摇臂拨到左侧的调速器油量控制阀全开位置。 此时全程 调速器已恢复到可操控状态, 柴油机处于全程调速器的控制之下, 这样起重作业时的 柴油机就具有全程调速柴油机的特性。双调速器柴油机在汽车起重机