柴油机供油装置及控制系统PDF电子书下载

第一章 柴油机供油装置及控制系统设计的一般问题 1

1.1 发动机制造业的当前任务 1

1.1.1 燃油经济性 2

1.1.2 排气污染物 3

1.1.3 发动机动态性能 9

1.1.4 柴油机燃料 10

1.2 对供油系统的要求及其分类 12

1.3 供油装置的发展方向和前景 14

1.3.1 工作过程和供油过程的优化 14

1.3.2 提高喷射压力 15

1.3.3 供油装置的电子控制 17

1.3.4 喷油规律的控制 17

1.3.5 喷油提前角的控制 19

1.3.6 共轨系统的研发 19

1.3.7 代用燃料供油系统 20

1.3.8 实际使用条件下供油装置功能的保证 20

1.3.9 喷射稳定性和最小循环供油量的保证 20

1.3.10 燃油喷射的快速完成 20

1.3.11 柴油机供油装置的发展前景 21

1.4 柴油机工作过程与供油系统的优化设计 23

1.4.1 工作过程建模与优化的计算软件 23

1.4.2 工作过程的优化实例 25

第二章 直接作用式供油装置 28

2.1 柴油机燃油系统综述 28

2.1.1 滤清器 29

2.1.2 输油泵 31

2.2 单体和整体式喷油泵 34

2.2.1 柱塞泵 34

2.2.2 单体泵 48

2.3 分配式高压油泵 56

2.3.1 Bosch公司VE型喷油泵 57

2.3.2 Bosch公司VP-44型转子泵 61

2.3.3 EPIC系统 65

2.3.4 Stanadyne公司的PCF和DS型转子泵 70

2.3.5 分配式喷油泵总的特点 72

2.4 柴油机喷油器 72

2.4.1 喷油器分类 74

2.4.2 喷油嘴 81

2.4.3 喷油器制造材料和工艺说明 88

2.5 泵喷嘴 90

2.5.1 不同厂家的泵喷嘴 90

2.5.2 电控泵喷嘴 92

2.5.3 快速响应控制阀 97

2.5.4 关于泵喷嘴的一些想法 97

2.6 供油装置的设计准备与试验 98

2.6.1 喷油泵基本参数的确定 99

2.6.2 喷油器基本参数的确定 101

2.6.3 高压油管尺寸的确定 103

2.6.4 几何喷油提前角的设置 103

2.6.5 喷油泵的测试 105

2.6.6 喷油器的测试 107

第三章 蓄压式供油系统 110

3.1 共轨式供油系统的组成和装置 110

3.2 共轨式供油系统的高压油泵 115

3.2.1 共轨式供油系统的高压油泵的设计 117

3.2.2 高压油泵的设计要求 124

3.3 共轨式供油系统的电控喷油器 126

3.3.1 电液式喷油器的结构 126

3.3.2 电液式喷油器的工作分析，改进的途径和设计 132

3.4 共轨式供油系统中供油的控制 141

3.4.1 喷油规律 143

3.4.2 对控制系统的要求 147

3.5 可选择的其他电控供油系统 148

3.5.1 带有压力放大器的蓄压式供油装置 148

3.5.2 带有压电驱动的系统 152

3.5.3 带有电动马达的供油装置 152

3.5.4 液力冲击式供油装置 153

3.5.5 无发动机燃油试验台 154

第四章 供油过程的计算——作为供油装置设计的工具 156

4.1 供油过程的物理现象 156

4.1.1 燃油的压缩性 156

4.1.2 燃油压缩性对供油的影响 157

4.1.3 供油装置零件的易变形性 159

4.1.4 高压油泵传动的弹性 159

4.1.5 燃油的密度 159

4.1.6 高压油管中的声速和压力波动现象 160

4.1.7 高压油路中的不连续性 161

4.1.8 黏性效应 163

4.1.9 供油过程的非等温性 166

4.2 单相燃油的可压缩性 166

4.3 供油过程中燃油的两相状态 169

4.3.1 两相混合物的简单模型 171

4.4 达朗贝尔（D'Alembert）方法计算油管内的燃油流动 173

4.4.1 概述 173

4.4.2 计算方法的实质 173

4.4.3 流动摩擦的考虑 174

4.4.4 油管的分段性 174

4.4.5 气相形成的计算 175

4.4.6 关于“压力波动轨迹”的概念 176

4.5 有限差分解决油管内流动的任务 177

4.5.1 特征线法 178

4.5.2 粒子轨迹法 178

4.5.3 任意非连续离散的方法 179

4.6 非定常条件下的油管阻力 187

4.6.1 非定常边界层的结构 188

4.6.2 关于流动特性和层流向紊流转变条件的问题 189

4.6.3 流动摩擦的特点 190

4.6.4 高压油管中的阻力准则关系式 191

4.6.5 摩擦理论模型 192

4.7 边界条件下的流量方程和平衡方程 193

4.7.1 平衡方程的传统描述 193

4.7.2 质量平衡方程 194

4.7.3 液体流动的流量方程 194

4.8 零件运动、面积与泄漏的边界条件方程 197

4.8.1 在边界平衡方程中有效横截面积的计算 197

4.8.2 边界条件平衡方程内的泄漏计算 198

4.8.3 边界条件内的运动方程 200

4.9 油泵单元凸轮传动的计算 201

4.9.1 摆动式挺柱的运动学 201

4.9.2 圆弧凸轮 202

4.9.3 可变曲率的凸轮 204

4.9.4 偏置的凸轮机构 205

4.10 高压油泵传动的动力学 206

4.10.1 作为弹性系统的传动数学模型 206

4.10.2 传动动力学的分析 209

4.11 供油过程中的非等温性 213

4.11.1 非等温性的描述方程 214

4.11.2 燃油和管壁的非定常换热的计算 215

4.11.3 油腔中的热效应 216

4.11.4 非等温性对供油的影响 217

4.12 计算稳定性和收敛性的组织求解 218

4.12.1 边界条件方程的积分稳定性问题 218

4.12.2 组织计算和计算的收敛性 221

4.13 供油装置的优化 222

4.13.1 影响因素的数值实验 222

4.13.2 最优化 223

4.13.3 寻找最优解的技巧 224

第五章 柴油机控制系统设计的总任务 227

5.1 柴油机的工况、燃油经济性和排放 227

5.2 研制经济型和生态型柴油机控制系统的可行性 235

5.3 柴油机供油过程控制的任务 251

5.3.1 循环供油量 251

5.3.2 喷油提前角 259

5.3.3 供油规律 266

5.3.4 最高喷射压力 272

5.4 非传统燃油供给过程控制的必要性 276

5.5 控制系统结构原理和分类 291

第六章 柴油机供油控制系统 300

6.1 柴油机供油控制系统的分类 300

6.2 分开式供油系装置的控制系统 302

6.2.1 多柱塞直列式高压油泵 302

6.2.2 分配泵 311

6.2.3 单体泵 314

6.3 非分开式供油装置的控制系统 320

6.4 共轨供油系统的控制系统 325

6.5 非传统燃料供油装置的控制系统 328

6.6 从组织控制供油过程角度评价不同类型的供油系统 345

第七章 柴油机自动调节与控制系统的数学模型及其研究方法 353

7.1 面向柴油机的调节和控制 353

7.2 面向调节和控制的柴油机数学模型 354

7.2.1 曲轴转速自动调节系统 354

7.2.2 废气涡轮增压柴油机的自动控制系统 358

7.3 柴油机调速器的数学模型 364

7.4 调节和控制系统元件连接的基本类型 374

7.5 自动调节和控制系统的数学模型 375

7.6 自动调节和控制系统及其元件的动态特性 377

7.7 典型动态环节及其特性 386

7.7.1 比例环节 387

7.7.2 积分环节 389

7.7.3 微分环节 395

7.8 自动调节和控制系统的稳定性 398

7.9 调节过程的性能指标 407

7.10 非线性自动调节系统 411

7.10.1 系统线性部分微分方程和传递函数的组成 413

7.10.2 非线性元件和系统的谐波线性化方程的组成 414

7.10.3 自动振荡参数的确定 415

7.10.4 自动振荡稳定性的评价 418

结束语 422

参考文献 423