柴油机喷油泵负荷特性实验

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1、内燃机测试技术实验实验柴油机喷油泵调速特性实验实验学时：2实验类型：综合型实验对象：本科生一、实验目的：1. 知道喷油泵工作原理和用途；2. 熟悉柴油机特性定义3. 熟悉ITM715型油泵试验台技术指标;4. 熟悉ITM715型油泵试验台的操作；5. 掌握柴油机喷油泵供油特性；6. 掌握机械调速器调速特性。二、实验原理及设备说明1、柱塞式喷油泵工作原理图1柱塞式喷油泵原理柱塞 上止点71供油 开始1一柱塞；2柱塞套；3 斜槽；4 油孔；5出油阀座；6出油阀；7 出油阀弹簧柱塞1的圆柱表面上铣有直线型（或螺旋形）斜槽3,斜槽内腔和柱塞上面 的泵腔用孔道连通。柱塞套2上有圆孔4，与喷油泵体上的低压

2、油腔相通。柱塞 与柱塞套精密配合，称为柱塞偶件。柱塞偶件的上方装有出油阀偶件（由出油阀 6及出油阀座5组成）和出油弹簧7。柱塞由凸轮驱动，在柱塞套内作直线往复 运动，此外它还可以绕本身轴线在一定角度范围内转动。当柱塞下一道a图所示位置时，燃油自低压油腔经油孔4被吸入并充满泵腔。 在柱塞自下止点上移过程中,起初有一部分燃油被从泵腔挤回低压油腔，直到柱 塞上部的圆柱面将两个油孔4完全封闭时为止。此后，柱塞继续上升（图b）， 柱塞上部的燃油压力顿时增高到足以克服出油阀弹簧7的作用力，出油阀6即开 始上升。当出油阀上的圆柱形环带离开出油阀座5时，高压燃油便自泵腔通过高 压油管流向喷油器。当柱塞再上移到

3、图c所示位置时，斜槽3同油孔4开始接通， 于是泵腔内的燃抽便经柱塞中央的孔道、斜槽和油孔4流向低压油腔，这时泵腔 中油压迅速下降，出油阀在弹簧压力作用下立即回位，喷油泵供油即行停止。此 后柱塞仍继续上行，直到上止点为止，但不再泵油。2、柴油机特性柴油机特性一柴油机的性能指标及其主要参数随工况而变化的关系。主要 参数包括：有效功率Ne，有效扭矩Me，转速n，燃油消耗率g，平均有效压力 Pe，机械效率n m，有效效率n e，排气温度tr，过量空气系数。等。柴油机特性 包括柴油机固有特性和柴油机调速降性。柴油机固有特性一不装设调速器或调速器不起作用时柴油机本身所具有 的特性。表示柴油机主要参数随工况

4、变化的关系曲线称为柴油机特性曲线。固有 特性按实验条件的不同和参数变化关系的不同可分为负荷特性、速度特性和万有 特性。图1 柴油机负荷特性负荷特性一当转速不变时，柴油机的性能指标及其主要参数随负荷而变化 的关系称为负荷特性，见图1。不同的转速对应不同的负荷特性。测取负荷特性 时要在保持柴油机油温、水温基本不变的前提下同时调节测功器的阻力矩（负荷） 和柴油机的循环供油量，改变负荷并保持柴油机转速不变，测量主要性能参数随 负荷的变化关系。有些参数还需通过计算获得。例如有效油率ge是通过测量一 段时间内的柴油消耗量G f和柴油机发出的有效功率Ne由下式计算出来的负荷 特性可表征柴油机的经济性、动力性

5、等性能指标。企噜 xiO0Og/（kW.h）速度特性一当喷油泵齿杆位置一定（即循环供油量一定）时，柴油机的性 能指标与主要参数随转速而变化的关系称为速度特性。不同的循环供油量对应不 同的速度特性。当喷油泵齿杆固定于柴油机发出标定功率时，测得的速度特性称为标定功率速度特性或外特性；当喷油泵齿杆固定于最大供油量以下位置时测得 的速度特性称为部分负荷速度特性。柴油机速度特性主要反映功率与扭矩随柴油机转速变化机而改变的情况。图 2中I ,II,IILW和V对应不同的喷油泵齿杆位置。其他参数随柴油机转速变 化而改变的情况，见图3。图2柴油机速度特性曲线图3柴油机部分参数随转速变化关系万有特性一负荷特性或

6、速度特性曲线图只能表示某一转速或某一喷油泵齿 杆位置条件下柴油机运行参数间的变化规律。对于工况变化较宽广的柴油机（如 机车柴油机），要分析它在各种工况下的性能就需要用许多负荷特性和速度特性 曲线图。为了能在一张图上全面表示柴油机在各种工况下的某些性能，将多个负 荷特性或速度特性曲线汇总到一张图上构成多参数性能曲线，就是万有特性。常用的万有特性是在以转速为横坐标、功率为纵坐标的图形中标出一系列燃 油消耗率曲线，用来评价柴油机在各种转速和负荷条件下的经济性，见图4。图4柴油机万有特性曲线柴油机调速特性一柴油机装设调速器后的速度特性称为调速特性。柴油 机本身的速度特性不能满足大多数从动机械的要求，因

7、为其扭矩曲线比较平坦， 当外界阻力矩有少量变化时柴油机转速就会有很大波动。这对柴油机及其从动机 械的正常运转是不利的，因此柴油机需装设调速器。调速器可以根据外界阻力矩 的变化，自动调节供油量，从而使柴油机保持在所要求的转速下稳定运转。不同 的调速器会导致柴油机具有不同的调速特性（图5,图6）。调速特性表征了柴油 机克服外界阻力矩波动时保持稳定工作的能力。图5带全程机械调速器的柴油机调速特性图6 装有恒速调速器的柴油机调速特性有些从动机械运转时要求柴油机的功率与转速按一定的函数关系变化。如船 用和液力传动内燃机车柴油机要求功率和转速按螺旋桨特性曲线变化；电传动内 燃机车要求柴油机功率和转速按p次

8、抛物线关系变化。这时可采用特殊的调速 器或转速一功率联合调节器来满足要求。相应的调速特性称为螺旋浆特性和联合 调节特性。3. ITM715油泵试验台油泵试验台主要用途为喷油泵专业制造厂、喷油泵维修部门及科研教学单位 对各种型号喷油泵的试验和调整。我室现有的油泵实验台为无锡英特迈的ITM715。3.1 ITM715油泵试验台技术指标表一 ITM715试验台技术参数序号试验台功率5.5/7.5kw11/15kw18.5kw1输出轴转速范围RPM0-40002可试缸数123量油次数0-99994燃油压力（Mpa）0-0.40-45燃油泵供油量（升/分钟）810106主轴中心高（mm）1257电动机型

9、号Y132S/M-4Y160M/L-4Y180M-48回量测量（升/分钟）10-1009直流电源12V/24V10驱动联轴器无间隙多片离合器11润滑油箱（特殊附件）12L12润滑油压（Mpa）0-0. 613真空度（Mpa）-0。1014气压（Mpa）0-0. 2515润滑油压力（Mpa）0-116制冷方式压缩机或水冷17温度控制范围30-49 (2C)18输出功率（KW）5.5/7. 511/1518.519量油筒容积（ml）45 15020标准喷油器型号ZS12WSJ121标准喷油器开启压力17. 5MPa22试验台外形尺寸（m）（长X宽X高）2X0。9X1。623重量（KG）120014

10、0016003.2 ITM715油泵试验台操作指南（一）、试验台的准备工作1, 检查联轴器如果输出主轴的联轴器一旦拆下，再安装联轴器时，必须其同轴度要求为 0.05mm。如不同轴将会引起振动。2, 检查防护罩是否已固定好。3, 装夹高压油泵使用随机的装夹的附具将高压喷油泵可靠的装夹到试验台工作台面上， 并与主轴联轴器连接好，然后连接好试验台与油泵之间的油管。如果所用 喷油泵是分配泵，需要12V/24V电源时，请使用随机提供的专用连接线， 将试验台前恻的12V/24V电源插孔连全分配泵的电磁铁线圈上，并用拨把 开关选择合适的电压。4， 注入试验油打开试验台下部的四个侧门，注意油位显示管，不要使油

11、从该管中流出， 旋出油箱，向油箱中注入40升试验油。5， 接入电源线确保试验台下部门上的主电源开关处于“0”位，打开下部后门，将未通 电的容量合适的三相四线从试验台底孔中引入配电盘。如有良好的地线用 户，请将地线一并引入。6， 去掉防锈油试验台上的刻度盘，工作台上的防锈油，使用前一定要除掉。（二）、空载实验1, 通电前的准备工作配电盘各接线端子重新检查紧固，防止运输过程中，接线端子松动或者脱 扣。接线检查无误后，可通电试车。2, 油泵转向的试验将试验台供油输出口用丝堵堵紧。打开外部配电盘开关，打开试验台电器主开关，仪表箱上所有仪表工作，表 明试验台已通电，按下油泵启动开关，调节油路调压阀，检查

12、压力表的指针是否 工作，如不工作，请关掉实验的住开关，切断外部供电电源，打开电器门，将 接线端子“L1”，“L2”线对换一下重新接好，叶片泵正常工作后再观察压力表指针的工作情况。3， 试车(1) ，打开主电源开关，此时控制器灯亮，若不亮请打开控制箱后部的电 源开关及检查供电电源。(2) ，空运转转速不得超过600转，以免万向节飞出，发生危险。(3) ，按下控制箱上手动键，按下主电机正转或反转按钮，旋动左右机手钮， 主轴应当旋转(若不旋转，请将左右机开关打到另一方向)。(4) ，按下控制箱运行键，在转速预置各键分别存入自己所需的转速，然后 按下主电机正转或反转按钮，即可获得不同的转速。(5) ，

13、若试验台带有机油泵，则与柴油供油系统试验方法一样。(三) 、负荷运转1，用高压软管将喷油泵供油接头与试验台供油接头连通，将喷油泵回油接到 试验台的回油接头上。2, 将标准喷油泵放进集油箱上的消雾罩内，用高压油管将喷油泵出油接头与 标准喷油泵总成接通。此时应调节量油箱高度，便于连接油泵与高压油管，如发 现喷油泵出油接头螺纹与高压油管螺纹不同时，请加装过渡接头。3, 打开切断开关，启动试验油油泵，调节调压手柄，使供油压力符合要求， 控制箱同时控制试验油加热或冷却，此时必须开启自来水开关。4, 按控制箱说明书正确操作，启动主电机，试验台主轴带动喷油泵旋转(注 意旋向)，调节全所需转速，即可进行喷油泵

14、的调试。5, 调试工作完毕后，必须将调速电位器回雾，切断主电源开关。抹十试验 台上油污，涂上防锈油，罩上防尘罩。6，操作注意事项(1) ，左右机调速电位器在停止运转时，应置于“0”位旋动时不得用力过猛， 以免损坏精密电位器。(2) ，试验台运转前，应紧固万向节螺钉。(3) ，试验台运转时，应装好保护罩，夹紧喷油泵。(4) ，因电源电压过低(欠压)，波动大和其它原因，试验台自动停转，同时 变频器指示出原因，此属变频器自动保护功能，切断试验台电源开关，2分钟后 重新合上，试验台即可恢复正常。(5) ，变频器属高科技电子产品，应防震、防尘、防潮，不具备维修能力的单 位，不得随意拆调变频器。变频器程序

15、已排顺，请勿在表面按摸，以免打乱程序。 在运行时，绝对禁止做下列事项：a,禁止将电源连接到逆变器输出端子(u、v、w)。B,禁止将主电路或控制电路部分接地。C,绝对不要用不兆欧表测绝缘电阻。2.3油泵试验台的保养和维护1, 试验台工作的环境温度为一5C40C，场地干燥个、光线充足无尘。2, 安装在稳固的水平基础上，无较大振动。3, 输入电压，不得低于350伏，且电压稳定。4, 试验台必须沉淀48小时以上的轻质柴油（RC10或RC20）其运动 粘度（20C）为38厘渔。5, 试验用燃油不允许弄脏或与润滑油混合，灰色而浑浊的油系已粘污，必 须即时更换，一般试验油应50小时更换一次。要经常检查个接头出的密封情况， 有渗漏时必须及时排除。6, 标准喷油泵的维护为保证试验台的测量精度，应仔细保养，在调试100台喷油泵或停用30天后， 应检查下列