控制最高转速与最低转速之间任何转速下的供油量

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自卸车用发动机的特点基于自卸车的工况特点，要求所配发动机中低速段扭矩储备大，速度响应要快。同时要求离合器、空压机、起动机等附件要有很好的适应性。例如某发动机厂一款4102自然吸气发动机原为平板汽车用成熟机型，但最初配自卸车时发现低速段扭矩储备不足，速度响应性较差，且部分附件也不能适应自卸车的要求，故障率较高。后期对发动机及附件进行一系列适应性改进后效果明显，能较好地满足自卸车的工况要求。下文便以该4102发动机为例进行分析。中高速性能较为优越，但低速性能相对较差。调速器最初状态：配两极调速器，只控制最高转速与最低转速，在最高转速与最低转速之间调速器.改进状态：改配全程调速器，不仅能控制最高转速与最低转速下的供油量，而且能控制最高转速与最低转速之间任何转速下的供油量，更有效地适应自卸车速度变换频繁的特性。经验证，改进后发动机速度响应能力明显改善。

离合器最初状态：配φ275膜片离合器，摩擦片（外径×内径）φ275×φ180，扭矩容量400n.m，压紧力6500n。故障模式：离合器存在打滑，烧片等故障。原因分析：自卸车超载较为严重，特别是起步或爬坡等工况产生的滑磨功较大，而且压紧力较小会使离合器打滑，φ275膜片离合器热容量已不能满足此类工况要求，应提高所配离合器热容量及压盘压紧力，提高储备系数。

改进状态：改配φ300膜片离合器，摩擦片（外径×内径）φ300×φ190，扭矩容量提高到480n.m，压紧力提高到7500n。针对原来摩擦片摩擦系数随温度升高衰减较快的特性，改进摩擦片材料配方，提高了摩擦系数，减小了磨损率。改进后经验证离合器打滑、烧片等故障明显减少。改进前后摩擦片性能对比如表1所示。

空压机由于气压制动的可靠性较高，目前自卸车用发动机大都装有空压机。最初状态：配风冷空压机，单缸，活塞直径φ65，进气卸荷方式，工作压力0.8mpa，额定排气量125l／min。空压机自带小空滤器。

故障模式：卸荷阀卡滞，窜机油，不打气，打气慢等故障率较高。拆检发现有的小空滤器已被灰尘堵塞，有的存在粘缸现象。原因分析：造成卸荷阀卡滞、不打气等故障的可能因素有：长期使用后卸荷阀缺少润滑油或粘有较多灰尘，摩擦力加大造成卸荷阀卡滞。

低速工作环境下风冷空压机冷却效果较差，长时间工作热负荷较大，阀片在高温下易变形。小空滤器滤清效果不好，在缺乏及时保养的情况下（不少用户忽视保养空压机自带小空滤器），堵塞后不进气导致不打气。

小空滤器滤清效果不好会造成灰尘将卸荷阀柱塞卡滞，导致柱塞不复位处于常开状态，不打气。窜机油故障的可能因素有：小空滤滤清效果不好导致活塞环早期磨损。活塞环磨损严重所致。

改进状态：改配水冷空压机，单缸，活塞直径φ65，排气卸荷方式，工作压力0.8mpa，额定排气量125l／min。由发动机的循环水冷却空压机的缸盖，确保在条件比较差的环境下也能可靠地工作，改善空压机冷却效果。并且取消空压机自带小空滤器，使空压机从发动机进气总管或发动机用大空滤器后取气，确保空压机进气清洁度。同时将刮油环宽度由0.8改为0.35，对活塞环表面进行处理，提高耐磨性图1改进前后发动机扭矩特性对比曲线。

实际上自卸车冷却风速多低于13m／s，从表2可见风冷空压机较水冷空压机排气温度明显高，对空压机寿命产生较大的负面影响。此外，匹配时应确保空压机排气量足够，否则应采取适当加大空压机工作容积或适当提高空压机转速等措施以增大排气量。经市场验证，改进后空压机故障率明显降低。起动机最初状态：配普通起动机，功率4.5kw，电压24v。故障模式：起动机打齿，电磁开关故障率较高。原因分析：自卸车多为短途运输，发动机起动较频繁，要求起动机可靠性要高。起动机齿轮与飞轮齿圈径向、轴向间隙不合适，或起动机功率较小或电压降较大时都会造成打齿等故障。改进状态：将起动机功率增大为5kw，电压24v。改进起动机小齿轮及齿圈的倒角结构，并严格控制起动机齿轮与飞轮齿圈影响啮合行程的尺寸链及公差带。同时对电磁开关等件进行优选，提高电器件工作可靠性。经市场验证，改进后起动机故障率明显降低。

水泵最初状态：配水泵额定流量200l／min，水泵轴与曲轴转速比1.0。采用普通七叶塑料风扇。故障模式：长时间低速运行发动机出水温度偏高。测量散热器进出口温差4.8℃。原因分析：散热器进出口温差4.8℃说明所配散热器本身散热能力足够。发动机本身冷却能力不足以使产生的热量及时散发，需进一步改进。改进状态：将水泵轴与曲轴转速比提高至1.15，在提高冷却水循环速度、水泵水流量的同时提高了风流量，同时对风扇齿形角进行调整提高了吸风能力。经验证改进后水温偏高故障排除。飞轮壳、离合器壳最初状态：配飞轮壳材质为，装起动机等受力突出部位未采取加强措施。

故障模式：飞轮壳或离合器壳（特别是起动机部位）出现破裂现象。原因分析：受自卸车工况影响，产生的振动传递到飞轮壳或离合器壳上，结构薄弱部位易形成疲劳裂纹，对受力突出、结构薄弱部位应从结构、材质等方面进行加强。改进状态：将飞轮壳、离合器壳材质改为，进一步提高机械性能。同时将飞轮壳上受力突出部位增加加强筋，对结构进行优化。改进后飞轮壳及离合器壳故障率明显降低。

结论综上所述，为适应自卸车的特殊工况，发动机应满足如下使用要求；自卸车超载现象严重，整机（特别是运转零部件）设计强度要提高，离合器储备系数要大。自卸车行驶路况较差，中低速段使用频繁，最大扭矩点适当下调，发动机中低速扭矩储备要足。自卸车行驶过程中速度变换频繁，速度响应性要好，应匹配全程调速器。自卸车短途运输为主，起动较为频繁，起动机可靠性要高。自卸车多在中低速运行，发动机要有较强散热能力，水泵、机油冷却器流量要大。自卸车行驶环境恶劣，制动性能要求高，空压机排气量要大，可靠性要高。自卸车工作中振动较大，机体刚度、强度要高，飞轮壳、离合器壳等件应从材质、结构等方面进行强化设计。

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