非道路用柴油发动机的运转方式

非道路用柴油发动机运转的许多方面与汽车发动机的运转相似。但是,在如何控制非道路用柴油发动机的性能方面存在根本差异。汽车的驾驶员控制发动机的功率以达到一定的车速。非道路用柴油发动机的操作员只需控制发动机转速,即可自动产生动力。这种行为类似于汽车的巡航控制。

柴油发动机被描述为稀薄燃烧发动机:它们需要的空气比燃料多。它们不受限制地吸入空气,然后注入所需数量的燃料以产生所需的动力。

而汽油发动机则是需要精确比例的空气和燃料来产生动力。施加在加速踏板或油门踏板上的压力打开或关闭控制发动机进气阀门;燃油系统随之响应,提供适量的燃油。脚离开踏板,无动力需求;踩到底,最大动力需求。

非道路用柴油发动机运转
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非道路用柴油发动机运转

柴油发动机没有节气门(*)。机械式非道路用柴油发动机具有一个速度需求操纵杆,操作员使用它来设置所需的发动机速度。最小操纵杆位置,最低速度;最大操纵杆位置,最高发动机速度。 

当您向以操作员设定的速度运转的非道路用柴油发动机施加负荷时,发动机会自动产生动力以维持其速度。在机械发动机中,机械调速器执行这一功能。

力平衡

在机械调速器内,速度需求操纵杆会基于发动机转速的力,产生反作用的弹力。这些力的平衡控制着注入发动机的燃油量。

向发动机施加机器负载会降低发动机转速。这造成了调速器力的不平衡,从而导致注入的燃油增加,并产生了更高的发动机功率来控制发动机转速。同样,如果去除机器负载,则发动机转速会上升,这会造成调速器力的另一个不平衡,从而导致注入的燃油减少和发动机功率降低,直到速度得到控制。

机械控制非常简单,但在控制速度的方式上有其固有的局限性。

电子控制发动机

电子控制的非道路用柴油发动机的工作方式非常相似。机器向发动机电子控制模块(ECM,electronic control module)发送速度请求,该模块会计算此需求速度与传感器提供的实际发动机速度之间的差。基于此计算,ECM 调整注入的燃油量以达到所需的速度。改变注入的燃油量和控制速度只需要很小的需求速度与实际发动机速度差。

电子控制也很简单,但巧妙地利用各种传感器来控制速度。

像巡航控制系统

机械或电子的非道路用柴油发动机调速器就像轿车上的巡航控制系统。汽车的巡航控制系统可保持车速,而不受逆风或道路坡度(相当于负载变化)的影响。非道路用柴油发动机调速器可保持发动机转速,而不管机器施加的负载如何变化。

*备注:柴油发动机不需要节气门即可获得以高速行驶和产生动力的主要功能性能。后处理系统的热管理导致某些发动机系统中出现“节气门”。

20/09/2021

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