履帶起重機用柴油機掉轉速原因分析

牟宗樂+欒建偉

摘 要：本文通過對RQV-K調速器和RSV調速器的結構和工作原理分析，找出了履帶吊用柴油機在部分油門加載時轉速下降的原因機理，并提出了解決辦法。

關鍵詞：履帶起重機；調速器；轉速下降

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.240

1 前言

履帶起重機用柴油機在主機廠配套試驗過程中，發現當發動機轉速低于最大扭矩點轉速起吊重物后再擺動吊臂時，發動機轉速下降嚴重，大約在300～400r/min左右，初期認為是低速扭矩不足的原因，但加大噴油泵油量后，問題改善不很明顯，由此，我們想到了調速器的工作能力問題。

2 RQV-K調速器的特點

履帶起重機用柴油機用的是P7100噴油泵+（RQV-K）調速器的配置，RQV-K調速器是近年來在汽車、工程機械等配套機械上廣泛應用的一種全程式調速器，最大特點是能夠靈活地進行油量的正、負校正從而靈活地控制發動機扭矩。

影響調速率的結構。RQV-K調速器的杠桿比是可變的。RQV-K調速器油門手柄和搖臂都緊固在同一油門手柄軸上，搖臂的另一端有導向銷，導向銷又與浮動桿內的滑柱連接，工作時操縱油門手柄，搖臂聯動，使導向銷隨滑柱在浮動桿的導向孔內上下移動，從而改變了a與b的尺寸，其中a為支承銷孔B中心到導向銷中心的距離；b為拉桿（或齒桿）中心到導向銷中心的距離，通常把a：b定義為杠桿比。

油門手柄轉動時，導向銷中心上下移動，可改變杠桿比a：b的值。當油門手柄轉到最大油門（即全負荷）位置，導向銷處于最低位置，杠桿比a：b=1：5.9，即飛錘飛開、合攏引起連接桿移動1mm時，拉桿移動約5.9mm，這能滿足大油門要求。當油門手柄移向怠速（小油門）位置時，導向銷在最高位置，杠桿比a：b=l：1.7，這時連接桿移動lmm，拉桿移動約1.7mm，通常怠速運轉時，供油量很小，轉速波動后，引起的油量變化，相對值較大，容易引起柴油機工作不穩定，為了改善低速穩定性，把高速時較大的杠桿比減小，即加大低速時的調速率，使調速特性曲線走向平坦，減少供油量隨轉速的變化值，提高調速器的穩定性系數，改善柴油機低速穩定性。但這將導致柴油機在高低速調速率的不同，如把額定轉速時的調速率調整為10%（汽車要求≤10%，工程機械要求8%～12%），則怠速時的調速率將是高速的5.9/1.7≈3.47倍，大扭矩點以下的低速調速率也將按比例增大，該機型怠速700r/min，額定轉速1900r/min，粗略計算低速轉速如1300r/min的調速率大約為15.5%。

3 掉轉速原因分析

圖2是全程調速器所配柴油機的速度特性曲線，在1300r/min（以此轉速為例）時，調速率明顯比在額定轉速1900 r/min高，假設履帶吊起重物后運行于A點，在此工況擺臂時相當于加載，發動機運行點便由A點沿調速特性曲線移向B點，B、A點的轉速相差是比較大的，這就是轉速下降較多的原因。

如果將低速調速率降低，使運行點A-B'線移動，則可減小轉速下降。要降低低速調速率，則需要采用固定杠桿比的調速器如RSV調速器。

4 RSV調速器的特點

RSV調速器的結構特點：有一套緊湊的杠桿系統，并具有獨特的可變調速率機構，調速彈簧采用拉簧結構。飛錘座架部件固定在凸輪軸上，飛錘銷穿過飛錘，壓配在飛錘座架中，飛錘與飛錘銷為動配合。當凸輪軸旋轉時，在飛錘離心力的作用下飛錘銷中心能以支點向外飛張或在彈簧力的作用下向里合攏，并通過飛錘爪上的滾輪（或滑塊）推動調速套筒及丁字塊沿軸向運動。丁字塊一端壓配在調速套筒上，另一端與支架下端相聯，支架軸上裝有拉桿，拉桿下端通過滑塊與停車撥叉相連，上部通過齒桿連接板與齒桿連接。因此，飛錘張開可通過一套杠桿機構使齒桿向減油方向移動。拉桿頂端掛有起動彈簧，始終把齒桿拉向加油方向。支撐桿與支架一起懸掛在支撐桿銷上，調速彈簧一端掛在支撐桿上，另一端掛在彈簧搖臂部件上，彈簧拉力使支撐桿壓丁字塊，通過丁字塊、調速套筒使滾輪壓飛錘合攏。在丁字塊運動的同時，通過支架、拉桿等部件使齒桿向增油方向移動。操縱手柄轉動時可改變彈簧搖臂傾角（與水平線的夾角）和調速彈簧作用在支撐桿上的力的大小，使柴油機在各種轉速及負荷下工作都受調速器的控制。

RSV調速器杠桿機構的杠桿比是a：b=1：2，是固定不變的。因此，理論上各轉速調速率是不變的。但實際上由于正校正的原因，低速調速率比高速要稍大一點，但足以滿足要求。

5 結果

根據以上分析，我們換裝了RSV調速器，經配機試驗，在低速加載時轉速下降不超過50r/min，滿足了用戶的要求。

6 結論

通過解決掉轉速問題，認識到RSV調速器與RQV-K的區別，對于低速固定油門作業而負荷有所變化的柴油機，為提高工作穩定性，最好采用RSV調速器。對于汽車以及駕駛員可隨時操縱油門的工程機械用柴油機，可以采用RQV-K調速器。

參考文獻：

[1]鄧東密，鄧杰.柴油機噴油系統[J].機械工業出版社，2009（10）.

[2]周龍寶著.內燃機學[M].機械工業出版社，2009（01）.

作者簡介：牟宗樂（1968-），男，山東濰坊人，本科，部門經理，工程師，研究方向：柴油機制造技術、故障模式分析、柴油機升級研發。