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关于工程机械发动机和车用发动机的区别探讨

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一般地说,由于使用环境和条件不同,车用发动机和工程机械用发动机【简称工用机】的使用环境区别基本是:

       一,车用机要求加速性好,储备功率大,扭矩曲线要陡【储备扭矩大】,常用转速区间扭矩储备高【以便克服陡坡,泥泞,软路基等恶劣路况的行驶阻力】,不要求长时间的全功率输出【尤其是山区路况,一会上坡,一会下坡,工况多变】,一般来说,有预见性的负载工况较多【如可预见性的坡道,阻力大的路况,可提前加速冲刺】;基本是以15分钟和一小时持续功率为准;发动机的冷却工况较为复杂【长距离爬坡和长距离下坡时】;对发动机的变海拔工况要求较为苛刻【有时从低海拔地区重载爬坡到高海拔地区,又从高海拔地区一路空载下坡到低海拔地区】对排放和噪音要求较严格;对使用经济型要求较高;
      二,工用机要求持续恒功率【甚至全功率】运转工况较多,要求连续运转的可靠性要高【基本为12小时持续功率】加速性能要求不高,但要求发动机克服突然的不可预见的阻力【负载】的能力要强,基本是高速运转工况【装载机和叉车较为特殊,加减速工况较多】,冷却性能要求高【因为没有车用机的迎风冷却条件】,对排放要求不高【滞后于车用机】,较为注重使用经济性;
根据以上发动机的工况和使用需求,两种机器各有不同的特性:
     车用机一般铭牌上标定的是15分钟或一小时持续功率,一般地说来,比12小时功率要大10%左右;
也就是说 ,铭牌标定的功率,不能作为工用机使用,必须下调10%左右;
      一般来说,车用机的标定转速较高,因为车用机不经常在高速区长时间运转,而工用机却需要经常在高速区运转;
车用机的阻力很多情况下是可预见的,如:坏路面,陡坡等;而工用机很多情况下负载变化是无法预见的,如挖掘中,谁知道地面下有嘛东东啊?最简单的例子,工况复杂的农用拖拉机,其喷油泵就是全程调速器!
     所以 ,在传统喷油泵机械调速器控制下, 车用机是两级调速器控制,而工用机是全程调速器控制,虽然加速反应不如两极调速器灵活,但是发动机克服阻力的能力要高于两级调速器;
    同理,在电控发动机上,也用软件的变化来适应发动机的工况需求--用软件控制比设计机械调速器方便多啦!
    对于使用环境的变化,车用机往往在其配置的增压器上做文章,一般可以使用废气排放阀来控制增压压力的过高来满足海拔高度变化剧烈的工况,,利用变速冷却风扇来调节不同工况下的冷却强度【过去涉及到车用机可没有这条件,都是按照最大冷却强度的工况做冷却风扇设计】,
工用机只能在提高增压压力,降低机器负载上做文章,有些机器的增压器也有废气排放阀-往往是用车用机改装适应的;
对于噪音,车用机往往可以在废气排放的消音和噪音屏蔽上做文章,减少噪音的排放,反正只要在规定的部位,噪音不超标即可通过验收;
工用机 在这方面要求不严格,如:CAT的机器,要求在全功率下,驾驶员的耳边噪音不高于75分贝【国产机可要求低多了,好像是82分贝】;
关于燃油经济性,车用机可以配合行驶系统进行匹配,能达到较高的经济性;而工用机由于工况的缺陷【例如,液压传动和液力传动的效率都远不纯如机械传动的效率高,甚至没有最原始的皮带传动的效率高,现在的油电混合驱动主要就是为了这一点】,所以总体燃油经济性不高,且短期内难以做出较大范围的提高;
对于机器的功率和重量比来说,车用机要求轻量化,以减少汽车的整备质量,降低油耗【现在的先进柴油机的质量功率比值已经有达到1.5:1即1KW功率的自重为1.5kg】;
而工用机对于这一点不敏感,有时还需要加配重呢;
综合考虑起来,如果用车用机改为工用机,需要:

降低转速,全程调速器控制,降功率使用,改换风扇的传动比以适应工用机工况;


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